《二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍確定技術指南》

ICSXX.XXX

ZXX

團體標準

T/CSESXXXX—2020

代替T/CSESXXXX—201X

二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍確定

技術指南

TechnicalguidelinesforCO2geologicalutilizationand

storagemonitoringareadetermination

(征求意見稿)

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國環(huán)境科學學會發(fā)布

T/CSESXXX—202X

前言...........................................................................................................................................................III

1.適用范圍..............................................................................................................................................1

2.規(guī)范性引用文件..................................................................................................................................1

3.術語和定義..........................................................................................................................................1

3.1二氧化碳地質利用與封存CO2geologicalutilizationandstorage(CGUS)....................................2

3.2封存體Storagecomplex.................................................................................................................2

3.3壓力前緣Pressurefront.................................................................................................................2

3.4二氧化碳羽流CO2plume..............................................................................................................2

3.5審查區(qū)域AreaofReview,AOR.......................................................................................................2

3.6Ⅴ類地下水ClassVgroundwater...................................................................................................2

3.7商業(yè)項目Commercialprojects......................................................................................................2

3.8二氧化碳注入CO2injection..........................................................................................................2

3.9注入前Pre-injection.......................................................................................................................2

3.10場地關閉Siteclosure...................................................................................................................2

4.監(jiān)測范圍確定一般技術流程..............................................................................................................2

5.基本原則..............................................................................................................................................3

6.數(shù)據準備..............................................................................................................................................4

7.二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法..........................................................................4

7.1數(shù)值模擬法.....................................................................................................................................4

7.2簡單函數(shù)法.....................................................................................................................................5

7.3案例類比法.....................................................................................................................................7

7.4實驗驗證.........................................................................................................................................7

8.不同監(jiān)測要素的范圍確定..................................................................................................................7

9.監(jiān)測時間范圍確定..............................................................................................................................8

10范圍更新..............................................................................................................................................8

11成果提交..............................................................................................................................................8

參考文獻.........................................................................................................................................................9

附1...........................................................................................................................................................10

T/CSESXXX—202X

二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍確定技術指南

1.適用范圍

本標準規(guī)定了二氧化碳地質利用與封存（CGUS）項目環(huán)境與安全影響監(jiān)測范圍的一般性原則、

工作程序、內容、方法及技術。本標準適用于二氧化碳咸水層封存和二氧化碳強化驅油(EOR)商業(yè)

項目中環(huán)境與安全影響監(jiān)測范圍的確定。

2.規(guī)范性引用文件

本標準引用了下列文件或其中的條款，凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準；

凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。

《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風險評估技術指南（試行）》

GB3095環(huán)境空氣質量標準（第1號修改單)

GB/T7713.3科技報告編寫規(guī)則

GB15618-2018土壤環(huán)境質量農用地土壤污染風險管控標準(試行)

GB17741工程場地地震安全性評價

GB/T33583陸上石油地震勘探資料采集技術規(guī)程

GB/T14848-2017地下水質量標準

HJ2.2環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境

HJ91.2-2022地表水環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范

HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范

HJ610環(huán)境影響評價技術導則地下水環(huán)境

ISO31000風險管理指南（Riskmanagement-Guidelines）

T/CSES41-2021二氧化碳捕集利用與封存術語

T/CSES71-2022二氧化碳地質利用與封存項目泄漏風險評價規(guī)范

ISO27914:2017二氧化碳的捕獲、運輸和地質封存-地質封存（Carbondioxidecapture,

transportationandgeologicalstorage-Geologicalstorage）

ISO/TR27923:2022二氧化碳的捕獲、運輸和地質封存-注入作業(yè)、基礎設施和監(jiān)測

（Carbondioxidecapture,transportationandgeologicalstorage—Injectionoperations,infrastructureand

monitoring）

二氧化碳地質封存地下注入控制六類井項目審查區(qū)評估和糾正措施指南（Geologic

SequestrationofCarbonDioxideUndergroundInjectionControl(UIC)ProgramClassVIWellAreaof

ReviewEvaluationandCorrectiveActionGuidance）

3.術語和定義

1

T/CSESXXX—202X

下列術語和定義適用于本標準。

T/CSES41—2021界定的以及下列術語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復列出了

T/CSES41—2021中的某些術語和定義。

3.1二氧化碳地質利用與封存CO2geologicalutilizationandstorage(CGUS)

將二氧化碳注入地層，利用其驅替、置換、傳熱或化學反應等作用生產具有商業(yè)價值的產品，

同時實現(xiàn)其與大氣長期隔絕的工業(yè)過程。

3.2封存體Storagecomplex

二氧化碳地質封存場地及周邊可能對整體封存的完整性和安全性產生影響的二次封閉構造。

3.3壓力前緣Pressurefront

二氧化碳注入地下儲層造成的壓力上升區(qū)域。

3.4二氧化碳羽流CO2plume

二氧化碳以氣、液或超臨界的自由相形式在地質構造中的分布。

3.5審查區(qū)域AreaofReview,AOR

為評估CGUS項目或其一部分對生命和人類健康、環(huán)境、其他資源的競爭性開發(fā)或基礎設施的

影響程度而指定的地理區(qū)域。審查區(qū)域的劃定界定了陸面或海床和水面的水平外邊界以及縱向地下

深度，將根據監(jiān)管機構的要求在這些范圍內進行評估。

3.6Ⅴ類地下水ClassVgroundwater

地下水化學組分含量高，不宜作生活飲用水，其他用水可根據使用目的選用，該類水的溶解性

總固體＞2000mg/L。

[來源：GB/T14848-2017,4.1]

