SY/T 7785-2024 二氧化碳地质封存工程环境风险控制要求

　　ICS75-010CCSE00/09

　　中华人民共和国石油天然气行业标准

　　SY/T7785—2024

　　二氧化碳地质封存工程环境风险控制要求

　　Environmental risk control requirements

　　for carbon dioxide geological storageprojects

　　2024-09-24发布2025-03-24实施

　　国家能源局发布

　　SY/ T7785—2024

　　目次

　　前 言 Ⅱ

　　1 范围 1

　　2规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 一般要求 2

　　5项目选址 2

　　6地面工程建设 3

　　7钻完井工程 3

　　8 运输装卸 3

　　9注入作业 4

　　10 封井与弃井 4

　　11监测要求 4

　　SY/T7785—2024

　　前言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由石油工业标准化技术委员会石油工业环境保护专业标准化技术委员会提出并归口。

　　本文件起草单位：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司、中国石油集团吉林油田分公司、中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司、中国石油集团新疆油田分公司、中油气候创业投资有限责任公司、中国石油南方勘探公司、中石化胜利油田分公司、中海油研究总院、中石化江苏油田分

　　公司。

　　本文件主要起草人：刘安琪、李增强、许德刚、李清、袁波、薛华、同霄、王钰、程传强、于航、周爱国、何战友、宋岩、刘晓、刘强、闫业涛、李鹏洋、董海海、金勇、张坤峰。

　　二氧化碳地质封存工程环境风险控制要求

　　1范围

　　本文件规定了陆上二氧化碳地质封存工程的选井、注入等作业过程、闭井封存及监测的环境风险控制技术要求。

　　本文件适用于陆上二氧化碳地质封存工程施工作业和配套建设工程，二氧化碳提高采收率工程参照本文件执行。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准

　　GB18597危险废物贮存污染控制标准

　　GB18599 一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准

　　GB/T 19139 油井水泥试验方法

　　GB/T 31033石油天然气钻井井控技术规范

　　GB/T40543石油天然气工业高含CO₂环境用套管、油管及井下工具的材料选择

　　GB/T42797二氧化碳捕集、输送和地质封存管道输送系统

　　GB50183 石油天然气工程设计防火规范

　　HJ164地下水环境监测技术规范

　　HJ2025 危险废物收集、贮存、运输技术规范

　　SY/T 0043 石油天然气工程管道和设备涂色规范 SY/T 0048 石油天然气工程总图设计规范 SY/T 5467 套管柱试压规范 SY/T 5727 井下作业安全规程 SY/T 6355 石油天然气生产专用安全标志 SY/T 6544 油井水泥浆性能要求 SY/T 6646 废弃井及长停井处置指南

　　3术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　二氧化碳地质封存carbondioxidegeologicalstorage

　　通过工程技术手段将从碳排放工业源捕集的二氧化碳直接注入至地质体中，通过一系列的岩石物

　　SY/T 7785—2024

　　理束缚、溶解和矿化作用将二氧化碳封存在地质体中的过程，包括咸水层二氧化碳封存工程和枯竭油气藏二氧化碳封存工程。

　　3.2

　　二氧化碳驱油泵注系统carbondioxidefloodingpumpinjectionsystem

　　由喂液泵、注入泵、分水器、电磁加热器、温变控制器、检测仪表及附件、配电柜等构成的将二氧化碳注入目标位置的装置系统。

　　3.3

　　封存场地storage site

　　封存地质体或地下空间，以及用于开发二氧化碳注入设施并进行封存活动的地面区域。

　　注：还包括监测的地面区域。

　　3.4

　　运行维护阶段operationandmaintenanceperiod

　　二氧化碳注入从开始到停止之间的一段时间。

　　3.5

　　闭场阶段closure period

　　从停止二氧化碳注入到场地被证明符合关闭标准之间的一段时间。

　　3.6

　　闭场后阶段post-closureperiod

　　从场地被证明符合关闭标准开始的阶段。

　　4一般要求

　　4.1生产废水应优先回用，无法回用的生产废水应经处理达到相关标准后处置。

　　4.2施工作业过程中使用或产生的含毒、含放射性等有害物质应按相关规定妥善收集处理，不应随意堆放排放。

　　4.3施工作业过程中产生的一般工业固体废物的现场管理应符合GB 18599的要求，危险废物的现场管理应符合GB 18597和HJ2025的要求，分类收集存储，明确标识。建设和施工单位应建立固体废物管理制度，拉运交接台账、转移联单等记录应齐全准确。

