DB61-T 1935-2024 低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評價規(guī)范

低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評價規(guī)范陜西省市場監(jiān)督管管理局發(fā)布I 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14基本要求 25評價內(nèi)容 26安全評價結(jié)果 5附錄A(資料性)封存場地適宜性評價指標體系 8附錄B(資料性)安全評價指標記錄表 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及某些專利。本文件的發(fā)布單位不承擔專利的識別責任。本文件由陜西省國資委提出并歸口。本文件起草單位：陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院、西安交通大學(xué)、陜西延安石油天然氣有限公司。本文件主要起草人：王香增、魏登峰、楊紅、梁全勝、劉瑛、李超躍、楊肖虎、張志升、陽興華、劉芳娜、楊永釗、馬振鵬、姚振杰、董小剛、沈振振、劉晶靜、李新林、劉凱、李劍、梁凱強、楊康。本文件由陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院負責解釋。本文件首次發(fā)布。聯(lián)系信息如下：單位：陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院電話址：陜西省西安市雁塔區(qū)唐延路61號郵編：7100651低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評價規(guī)范本文件規(guī)定了低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評價基本要求、評價內(nèi)容和安全評價結(jié)果的要求。本文件適用于低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存的安全評價。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本GB/T3838地表水環(huán)境質(zhì)量標準GB/T14848地下水質(zhì)量標準GB/T40543石油天然氣工業(yè)高含CO?環(huán)境用套管、油管及井下工具的材料選擇HJ/T164地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范SY/T0529油田氣中C?~C12,N?,CO?組分分析關(guān)聯(lián)歸一氣相色譜法SY/T5163沉積巖中黏土礦物和常見非黏土礦物X射線衍射分析方法SY/T5329碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標及分析方法SY/T5346巖石毛管壓力曲線的測定SY/T5523油田水分析方法SY/T5748巖石中氣體突破壓力測定SY/T5843氣水相對滲透率測定SY/T6102油田開發(fā)監(jiān)測及資料錄取規(guī)范SY/T6490巖樣核磁共振參數(shù)實驗室測量規(guī)范SY/T6942石油天然氣蓋層評價方法SY/T7370地下儲氣庫注采管柱選用與設(shè)計推薦做法SY/T7633儲氣庫井套管柱安全評價方法3術(shù)語和定義SY/T6942界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。將二氧化碳封存于地下地質(zhì)構(gòu)造中，實現(xiàn)其與大氣長期隔絕的過程。2蓋層caprock位于儲集層之上能夠封隔儲集層使其中的油氣免于逸散的巖層。監(jiān)測monitoring持續(xù)或重復(fù)檢查、監(jiān)督、觀察、測量或確定系統(tǒng)的狀態(tài)，以識別基線的變化或預(yù)期性能水平的差異。4基本要求4.1儲層注入性良好，具有較大的封存空間。4.2蓋層具有良好的封閉性，能抑制二氧化碳向上泄漏。4.3井筒材質(zhì)與強度符合要求，滿足二氧化碳注入與封存的安全要求。