3.7商業(yè)項目Commercialprojects

一般項目設計壽命與捕集二氧化碳的主體設施相似，以獲得商業(yè)回報為目的并滿足監(jiān)管要求。

3.8二氧化碳注入CO2injection

商業(yè)項目中將二氧化碳注入地下的長期過程。

3.9注入前Pre-injection

在二氧化碳開始持續(xù)注入之前，與選址、特征描述、設計和開發(fā)階段相對應。

3.10場地關閉Siteclosure

停止注入后，作業(yè)場所（如注入設施）證明符合場地關閉驗收標準，從而可將長期責任和義務

移交給指定機構。如果責任和義務沒有轉移，該項目將不會進入關閉后期，并將保持在注入后和關

閉期，直到責任轉移。

4.監(jiān)測范圍確定一般技術流程

2

T/CSESXXX—202X

二氧化碳地質利用與封存的監(jiān)測范圍確定技術流程主要包括五個步驟（圖1），實施過程中可

按照實際情況進行調整和完善。

（1）數(shù)據準備。收集工區(qū)及其周邊區(qū)域相關地理、地質、水文、鉆探等資料。

（2）根據項目具體情況選擇確定監(jiān)測空間范圍方法。監(jiān)測范圍確定方法可根據資料豐富度，

選擇合適的方法，必要時可進行交叉驗證。

（3）確定監(jiān)測要素范圍。依據有關監(jiān)測技術方法和標準結合監(jiān)測空間范圍確定。

（4）確定監(jiān)測時間范圍。根據項目階段（注入前、注入中、場地關閉及關閉）確定監(jiān)測時間

范圍。

（5）編寫監(jiān)測范圍確定報告并提交成果。

圖1技術流程圖

5.基本原則

CO2地質利用與封存的監(jiān)測時間范圍應包括注入前、注入中、場地關閉及關閉后。監(jiān)測時間需

要考慮到所使用的方法和技術，以及被采樣介質的性質和測量的類型。依據有關監(jiān)測技術方法和標

準（HJ2.2、HJ610、HJ/T166），確定監(jiān)測頻率。

監(jiān)測的空間范圍通常包括因二氧化碳封存可能產生影響的區(qū)域，即審查區(qū)域。其主要確定原則

為：

（1）監(jiān)測范圍應該通過二氧化碳在地下的運移行為來確定；

（2）監(jiān)測范圍應該覆蓋海底和地下的所有注入場所、相關工業(yè)設備、考慮周邊的井、斷裂等

可能通道的存在（圖2）。

3

T/CSESXXX—202X

圖2監(jiān)測與環(huán)境影響評估范圍示意圖

6.數(shù)據準備

監(jiān)測范圍確定工作正式開展前，應先收集工區(qū)及其周邊區(qū)域如下資料：

a)地形、河流、湖泊等自然地理資料；

b)居民點、道路、管線、水利設施等人文地理資料；

c)發(fā)生時間、頻次、深度等地震活動資料；

d)地下水類型、補、徑、排特征等水文地質資料；

e)井位、井深、測井、錄井等鉆探資料；

f)構造、地層、巖性、火成巖分布等區(qū)域地質資料；

g)儲層孔隙度、滲透率等資料；

h)注入量、注入速率等工程資料；

i)工區(qū)布置等資料。

7.二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法

監(jiān)測范圍的邊界可根據資料豐富度、封存體的地質情況和周圍環(huán)境，可通過數(shù)值模擬法、簡單

函數(shù)法、案例類比法或實驗驗證法獲得。

7.1數(shù)值模擬法

數(shù)值模擬法是利用數(shù)值模擬手段，根據二氧化碳羽流的分布和壓力分布（7.1.4），確定封存

體邊界范圍。監(jiān)測范圍的邊界應覆蓋潛在二氧化碳羽流面積/垂向分布信息。

4

T/CSESXXX—202X

7.1.1二氧化碳壓力分布由二氧化碳壓力前緣限制。壓力前緣是指由二氧化碳注入地下造成的壓

力上升區(qū)域。二氧化碳壓力前緣的壓力值（???,?）可由最低可探測壓力（7.1.2）或壓力差

（7.1.3）兩種方法確定。

7.1.2最低可探測壓力，約為0.02MPa。

7.1.3壓力差方法，導致注入流體或地層流體運移至Ⅴ類地下水的壓力差。

???,?=???+?????(???????)（式1）

???為Ⅴ類地下水含水層的初始壓力；???是注入層流體密度；g為重力加速度；???為Ⅴ類地下飲

用水源含水層的代表性高程（representativeelevation）；???為注入層的代表性高程。

7.1.4封存體邊界是二氧化碳羽流與壓力前緣的外輪廓（圖3）。

圖3利用數(shù)值模擬法確定評估范圍示意案例

7.1.5數(shù)值模型應包含多相流，反應運移與巖土力學過程，可根據需要酌情考慮。

7.1.6模型應進行敏感性分析以及模型校準。

7.1.7監(jiān)測的平面范圍可在7.1.4確定的邊界適當外擴一定距離，外擴距離可根據項目規(guī)模、場

地條件等確定，并說明理由，無法確定時，可外擴800米。

7.2簡單函數(shù)法