　　4.4施工作业过程中，应进行表土剥离，遵循“分层开挖、分层堆放、分层回填”的原则。施工作业结束后，应及时清理作业区域，开展土地复垦或进行植被恢复。

　　4.5建设和施工单位应根据第11章中相关要求，提前制订并按要求执行泄漏监测方案。

　　4.6 应在二氧化碳地质封存工程的明显位置设置CO₂环境风险提示牌，内容涵盖CO₂ 的性质、禁忌 物、危险性、泄漏应急、防护措施、急救电话及联系人等信息。

　　4.7施工作业时应根据GB 12348的要求及工程实际情况，采取隔音屏障等降噪措施。

　　5 项目选址

　　5.1项目选址应符合国家及地方相关规划要求。

　　5.2项目选址应远离人口聚集地，布置在人口居住地最小风频的上风侧。

　　5.3项目注入层选址时，应评价区域地震活动情况，并收集地质、三维地震资料、动态模拟、测井等数据，应开展盖层和断层封闭性评价，以确保和验证油藏储存圈闭及注入层的完整性。

　　5.4注入层应根据注层容积容量、介质孔隙度、渗透率及地下CO₂流体通道和阻塞行为等参数选择，确保注入层可接纳注入二氧化碳的量和压力。 6地面工程建设

　　6.1 生产区域平面布置应按GB50183执行，竖向布置应满足SY/T 0048的要求。

　　6.2生产区域根据功能分为分类站、注入站等，应根据区域功能分类及实际生产情况，设置防泄漏、防腐蚀的地面工程建设要求。

　　6.3 二氧化碳输送管道涂色应按SY/T 0043执行。所有作业场所应按SY/T 6355、SY/T 5727的要求，在醒目位置设置安全标示和警示语句。

　　7钻完井工程

　　7.1钻井

　　7.1.1应结合现场钻井施工情况，根据三压力剖面(地层孔隙压力、坍塌压力和破裂压力)和现场钻井情况，优化井身结构，保证应封段尽封。

　　7.1.2 钻井施工时，应选择环境友好型钻井液体系。

　　7.1.3新开注入井的钻井作业应按GB/T31033的要求，根据注入二氧化碳的腐蚀性，选择耐腐蚀、抗压、耐低温的设备设施及管材，确保全过程的井筒完整性。

　　7.1.4应采用符合工程情况的抗CO₂腐蚀水泥浆体系，并对防腐水泥浆体系长效防腐蚀性能进行实验评价，保证套管和水泥的抗腐蚀能力满足注气井全生命周期的需求。

　　7.1.5生产套管应采用气密封螺纹，材质应符合GB/T 40543的规定。

　　7.2固井完井

　　7.2.1当注入井存在穿断层情况且地层漏失压力较低时，各层套管的水泥浆返高应确保封固断层或薄弱地层，并制订固井防漏针对性措施。

　　7.2.2各开次固井候凝结束后，应对固井质量采用测井等方式进行评价，目的层顶部盖层段连续优质水泥段应不小于25m,生产套管固井段合格以上胶结长度应不小于70%。

　　7.2.3 生产套管下入之前和过程中，应逐根进行气密性检测。

　　7.3已有井改造

　　7.3.1对已有井改造来进行二氧化碳注入时，应开展井筒完整性等相关检测评估。

　　7.3.2应对已有井采取适当的技术措施，满足进行二氧化碳注入和封存工程的相关要求。

　　8运输装卸

　　8.1二氧化碳的地面管道设计、施工、运行应满足GB/T 42797的相关要求。

　　8.2二氧化碳罐车卸车作业前，应确保罐车、储罐压力及附属仪器、部件保持正常工作状态;检查连接阀门、连接软管无破损、裂痕和变形，连接件无松动。

　　8.3 二氧化碳罐车卸车作业时，应选择专用金属软管连接罐车与储罐接口，使用二氧化碳气体检测仪监测有无泄漏。卸车时罐体或安全附件、阀门等有异常时应停止卸车作业。

　　8.4如采取固定式二氧化碳储罐储存二氧化碳碳源，应保持罐内压力、液位、温度在罐体设计范围内，定期检查配套液位计、增压器等仪器仪表的有效性。

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　　9 注入作业

　　9.1基本要求

　　9.1.1注入作业开始前，应按要求开展注入与泄漏测试。

　　9.1.2相关设计文件应包括施工井的防井喷、防污染及应急处置等的环境保护措施。

　　9.2注入作业

　　9.2.1应根据实际情况采取密封措施，确保井口装置的密封性及可承受作业压力。

　　9.2.2注入过程中，应根据注入压力及套管压力监测变化情况，及时调整注入量和注入压力，不应超压作业。

　　9.2.3套管压力出现较大变化或出现注入封堵、异常等情况，应立即停止注入作业。

　　9.2.4二氧化碳注入系统应采用全密闭注入泵，设备出入口应设置包括压力超限报警、停泵控制、温度监测、流量监测等功能的监测系统。

　　10封井与弃井

　　10.1 注入作业结束，井封闭时应按GB/T 19139和SY/T 6544的要求选择耐腐蚀的水泥及封堵介质。

　　10.2注入作业后、封井作业前，应按SY/T 5467的要求进行试压。

　　10.3 应对注入井的井筒完整性进行监测，若井筒完整性不满足注气要求，应采取弃置封井等技术措施，且封井作业应满足：

　　——封固位置包括目的层、窜漏位置、水泥返高位置、井筒完整性的薄弱点(尾管悬挂器顶部、

　　分级箍等位置)及井口等位置;——采用防气窜水泥浆进行封堵;