4.4針對不同潛在的泄漏風險點制定合理的監(jiān)測體系，及時有效地監(jiān)測二氧化碳的泄漏情況。4.5應(yīng)科學(xué)準確的選取地球物理、油藏地質(zhì)、油田開發(fā)、水文和環(huán)境數(shù)據(jù)，采用合理的評價方法。4.6評價結(jié)果應(yīng)具有可重復(fù)性與可驗證性，確保評價結(jié)果客觀準確。5評價內(nèi)容5.1場地篩選5.1.1評價指標選取根據(jù)地質(zhì)條件穩(wěn)定性、二氧化碳封存安全性、二氧化碳注入性、封存潛力、經(jīng)濟性與社會條件因素，場地篩選指標包括地質(zhì)特征、儲蓋特征、地溫特征、社會經(jīng)濟特征、封存潛力5個方面，具體分為指標層、指標亞層、指標組成三級，見附錄A.1。5.1.2權(quán)重計算方法采用層次分析法確定各評價指標的權(quán)重與打分值，其中涉及打分標準見附錄A.2～A.6。5.1.3適宜性評價方法5.1.3.1指標亞層評價指標打分值的計算見公式(1)。P;—指標組成第i個評價指標的打分值；n—指標組成的指標總數(shù)；P;—指標亞層第j個評價指標的打分值；A?—指標組成第i個評價指標的權(quán)重值。5.1.3.2指標層評價指標打分值的計算見公式(2)。3Pk—指標層第k個評價指標的打分值；P;—指標亞層第j個評價指標的打分值；m—指標亞層的指標總數(shù)；A;—指標亞層第j個評價指標的權(quán)重值。5.1.3.3二氧化碳地質(zhì)封存適宜性綜合得分值的計算見公式(3)。P—評價單元的二氧化碳地質(zhì)封存適宜性綜合得分值；Pk—指標層第k個評價指標的打分值；s—指標層的指標總數(shù)；Ak—指標層第k個評價指標的權(quán)重值。5.1.4篩選結(jié)果判定根據(jù)5.1.3中適宜性綜合得分值，對篩選結(jié)果進行判定。5.2蓋層封閉性5.2.1宏觀封閉特征描述宏觀封閉特征包括：a)利用測井資料或三維地震確定區(qū)域蓋層、直接蓋層以及儲層內(nèi)部的隔夾層，描述蓋層構(gòu)造-沉積環(huán)境、巖性組合、均質(zhì)性、連續(xù)性、斷裂與裂縫發(fā)育情況、厚度與埋深；b)繪制蓋層平面分布圖，描述蓋層平面分布特征。5.2.2微觀封閉特征5.2.2.1評價參數(shù)微觀封閉特征評價參數(shù)包括但不限于：a)描述蓋層粘土礦物組成、孔喉特征情況；b)測定水巖反應(yīng)前后蓋層巖心的滲透率、排替壓力；c)測定水巖反應(yīng)前后蓋層巖石的塑性指數(shù)。5.2.2.2測定方法巖石粘土礦物組成測定按照SY/T5163的規(guī)定執(zhí)行?？缀硖卣鳒y定按照SY/T5346與SY/T6490的規(guī)定執(zhí)行。滲透率測定按照SY/T5843的規(guī)定執(zhí)行。排替壓力測定按照SY/T5748的規(guī)定執(zhí)行。塑性指數(shù)測定按照SY/T6942的規(guī)定執(zhí)行。5.2.3蓋層區(qū)域封閉特征繪制區(qū)域蓋層排替壓力平面分布圖。5.3井筒要求5.3.1注采井4新鉆井鉆完井b)完井套管選用氣密封套管，油層頂界至油層上50m套管選用耐二氧化碳腐蝕的材質(zhì)，固井選c)油管、油管懸掛器、短節(jié)、封隔器、閥門及其他配件選材應(yīng)符合GB/T40543的規(guī)定。a)注水時檢測固井質(zhì)量，水泥環(huán)無微裂縫，且油層以上水泥膠結(jié)好且分布連續(xù)的段大于150m;b)套變或落物魚頂位置在水泥返高之下200m,套變位置以上井筒無漏、無穿孔、井況良好，修c)套管壁厚磨損小于30%。5.3.2.3油管5.4安全監(jiān)測5.4.1地下b)監(jiān)測方法采用光纖、試井、氣相示蹤、地面地震、垂直地震剖面(VSP)等。b)監(jiān)測方法包括地面地震、微地震、垂直地震剖面(VSP)、光纖。5.4.1.3上覆地層a)監(jiān)測指標包括地下水pH值、電導(dǎo)率、總礦化度(TDS)、總有機碳(TOC)、總無機碳(TIC)、b)取樣和檢測方法按照HJ/T164規(guī)定方法執(zhí)行。5井筒監(jiān)測內(nèi)容包括：a)監(jiān)測對象包括油管、套管、水泥環(huán)、產(chǎn)出流體；b)監(jiān)測指標包括注入壓力、注入量(視吸水指數(shù)、視吸氣指數(shù))、采油井井口二氧化碳體積分數(shù)、采出水鐵離子濃度、腐蝕速率、水泥環(huán)密度；c)注入壓力與注入量監(jiān)測按照SY/T6102的規(guī)定執(zhí)行。