根據有效封存容量計算公式推導二氧化碳羽流半徑在儲層的分布半徑。

5

T/CSESXXX—202X

7.2.1咸水層封存二氧化碳羽流分布半徑

（1）咸水層單井注入羽流分布面積：

?

=2

?

?????ρ2???（式2）

（2）咸水層封存二氧化碳羽流分布半徑：

?

??=2

??????ρ???.

2（式3）

為單井注入量；為咸水層的厚度；為咸水層的平均孔隙率；為二氧化碳密度；

???2hg????????2

Esaline為咸水層內二氧化碳置換系數(shù)。

7.2.1.1Esaline取值可根據實驗或模擬手段獲得，或者采用以下推薦值：

表1咸水層置換系數(shù)Esaline推薦值

巖性P10P50P90

碎屑巖0.0740.140.24

白云巖0.160.210.26

石灰?guī)r0.10.150.21

砂巖0.15

7.2.1.2單井注入評估半徑R可根據下式計算：

?=????（式3）

其中，n為考慮項目規(guī)模和場地條件的系數(shù)，n＞1。

7.2.2二氧化碳強化驅油羽流分布半徑

?

??=2

()

??????1?????·ρ2?/gasπ

（式

4）

為單井二氧化碳封存容量；為油氣柱凈高度；為凈厚度的平均有效孔隙度；為平

???2hn??Sw

均初始水飽和度；B為流體地層體積系數(shù)，將標準油氣體積轉換為地下體積（在儲層壓力和溫度條

件下）；為二氧化碳標準密度；為二氧化碳地質儲存有效系數(shù)。

????2Eoil/gas

7.2.2.1Eoil/gas可以通過當?shù)毓こ探涷灮蛘吣M獲得，對于油藏來說，二氧化碳強化驅油采收率系數(shù)

和二氧化碳凈利用率等于儲存效率系數(shù)。

7.2.2.2對于井群注入項目（二氧化碳驅油封存項目），可通過單井注入量計算單井的范圍，評估

范圍應該覆蓋所有井的子范圍。

6

T/CSESXXX—202X

（1）井群內井間距大于單井評估半徑的2倍時，可以分別對每口井進行評估范圍劃定；

（2）井群內井間距小于等于評估半徑的2倍時，則以外圍井評估半徑的外接圓或外接矩形為

邊界（圖4），可以建議外接圓優(yōu)先。

圖4井群監(jiān)測范圍

7.3案例類比法

案例類比法是綜合當前已有CGUS項目的監(jiān)測、模擬成果，參考已有CGUS項目的環(huán)境影響評

估范圍來確定。建議通過注入量、儲層類型等要素進行對比。在項目的初期階段，相關場地資料較

為缺乏的時候，可以采用該方法進行范圍的初步劃定。

7.4實驗驗證

7.1，7.2中涉及的參數(shù)可通過室內實驗和場地試驗進行確定。建議根據實驗結果對數(shù)值模

擬法（7.1）進行驗證和校正，使監(jiān)測范圍評估更準確。

8.不同監(jiān)測要素的范圍確定

8.1二氧化碳地質利用與封存過程中，環(huán)境監(jiān)測范圍主要包括土壤、地表水、淺層地下水、環(huán)境空

氣等環(huán)境質量變化。二氧化碳注入期間及注入后，受注入壓力的驅動在注入井附近向四周運移

擴散，隨著時間和運移距離的推移，二氧化碳的遷移主要受深部地層結構和狀況影響。綜合考

慮以上因素，將監(jiān)測點區(qū)域分為以注入井為中心的注入中心區(qū)和注入外延區(qū)，中心區(qū)和外延區(qū)

的范圍主要依據二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法（7）確定。

8.2土壤監(jiān)測范圍根據GB15618《土壤環(huán)境質量標準》和HJ/T166《土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》與二

氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法（7）確定。外延區(qū)除考慮8.1原則以外，還應考

慮周邊自然保護區(qū)、二氧化碳敏感植被分布等。建議特別保護區(qū)的外延區(qū)距離應大于3000m。

（1）地表水監(jiān)測范圍根據HJ91.2-2022《地表水環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范》與二氧化碳地質利

用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法（7）確定。監(jiān)測地表水重點污染區(qū)及可能產生污染的

地區(qū)。

7

T/CSESXXX—202X

（2）淺層地下水。監(jiān)測范圍根據HJ610《環(huán)境影響評價技術導則地下水環(huán)境》與二氧化碳

地質利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法（7）確定。建議地下水監(jiān)測貫穿在整個項目過

