ISO 27914:2017 — 二氧化碳地质封存

一、ISO 27914:2017 标准概述

ISO 27914:2017 规定了作为碳捕集与封存（CCS）一部分的二氧化碳（CO₂）地质封存的要求和建议。该标准由ISO/TC 265制定，涵盖地质封存项目的全生命周期，包括场地选择和表征、风险评估、注入作业、监测与验证以及场地关闭。标准适用于深部地质构造中的CO₂封存，如咸水层、枯竭油气藏和深部不可采煤层。

ISO 27914:2017 建立了系统的封存项目管理框架，强调健全的管理体系、全面的场地表征和长期管理规划的重要性。该标准适用于CCS项目的封存作业者、监管机构和其他相关方。

二、封存场地表征与选择

2.1 地质表征要求

在开始任何CO₂注入之前，标准要求对封存地层进行彻底的表征。这包括评估储层物性，如孔隙度、渗透率、厚度和非均质性。必须评估盖层完整性，以确认其作为CO₂运移永久屏障的能力。标准规定了对可能成为潜在泄漏通道的断层和裂缝系统进行表征的要求。

2.2 封存容量与注入能力

标准要求对封存容量和注入能力进行定量评估。封存容量估算必须考虑多种圈闭机制：构造圈闭、残余气体圈闭、溶解圈闭和矿物圈闭。注入能力评估评估地层在不超过破裂压力极限的情况下以所需速率接受CO₂的能力。标准提供了容量估算方法的指导，包括物质平衡法、容积法和动态模拟。

三、注入作业与井建造

3.1 井设计与完整性

CO₂注入井的建造遵循与油气井相似的原则，但对CO₂工况有额外要求。标准规定了耐CO₂腐蚀的材料选择标准，包括对油管和完井组件使用耐腐蚀合金。水泥配方必须设计为在富含CO₂的环境中长期保持完整性。标准要求在注入的CO₂与环境之间设置多重屏障，并通过适当的测试验证屏障完整性。

3.2 注入作业管理

ISO 27914:2017 要求制定全面的运行维护计划，涵盖注入方案、启停程序和应急响应。注入压力必须保持在低于封存地层估算破裂压力的水平，以防止形成泄漏通道。标准还要求对注入参数进行实时监测，包括井口压力、温度、流量和组分。

四、监测、验证与关闭

4.1 监测与验证计划

监测与验证计划是ISO 27914:2017 的核心内容。标准将M&V分为三个阶段：注入前（基线）、注入期和关闭期。注入前监测建立基线条件，用于检测未来变化。注入期间，监测必须跟踪CO₂羽流的运移，检测任何泄漏，并验证封存地层的行为与预测一致。注入后监测持续进行，直到满足场地关闭标准，证明封存的CO₂不会构成未来风险。

4.2 场地关闭与关闭后

场地关闭标准必须在注入开始前确定。标准要求只有在监测数据显示CO₂羽流已稳定、地层压力已降至可接受水平且无泄漏证据时，才能进行关闭。必须制定并批准关闭计划，包括井废弃程序、地面设施退役和长期管理安排。

五、封存项目的工程要点

基于ISO 27914:2017，成功的CO₂地质封存项目需要：

• 健全的管理体系，在项目全生命周期内整合技术、环境和利益相关方参与等方面。
• 使用最先进的地球物理、地质和地球化学方法进行全面的场地表征，建立封存综合体可靠的静态和动态模型。
• 风险评估考虑所有潜在泄漏通道，包括断层、裂缝、井筒和溢出点。
• 针对意外事件的应急计划，如封存失效、井故障或诱发地震活动。
• 认识到封存场地可能在注入停止后需要监测数十年的长期管理规划。

六、常见问题