二氧化碳體積分數(shù)測定按照SY/T0529的規(guī)定執(zhí)行。鐵離子濃度測定按照SY/T5523的規(guī)定執(zhí)行。腐蝕速率測定按照SY/T7370的規(guī)定執(zhí)行。水泥環(huán)密度采用聲幅測井。5.4.2.1土壤土壤監(jiān)測內(nèi)容包括：a)監(jiān)測對象為地表土壤以下0.2m、0.5m、1.2m處的土壤氣；b)監(jiān)測指標包括二氧化碳的體積分數(shù)以及813C;c)二氧化碳體積分數(shù)測定按照SY/T0529的規(guī)定執(zhí)行，13C值采用碳同位素儀檢測，δ13C的計算見公式(4),判斷二氧化碳是否泄漏。δl3C=[(13C/12C);/(3C/12C);-1]×1000……………(4)i—第i個樣品；j—標準樣品，一般為美國南卡羅萊納州白奎系皮狄組地層中的美洲擬箭石(PDB),定義其13C/12C5.4.2.2地表水地表水監(jiān)測內(nèi)容包括：a)監(jiān)測指標包括pH值、電導(dǎo)率、總礦化度(TDS)、總有機碳(TOC)、總無機碳(TIC)、主要離子組成；b)監(jiān)測指標測定按照GB/T3838的規(guī)定執(zhí)行。5.4.3地上地上監(jiān)測內(nèi)容包括：a)監(jiān)測對象為地面以上0.5m處大氣中二氧化碳；b)監(jiān)測指標包括二氧化碳的體積分數(shù)以及813C;c)二氧化碳含量測定按照SY/T0529的規(guī)定執(zhí)行，13C值采用碳同位素儀檢測，δ13C的計算見公式(4),判斷二氧化碳是否泄漏。5.5評價指標記錄見附錄B。6安全評價結(jié)果6.1指標選取66.2等級劃分表1二氧化碳封存安全評價體系Ca2+質(zhì)量濃度IⅡⅢV注1:A為劃分二氧化碳垂直運移深度等級的數(shù)據(jù)節(jié)點；注2:Bi為劃分井筒腐蝕速率等級的數(shù)據(jù)節(jié)點；注3:C;為劃分上覆地層中水pH值等級的數(shù)據(jù)節(jié)點；注4:Di為劃分上覆地層中水Ca2+質(zhì)量濃度等級的數(shù)據(jù)節(jié)點；注5:E;為劃分土壤氣δ13C等級的數(shù)據(jù)節(jié)點；注6:F?為劃分大氣二氧化碳體積分數(shù)等級的數(shù)據(jù)節(jié)點(i=0,1,2,3,4,5)。6.3安全等級評價方法6.3.1表1中二氧化碳垂直運移深度和pH利用公式(5)進行數(shù)據(jù)標準化處理。X,=(X;-X;,mm)/(x;,max-X,mim)……(5)X';—第i年和第j指標監(jiān)測數(shù)據(jù)標準化處理后的數(shù)值；X;max—第指標j監(jiān)測數(shù)據(jù)的最大值；6.3.2表1中腐蝕速率、Ca2+濃度、δ13C和CO?濃度利用公式(6)進行數(shù)據(jù)標準化處理。x=(xj;,mx-x,)(x,max-X,mm)………………(6)X';—第i年和第j指標監(jiān)測數(shù)據(jù)標準化處理后的數(shù)值；X;max—第j指標監(jiān)測數(shù)據(jù)的最大值；6.3.3安全指數(shù)的計算見公式(7)。7W;—安全指數(shù)。8(資料性)封存場地適宜性評價指標體系表A.1場地篩選評價指標體系及權(quán)重累計厚度封存潛力一級構(gòu)造單元封存潛力 一級構(gòu)造單元單位面積封存潛力 斷裂封閉性斷裂特征火山一級構(gòu)造單元面積 一級構(gòu)造單元沉積深度 資源潛力 913579表示兩個因素相比，前者比后者的重要性介于上述兩個相鄰等級之間不適宜一級構(gòu)造單元面積S(km2)一級構(gòu)造單元沉積深度H(m)具有區(qū)域性蓋層，且獨立蓋層為主自儲蓋組合為主不適宜地溫梯度G(℃/100m)地熱流值q(mWm-2)近遠開發(fā)中資源潛力(油氣、煤規(guī)模)大較小小封存潛力一級構(gòu)造單元封存潛力M(108t)表A.4場地篩選地殼穩(wěn)定性評價指標體系不適宜斷裂特征中等斷層中等裂縫斷裂封閉性好中等差多發(fā)生距離近火山多發(fā)生距離近不適宜無儲層深度H(m)儲層厚度(m)孔隙度(%)表A.6場地篩選蓋層評價指標體系不適宜膏巖、泥巖、