　　——对目的层射孔位置及目的层进行挤注封堵，封堵半径应超过钻井井眼半径的3倍;

　　——水泥塞封堵井段大于或等于待封堵层位顶界200m 以上，井口水泥塞的长度不少于100m。

　　10.4弃井前应确保井筒的完整性，若有影响弃井作业的情况，应及时采取修缮补救措施。

　　10.5 弃井的处置应符合SY/T 6646的要求。

　　11监测要求

　　11.1监测的一般要求

　　对二氧化碳地质封存工程的环境监测应覆盖工程的全生命周期，包括封存工程启动前的环境背景监测，封存工程运行维护阶段、闭场阶段、闭场后阶段的监测，及应对突发异常情况等的应急监测。

　　11.2环境空气监测

　　11.2.1 环境空气的监测范围应为封存场地及其外部沿导风90°范围内半径3km～5km的区域。

　　11.2.2封存场地外围监测点应布设在封存场地主导风向和第二主导风向，一般采用温度最高季节的 主导风向。宜在上风向布设2个监测点位，下风向布设4个监测点位。

　　11.2.3对封存工程启动前环境空气背景浓度的监测点位的设置应采用网格布点法，将封存场地均匀划分为若干网格，单个网格不大于2km×2km(面积大于200km² 的封存场地可放宽网格密度),监测点应布设在每个网格中心或网格线的交点上。

　　11.2.4运行维护阶段、闭场阶段环境空气监测点位应覆盖封存场地内注入井、生产井、长停井、注 气站、集输站、集输阀组、油气集中处理站库等主要站场或设备设施，监测点位应设置在场站、设备设施的厂界下风向。

　　11.2.5闭场后阶段的监测点位应设置在封存场地生产井、长停井等的厂界下风向。

　　11.2.6地质断层或裂缝较多、存在环境敏感目标的区域，可加密监测点数量。

　　11.2.7环境空气监测指标为二氧化碳浓度。

　　11.2.8可采用便携或在线二氧化碳监测设备监测环境空气中二氧化碳浓度，并按照相关规定使用标准气体进行零点、满量程点、质控点校准。

　　11.2.9在封存工程启动前，应至少开展1次环境空气背景浓度监测;在运行维护阶段、闭场阶段、闭场后阶段，可每半年开展1次监测。

　　11.3表层土壤气监测

　　11.3.1表层土壤气的监测范围应覆盖整个封存场地。

　　11.3.2对封存工程启动前表层土壤气背景浓度的监测点位的设置应采用网格布点法，具体要求与

　　11.2.3的要求相同，可与环境空气背景浓度的监测点位置相同。

　　11.3.3运行维护阶段、闭场阶段、闭场后阶段的土壤气监测点位应设置在注入井、生产井、长停井等井筒周边。

　　11.3.4地质断层或裂缝较多、存在环境敏感目标的区域，可加密监测点数量。

　　11.3.5土壤气监测指标为表层土壤二氧化碳通量。

　　11.3.6可采用便携或在线土壤二氧化碳通量监测系统开展监测活动，并按照相关规定使用标准气体进行零点、满量程点、质控点校准。

　　11.3.7在封存工程启动前，应至少开展1次土壤气背景浓度监测;在运行维护阶段、闭场阶段可每年开展1次监测;闭场后阶段，可每3年开展1次监测。

　　11.4浅层地下水监测

　　11.4.1地下水监测井应设置在封存场地内地层断裂和断层垂直地表区域、以地下水为主要供水水源区域、套损井及气窜井等高风险井周边。地下水监测点位设置的其他要求按照HJ164的规定执行。

　　11.4.2地下水监测指标为水温、pH 值、电导率、HCO₃、CO3²、游离态CO₂、石油类。

　　11.4.3地下水采样、监测的要求按照HJ164及相关监测指标的监测分析标准中的规定执行。可采用便携式多参数水质监测仪，或在重要监测点位安装水质在线监测设备开展监测活动，并按照相关规定使用标准气体进行零点、满量程点、质控点校准。

　　11.4.4在封存工程启动前，应至少开展1次地下水背景浓度监测;在运行维护阶段、闭场阶段可每半年开展1次监测;闭场后阶段，可每年开展1次监测。

　　11.5突发异常情况监测

　　11.5.1如监测时发现异常情况，应立即开展排查，同时根据情况提高监测频次。

　　11.5.2可采用安装在线二氧化碳通量观测系统，或走航监测、无人机/机载监测、卫星遥感监测等多种监测方式对整个二氧化碳地质封存工程场地或者重点区域开展二氧化碳泄漏识别与监测。

　　11.6监测仪器设备的要求

　　二氧化碳监测仪器性能应符合相应方法标准或技术规范要求，根据仪器性能实施自校准或者检定/校准、运行和维护、定期检查。