程中進行。監(jiān)測地下水重點污染區(qū)及可能產生污染的地區(qū)。

8.3環(huán)境空氣。監(jiān)測范圍根據HJ2.2《環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境》與二氧化碳地質利用與封

存監(jiān)測范圍邊界確定方法（7）確定。地上空氣監(jiān)測范圍建議距地表2m高度范圍內大氣二氧化

碳濃度或距離地表5m和10m的大氣二氧化碳通量監(jiān)測。

9.監(jiān)測時間范圍確定

二氧化碳地質利用與封存的監(jiān)測時間范圍應包括注入前、注入中、場地關閉及關閉后共4個階

段。注入前的監(jiān)測確定了封存系統(tǒng)的二氧化碳注入前條件，以及與封存系統(tǒng)各關鍵參數(shù)測量相關的

固有不確定性。

不同階段監(jiān)測時間范圍見表2。

表2推薦監(jiān)測階段涉及的監(jiān)測時間

監(jiān)測階段注入前注入中場地關閉關閉后

監(jiān)測時間范圍1-5年5-50年-20-50年

注1：場地關閉時需要監(jiān)測并將監(jiān)測結果與預測結果對照確認預測模型無誤，判定場址的安全

性后，場地可關閉與移交。

注2：場地關閉后，除特殊情況無需特別監(jiān)測，可維持基本安全監(jiān)測。

注3：商業(yè)項目開始前的試注不屬于注入階段。

10范圍更新

監(jiān)測范圍應該隨著資料的補充，更新頻率依據CGUS注入方案和項目場地實施情況確定。

11成果提交

完成數(shù)據表格填寫（附1）；

項目成果報告，格式要求執(zhí)行GB/T7713.3的規(guī)定；

圖件編制應符合SY/T6055的要求。

8

T/CSESXXX—202X

參考文獻

[1]《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風險評估技術指南（試行）》

[2]GB3095環(huán)境空氣質量標準（第1號修改單）

[3]GB/T7713.3科技報告編寫規(guī)則

[4]GB15618-2018土壤環(huán)境質量農用地土壤污染風險管控標準(試行)

[5]GB17741工程場地地震安全性評價

[6]GB/T33583陸上石油地震勘探資料采集技術規(guī)程

[7]GB/T14848-2017地下水質量標準

[8]HJ2.2環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境

[9]HJ91.2-2022地表水環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范

[10]HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范

[11]HJ610環(huán)境影響評價技術導則地下水環(huán)境

[12]ISO31000風險管理指南（Riskmanagement-Guidelines）

[13]T/CSES41—2021二氧化碳捕集利用與封存術語

[14]T/CSES71-2022二氧化碳地質利用與封存項目泄漏風險評價規(guī)范

[15]ISO27914:2017二氧化碳的捕獲、運輸和地質封存-地質封存（Carbondioxidecapture,

transportationandgeologicalstorage-Geologicalstorage）

[16]ISO/TR27923:2022二氧化碳的捕獲、運輸和地質封存-注入作業(yè)、基礎設施和監(jiān)測（Carbon

dioxidecapture,transportationandgeologicalstorage-Injectionoperations,infrastructureand

monitoring）

[17]二氧化碳地質封存地下注入控制六類井項目審查區(qū)評估和糾正措施指南（Geologic

SequestrationofCarbonDioxideUndergroundInjectionControl(UIC)ProgramClassVIWellAreaof

ReviewEvaluationandCorrectiveActionGuidance

9

T/CSESXXX—202X

附1

二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍確定

項目名稱

項目編號

項目負責單位

項目負責人聯(lián)系電話

電子郵箱

項目監(jiān)測范圍評估時

間

監(jiān)測范圍邊界

監(jiān)測范圍邊界確定方

法

CO2羽流分布半徑

環(huán)境監(jiān)測范圍

土壤地表水

淺層地下水環(huán)境空氣

監(jiān)測時間范圍

項目執(zhí)行階段注入前注入中場地關閉后

監(jiān)測時間范圍

10

團體標準《二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍確定技術指南》

（征求意見稿）編制說明

1.項目背景

二氧化碳地質利用與封存(CGUS)技術是碳中和技術組合中不可或缺的組成

部分。近年來，國內二氧化碳地質利用與封存項目建設發(fā)展迅速，數(shù)量和規(guī)模

顯著增加。環(huán)境風險管理是項目能否順利開展的重要保障，是公眾對二氧化碳

地質利用與封存項目的主要關注點之一，也是項目能否順利開展的關鍵。二氧

化碳在捕集、運輸、利用與封存環(huán)節(jié)均有可能發(fā)生泄漏，進而危害環(huán)境安全，

例如捕集與運輸環(huán)節(jié)的管道和設備的泄漏，但最受公眾關注的是地質利用與地

質封存環(huán)節(jié)的泄漏，如二氧化碳在封存過程中，沿著井筒、裂縫、斷層的泄漏，

通過儲層和蓋層的擴散與泄漏等。二氧化碳一旦泄漏至淺部地層或大氣，可能

影響人類健康、造成動物窒息、影響土壤生物系統(tǒng)及植被根系，改變生態(tài)系統(tǒng)

