ISO 27916:2019 — 利用提高石油采收率进行二氧化碳封存

一、ISO 27916:2019 标准概述

ISO 27916:2019 规定了量化和记录与提高石油采收率（CO₂-EOR）作业相关的二氧化碳（CO₂）封存量的要求。该标准由ISO/TC 265制定，认识到CO₂-EOR主要是一项石油采收操作，但安全、长期的CO₂封存作为该过程的固有组成部分发生。标准建立了证明CO₂在EOR综合体内安全封存以及量化相关封存量的方法。

CO₂-EOR 已在国际上应用数十年。ISO 27916 提供了第一个国际公认的标准，用于量化作为这些作业固有部分发生的CO₂封存量，消除了在EOR中增加使用人为CO₂的关键障碍。

该标准适用于为提高采收率而向油气藏注入CO₂，且需要量化长期安全封存的CO₂量的情况。标准设计为与其他温室气体量化框架（包括ISO 14064系列）协同使用。

二、CO₂-EOR 过程与封存原理

2.1 CO₂-EOR 基本原理

在CO₂-EOR作业中，CO₂在通常能与油混合的压力下注入油藏，降低原油粘度使其更自由地流向生产井。该过程通常设计为闭环系统，部分注入的CO₂与油伴生产出，在地面回收设施中分离后重新注入。这种循环过程导致部分注入的CO₂通过多种机制永久封存在油藏中，包括混相圈闭、残余圈闭以及在剩余油和地层水中的溶解。

封存机制	描述	时间尺度
混相/构造圈闭	CO₂以超临界相形式封存在盖层之下	即时至数十年
残余气体圈闭	CO₂以不连续液滴形式固定在孔隙空间中	数年至数十年
溶解圈闭	CO₂溶解在地层盐水或剩余油中	数十年至数百年
矿物圈闭	CO₂转化为固体碳酸盐矿物	数百年至数千年

2.2 标准边界与适用范围

标准将EOR综合体定义为包含项目油藏、周围和下覆地层以及封闭系统在内的三维地质体积。标准边界包括EOR综合体内的所有注入井和生产井、用于CO₂处理和回收的地面设施以及相关测量设备。标准涵盖使用混相或非混相驱替的CO₂-EOR项目，并适用于陆上和海上作业。

ISO 27916 不涉及CO₂-EOR项目的场地选择、表征或许可，这些由现有油气法规涵盖。标准专门侧重于证明封存和量化封存量。

三、封存保证与监测

3.1 封存保证要求

标准要求在项目全生命周期内实施全面的封存保证计划。这始于对EOR综合体的地质表征，评估其封存CO₂的能力，包括盖层完整性、断层封闭性和综合体内所有井的井筒完整性评价。运行期间，通过压力管理、注入和生产参数监测以及验证运行保持在设计运行范围内来证明封存保证。

3.2 监测计划

必须实施基于风险的监测计划，以检测潜在泄漏通道并验证封存。监测方法可包括压力监测、示踪剂调查、地震调查、井口监测和地下水监测（适用时）。标准要求根据特定场地的风险评估选择监测方法，并定期审查监测结果以确认封存得到维持。

CO₂-EOR 的监测计划受益于石油生产作业期间已收集的大量运行数据。压力数据、产量和注入剖面为封存验证提供了宝贵信息。

四、量化方法

4.1 量化原理

与CO₂-EOR相关的CO₂封存量量化遵循质量平衡方法。封存量（m_stored）计算为注入的CO₂总量（m_input）减去CO₂损失（m_loss），包括操作损失、伴生产品中夹带的CO₂、转移出场地的CO₂以及EOR综合体的任何泄漏。标准提供了详细的公式和计算程序，附录B中给出了计算示例。

量化参数	描述	测量方法
m_input	注入EOR综合体的CO₂总量	注入井流量计量
m_loss_operations	操作损失（放空、火炬）	直接测量或工程估算
m_loss_entrained	产出烃产品中的CO₂	取样分析
m_loss_leakage	EOR综合体泄漏的CO₂	监测与验证

4.2 人为CO₂的分配

当只有部分注入CO₂来自人为来源（工业过程中捕集）时，标准提供了分配比例方法来确定封存CO₂中的人为份额。这对于监管报告和碳信用计算尤为重要。标准还包括当CO₂在不同项目或核算框架之间转移时避免双重计算的条款。

五、项目终止与终止后

当石油采收作业停止时，标准要求制定涉及封存CO₂长期归宿的终止计划。必须继续进行定期封存保证，直到运行者能够证明CO₂已永久封存且不再构成泄漏风险。标准强调CO₂-EOR项目终止并不一定意味着封存保证义务的结束——可能需要进行长期管理。

与专门的地质封存（ISO 27914）不同，CO₂-EOR 项目主要是石油采收作业。当EOR作业停止时，运行者必须确保CO₂封存方面得到妥善结束，包括井废弃和长期监测承诺。

六、CO₂-EOR 封存的工程要点

ISO 27916:2019 的关键工程考量包括：

量化精度关键取决于注入和生产点的测量质量。标准要求使用适当精度等级的仪表并定期校准。
微量损失（低于定义阈值）可以排除在量化之外，但阈值必须经过论证和记录。
如果存在充分数据，历史EOR项目可以追溯应用该标准，为量化数十年来现有运营的封存量提供了机会。
标准认识到CO₂-EOR封存量结果可与捕集和运输量化结果结合，实现完整的CCS链核算。

ISO 27916:2019 通过为量化EOR作业中的CO₂封存量提供稳健框架，填补了CCS标准化的关键空白——这是一项拥有数十年运营经验的成熟技术。

七、常见问题

问：EOR 期间封存的CO₂被认为是永久性的吗？
答：是的，如果操作得当，CO₂-EOR 会通过多种圈闭机制实现长期封存。标准要求证明安全、长期的封存。

问：ISO 27916 能否用于碳信用验证？
答：可以，量化结果可用作温室气体报告计划、碳信用计划和其他监管框架的输入数据。

问：标准是否要求对所有CO₂流进行100%测量？
答：不一定。标准允许对微量损失进行工程估算，并提供了缺失数据处理程序。但所有重要的CO₂流必须测量或准确估算。

问：ISO 27916 如何处理产出并重新注入的CO₂？
答：标准采用质量平衡方法核算CO₂-EOR的闭环性质。净封存量考虑了完整的注入-生产-再注入循环。