平衡；泄漏的二氧化碳溶解至地下流體，將造成地下水污染，干擾地下生態(tài)系

統(tǒng)；二氧化碳與儲層流體的置換，有可能導致地表隆起、誘發(fā)地震、損壞烴類

或其他礦物資源等。

環(huán)境風險管理，包括風險評估與監(jiān)測等能夠解決二氧化碳地質利用與封存

項目的安全性和公眾信任等問題，為項目工程的順利開展提供依據。為規(guī)范和

指導二氧化碳地質利用與封存項目的環(huán)境風險評估工作，原環(huán)境保護部制定了

《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風險評估技術指南(試行)》。指南指導陸上新

建或改擴建二氧化碳捕集、地質利用與地質封存項目的環(huán)境風險評估，規(guī)范了

環(huán)境風險評估流程，并對評估的時空范圍進行定義，提出了環(huán)境監(jiān)測的對象、

周期與目的。

目前，我國針對二氧化碳地質利用與封存項目中的環(huán)境風險管理研究停留

在初步的風險識別階段，主要是對對可能造成的風險進行分析但缺少針對二氧

化碳地質利用與封存項目風險管理空間范圍的確定。因為地質利用與地質封存

項目的監(jiān)測范圍需要考慮可能會受到注入活動影響的地上和地下空間，由于復

雜的地下條件與地下空間的不可見性，以及僅有少數(shù)幾個試點工程，缺乏實際

工程資料的支撐，因此需要更多的工作以完善支撐《二氧化碳捕集、利用與封

存環(huán)境風險評估技術指南(試行)》中關于環(huán)境風險管理范圍的確定。同時，現(xiàn)

有標準多是針對二氧化碳地質利用與封存項目監(jiān)測方法的制定，當前很多二氧

化碳地質利用與封存項目都需要監(jiān)測，監(jiān)測范圍大小需要界定，但缺少系統(tǒng)性

二氧化碳地質利用與封存項目監(jiān)測區(qū)域標準。

《二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍確定技術指南》將成為我國第一個對

二氧化碳地質利用與封存項目的監(jiān)測范圍進行規(guī)范的行業(yè)標準，為CGUS可能

出現(xiàn)的環(huán)境風險的防范提供了規(guī)范和標準。此標準的發(fā)布將會引導國內二氧化

碳地質利用與封存監(jiān)測范圍的深入研究，為我國未來二氧化碳地質利用與封存

項目的開展提供風險評價依據，有效解決目前二氧化碳地質利用與封存項目實

踐過程中面臨的相關技術規(guī)范缺乏等亟待解決的問題，減少利益相關方的各種

顧慮，確保二氧化碳地質利用與封存項目的順利開展。與此同時，標準的出臺

可對碳排放核算、MRV工作有一定支撐性，提升二氧化碳地質利用與封存項目

的規(guī)范性，是未來我國二氧化碳地質利用與封存項目大規(guī)模建設運行、CGUS

產業(yè)化、集群化發(fā)展發(fā)展的的重要保障。

2.工作簡況

2.1任務來源

為貫徹落實《中華人民共和國標準化法》、《深化標準化工作改革方案》（國

發(fā)〔2015〕13號）、《關于培育和發(fā)展團體標準的指導意見》、《團體標準管理規(guī)

定》（國標委聯(lián)[2019]1號）的要求，進一步發(fā)揮科技社團通過先進標準引領行

業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的作用，加快建立和完善與國家標準、行業(yè)標準等協(xié)調互補的生態(tài)

環(huán)境領域團體標準體系，依據《中國環(huán)境科學學會標準管理辦法（試行）》的有

關規(guī)定，由中國環(huán)境科學學會標準工作辦公室負責織團體標準申報工作，由中

國科學院武漢巖土力學研究所、生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院、生態(tài)環(huán)境部環(huán)境工程

評估中心負責此項標準起草工作。

2.2工作過程

在完成中國環(huán)境科學學會團體標準申報和立項工作后，標準編寫組通過現(xiàn)

場調研和文獻資料等進行數(shù)據收集，確定了具有普適性的二氧化碳地質利用與

封存項目監(jiān)測范圍，并基于文獻資料，分析決定風險評估空間范圍的主要影響

因素，建立適合中國二氧化碳地質封存項目環(huán)境風險評估空間范圍的確定方法。

基于上述內容，標準編寫組形成了完整的標準草案（征求意見稿）。

3.標準的編制原則和主要內容

本標準制定的原則：科學性、適用性和可操作性。

本標準規(guī)定了二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍相關的術語和定義、二氧

化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍確定的基本原則、考慮要素、方法等。

本標準適用于一般二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍的確定。

二氧化碳地質利用與封存的監(jiān)測（包括環(huán)境、安全和封存利用監(jiān)測）時間

范圍應包括注入前、注入中、場地關閉及關閉后。監(jiān)測時間需要考慮到所使用

的方法和技術，以及被采樣介質的性質和測量的類型。依據有關監(jiān)測技術方法

和標準（HJ2.2、HJ610、HJ/T166），確定監(jiān)測頻率。

二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法：闡述了二氧化碳地質利

用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法，提出了不同封存條件的風險評估范圍的說明

與操作。為二氧化碳地質利用與封存項目安全監(jiān)測提供參數(shù)范圍，以確保二氧

化碳仍儲存在預先設定的封存體中，而不會因泄漏影響其他如淡水或油氣資源

的地區(qū)。

監(jiān)測要素范圍確定：闡述了二氧化碳地質利用與封存項目空間范圍內的監(jiān)

測要素范圍的確定方法。

監(jiān)測時間范圍確定：推薦了根據項目不同階段的監(jiān)測時間范圍，監(jiān)測持續(xù)

時間可以根據項目規(guī)模、所在區(qū)域地質條件和人口等因素，選擇合適的監(jiān)測持

續(xù)時間。

4.標準相關數(shù)據參考依據

4.1規(guī)范性引用文件

引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)則。

《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風險評估技術指南（試行）》

GB3095環(huán)境空氣質量標準（第1號修改單）

GB/T7713.3科技報告編寫規(guī)則

GB15618-2018土壤環(huán)境質量標準農用地土壤污染風險管控標準(試行)

GB17741工程場地地震安全性評價

GB/T33583陸上石油地震勘探資料采集技術規(guī)程

GB/T14848-2017地下水質量標準

HJ2.2環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境

HJ91.2-2022地表水環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范

HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范

HJ610環(huán)境影響評價技術導則地下水環(huán)境

ISO31000風險管理指南（Riskmanagement-Guidelines）

T/CSES41-2021二氧化碳捕集利用與封存術語

T/CSES71-2022二氧化碳地質利用與封存項目泄漏風險評價規(guī)范

ISO27914:2017二氧化碳的捕獲、運輸和地質封存-地質封存（Carbon

dioxidecapture,transportationandgeologicalstorage-Geologicalstorage）

ISO/TR27923:2022二氧化碳的捕獲、運輸和地質封存-注入作業(yè)、基礎設

施和監(jiān)測（Carbondioxidecapture,transportationandgeologicalstorage—

Injectionoperations,infrastructureandmonitoring）

二氧化碳地質封存地下注入控制六類井項目審查區(qū)評估和糾正措施指南

（GeologicSequestrationofCarbonDioxideUndergroundInjectionControl(UIC)

ProgramClassVIWellAreaofReviewEvaluationandCorrectiveAction

Guidance）

4.2術語定義

本標準對二氧化碳地質封存環(huán)境監(jiān)測所涉及的部分定義進行了描述，目的

是能夠被各方人員理解，主要依據T/CSES41—2021界定[1]，下列術語和定義適

用于本文件。為了便于使用，以下重復列出了T/CSES41—2021[1]中的某些術語

和定義，具體如下：

（1）二氧化碳地質利用與封存CO2geologicalutilizationandstorage(CGUS)

將二氧化碳注入地層，利用其驅替、置換、傳熱或化學反應等作用生產具

有商業(yè)價值的產品，同時實現(xiàn)其與大氣長期隔絕的工業(yè)過程。

（2）封存體Storagecomplex

二氧化碳地質封存場地及周邊可能對整體封存的完整性和安全性產生影響

的二次封閉構造。

（3）壓力前緣Pressurefront

二氧化碳注入地下儲層造成的壓力上升區(qū)域。

（4）二氧化碳羽流CO2plume

二氧化碳以氣、液或超臨界的自由相形式在二氧化碳地質構造中的分布。

（5）審查區(qū)域Areaofreview，AOR

為評估CGUS項目或其一部分對生命和人類健康、環(huán)境、其他資源的競爭

性開發(fā)或基礎設施的影響程度而指定的地理區(qū)域。審查區(qū)域的劃定界定了陸面

或海床和水面的水平外邊界以及縱向地下深度，將根據監(jiān)管機構的要求在這些

范圍內進行評估。

（6）Ⅴ類地下水ClassVgroundwater

地下水化學組分含量高，不宜作生活飲用水，其他用水可根據使用目的選

用，該類水的溶解性總固體＞2000mg/L。

[來源：GB/T14848-2017,4.1]

（7）商業(yè)項目Commercialprojects

一般項目設計壽命與捕集二氧化碳的主體設施相似，以獲得商業(yè)回報為目

的并滿足監(jiān)管要求。

（8）二氧化碳注入CO2injection

商業(yè)項目中將二氧化碳注入地下的長期過程。

（9）注入前Pre-injection

在二氧化碳開始持續(xù)注入之前，與選址、特征描述、設計和開發(fā)階段相對

應。

（10）場地關閉Siteclosure

停止注入后，作業(yè)場所（如注入設施）證明符合場地關閉驗收標準，從而

可將長期責任和義務移交給指定機構。如果責任和義務沒有轉移，該項目將不

會進入關閉后期，并將保持在注入后和關閉期，直到責任轉移。

4.3監(jiān)測范圍確定一般技術流程

二氧化碳地質利用與封存的監(jiān)測范圍確定技術流程主要包括五個步驟，因

CGUS技術的發(fā)展，實施過程中可按照實際工作過程進行調整和完善。

（1）數(shù)據準備。收集工區(qū)及其周邊區(qū)域相關地理、地質、水文、鉆探等資

料。數(shù)據信息收集的過程中需要考慮封存體和周圍區(qū)域的特征，評估是否

基于專門針對二氧化碳地質封存的數(shù)據。主要基于為油氣評估而獲得的數(shù)

據的特征可能在不同方面與二氧化碳封存場地和復合體（包括周邊地區(qū)）

的評估和特征描述存在細微差別或重大偏差。

（2）根據項目具體情況確定監(jiān)測空間范圍。確定監(jiān)測范圍方法根據資料豐

富度，選擇合適的方法，必要時可進行交叉驗證。隨著項目的開展，資料

的豐富的和信息不斷更新，需更新評估范圍。

（3）確定監(jiān)測要素范圍。依據有關監(jiān)測技術方法和標準結合監(jiān)測空間范圍

確定。

（4）確定監(jiān)測時間范圍。根據項目階段（注入前、注入中、場地關閉及關

閉）確定監(jiān)測時間范圍。

（5）編寫監(jiān)測范圍確定報告、填寫數(shù)據表格并提交成果。

圖1技術流程圖

4.4基本原則

二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測（包括環(huán)境、安全和封存利用監(jiān)測）的時間

范圍應包括注入前、注入中、場地關閉及關閉后。監(jiān)測時間需要考慮到所使用

的方法和技術，以及被采樣介質的性質和測量的類型。依據有關監(jiān)測技術方法

和標準（HJ2.2[2]、HJ610[3]、HJ/T166[4]），確定監(jiān)測頻率。主要目的是提出總

體的監(jiān)測范圍和原則，確定一般二氧化碳地質利用與封存項目執(zhí)行前期、中期

和后期監(jiān)測范圍，對可能會受到注入活動影響的地上和地下空間進行初步確定，

以便為二氧化碳地質利用與封存的監(jiān)測提供基礎和指導。

二氧化碳的泄漏通道主要是沿著注入井或廢棄井、裂縫、斷層等向上部地

層泄漏，影響淺部地層環(huán)境，進而向地表運移。因此，監(jiān)測的空間范圍通常包

括因二氧化碳封存可能產生影響的區(qū)域，即審查區(qū)域。其主要確定原則為：

（1）監(jiān)測范圍應該通過二氧化碳在地下的運移行為來確定，并綜合考慮

二氧化碳羽流的存在形態(tài)、泄漏通道的存在以及地形與氣候等條件

[5]；

（2）監(jiān)測范圍應該覆蓋海底和地下的所有注入場所、相關工業(yè)設備、考

慮周邊的井、斷裂等可能通道的存在（圖2）。圖2展示出為二氧化

碳封存體影響與監(jiān)測范圍的空間區(qū)域劃分及相互關系。圖2利用數(shù)

值模擬法確定評估范圍示意案例，基于[6]確定。

圖2監(jiān)測與環(huán)境風險評估范圍示意圖

4.5數(shù)據準備

根據已有標準[7]和神華鄂爾多斯二氧化碳咸水層封存項目的水質監(jiān)測和近地

表二氧化碳濃度監(jiān)測范圍[8]，確定本標準中的數(shù)據準備。

監(jiān)測范圍確定工作正式開展前，應先收集工區(qū)及其周邊區(qū)域如下資料：

a)地形、河流、湖泊等自然地理資料；

b)居民點、道路、管線、水利設施等人文地理資料；

c)發(fā)生時間、頻次、深度等地震活動資料；

d)地下水類型、補、徑、排特征等水文地質資料；

e)井位、井深、測井、錄井等鉆探資料；

f)構造、地層、巖性、火成巖分布等區(qū)域地質資料；

g)儲層孔隙度、滲透率等資料；

h)注入量、注入速率等工程資料；

i)工區(qū)布置等資料。

4.6二氧化碳地質利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法確定依據

監(jiān)測范圍的邊界可根據資料豐富度、封存綜合體的地質情況和周圍環(huán)境，

可通過數(shù)值模擬法、簡單函數(shù)法、案例類比法和實驗驗證法獲得。該監(jiān)測范圍

邊界確定方法的提出參考了《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風險評估技術指

[9][10]

南(試行)》和基于確定。

(1)數(shù)值模擬法:數(shù)值模擬法是利用數(shù)值模擬手段，根據二氧化碳羽流的分

布和壓力分布，確定封存體邊界范圍。監(jiān)測范圍的邊界應覆蓋通過確定

的潛在二氧化碳羽流面積/垂直分布信息。封存體邊界定義為二氧化碳羽

流與壓力前緣的外輪廓，此邊界基于[6]確定。

-二氧化碳壓力分布由二氧化碳壓力前緣限制。壓力前緣是指由二氧化碳

注入地下造成的壓力上升區(qū)域。二氧化碳壓力前緣的壓力值（???,?）可由

最低可探測壓力或壓力差兩種方法確定。

-最低可探測壓力，即約為0.02MPa。根據美國環(huán)保署Environmental

ProtectionAgency（EPA）[6]提出二氧化碳羽流與壓力前緣的直接監(jiān)測的

最高精度約為0.005MPa，結合我國現(xiàn)有井下傳感器的平均精度，并基于

[26]和經編寫專家組討論確定。

-壓力差方法，導致注入流體或地層流體運移至Ⅴ類地下水的壓力差。

???,?=???+?????(???????)（式1）

???為Ⅴ類地下水含水層的初始壓力；???是注入層流體密度；g為重力加速度；

???為Ⅴ類地下飲用水源含水層的代表性高程（representativeelevation）；???

為注入層的代表性高程。

壓力差計算(式1)基于我國對飲用水地下水源各級保護區(qū)及準保護區(qū)和其污

染防治管理規(guī)定要求，地下水質量標準中的Ⅴ類標準定義為不宜飲用，該類

水的溶解性總固體>2000mg/L，根據導致注入流體或地層流體運移至Ⅴ類

地下水的壓力差計算。此指標的提出和選擇依據經編寫專家組討論確定。

-參考美國環(huán)保署EPA[6]的行動導則，結合分離相二氧化碳羽流和壓力前

沿確定封存體邊界是二氧化碳羽流與壓力前緣的外輪廓（圖3）。

圖3利用數(shù)值模擬法確定評估范圍示意案例

-監(jiān)測的平面范圍可在7.1.4確定的邊界適當外擴一定距離，外擴距離可根

據項目規(guī)模、場地條件等確定，并說明理由，無法確定時，可外擴800

米。800米范圍的選取經編寫專家組討論并基于[11]確定。

(2)簡單函數(shù)法:根據有效封存容量計算公式推導二氧化碳羽流半徑在儲層的

分布半徑。此方法可以利用有限的、易獲得的參數(shù)，通過簡單的函數(shù)計

算快速確定評估范圍。

-咸水層封存二氧化碳羽流分布半徑依據美國能源部的DOE體積法進行有

效封存容量評估的思想，利用有效封存容量計算公式推導確定二氧化碳

羽流半徑，通過分布系數(shù)計算確定監(jiān)測范圍[10]。

（1）咸水層單井注入羽流分布面積：

=2

???ρ?

??2（式2）

（2）咸水層封存二氧化碳羽流分布半徑：

=2

?????ρ?.

2（式3）

為單井注入量；h為咸水層的厚度；為咸水層的平均孔隙率；

??2g???

為二氧化碳密度；E為咸水層內二氧化碳置換系數(shù)。

????2saline

-Esaline取值可根據實驗或模擬手段獲得，或者采用表1推薦值，數(shù)據值基

于[12]確定。

表1咸水層置換系數(shù)Esaline推薦值

巖性P10P50P90

碎屑巖0.0740.140.24

白云巖0.160.210.26

石灰?guī)r0.10.150.21

砂巖0.15

-油氣藏封存二氧化碳羽流分布半徑確定與咸水層封存二氧化碳羽流分布

半徑相似，基于[2]確定。

-二氧化碳強化驅油羽流分布半徑

=2

???(1???)??·ρ?/gasπ

2（式4）

為單井二氧化碳封存容量；為油氣柱凈高度；為凈厚度的平均

-??2hn?

有效孔隙度；Sw為平均初始水飽和度；B為流體地層體積系數(shù)，將標準

油氣體積轉換為地下體積（在儲層壓力和溫度條件下）如果包括石油儲

層中的氣體產量，則包括修正溶液氣體體積,如果有信息，可以對生產數(shù)

據應用效率，將其轉換為二氧化碳存儲量；否則，可以采用二氧化碳

（儲層壓力和溫度）替換生產的油氣。為二氧化碳標準密度；

????2Eoil/gas

為二氧化碳地質儲存有效系數(shù)。

-對于單井的環(huán)境監(jiān)測范圍半徑，需考慮單井的環(huán)境監(jiān)測半徑受單井注入

量、儲層厚度、儲層孔隙度、儲層溫度壓力條件下二氧化碳的密度，以

及有效系數(shù)的影響，當單井注入量、儲層條件如巖性、溫度、壓力、有

效厚度以及孔隙度基本一致時，可以以已知單井監(jiān)測半徑作為該井的監(jiān)

測半徑，并進而確定整個項目的監(jiān)測范圍。

(3)案例類比法：例類比法是綜合當前已有CGUS項目的監(jiān)測、模擬成果，

參考已有CGUS項目的環(huán)境監(jiān)測范圍來確定。建議通過注入量、儲層類

型等要素進行對比。在項目的初期階段，相關場地資料較為缺乏的時候，

可以采用該方法進行范圍的初步劃定。

(4)實驗驗證：7.1，7.2中涉及的參數(shù)可通過實驗室室內實驗和場地實驗進

行確定。建議根據實驗結果對數(shù)值模擬法（7.1）進行驗證和校正，使監(jiān)

測范圍評估更準確。

4.7不同監(jiān)測要素的范圍確定

(1)二氧化碳地質利用與封存過程中，環(huán)境監(jiān)測范圍主要包括土壤、地表水、

淺層地下水、環(huán)境空氣等環(huán)境質量變化。二氧化碳注入期間及注入后，

受注入壓力的驅動在注入井附近向四周運移擴散，隨著時間和運移距