CCUS碳封存监测

检测项目

地质储层监测：

• 孔隙压力变化：最大压力偏差±10MPa、地层应力分布（参照ISO10426-2）
• 岩石渗透率：渗透系数值（范围10^-15~10^-18m²）、孔隙度变化量（±0.5%）
• 地质变形：沉降位移（精度0.05mm）、断层活动监测

气体成分分析：

• 二氧化碳纯度：目标值≥99.5%、杂质气体含量（如CH₄≤100ppm）
• 泄漏气体检测：地表CO₂通量（灵敏度0.1g/m²/d）、同位素比值（δ¹³C偏差±0.2‰）
• 水化学参数：溶解CO₂浓度（≥1.5mol/L）、pH值（范围5.5~7.0）

注入系统完整性：

• 井筒压力：操作压力范围（10~50MPa）、循环波动率（≤5%）
• 密封材料性能：水泥环抗压强度（≥40MPa）、套管腐蚀速率（<0.1mm/a）
• 阀门泄漏率：密封泄漏量（≤0.01L/min）

环境安全监控：

• 地下水污染：重金属离子浓度（如Pb≤0.01mg/L）、有机污染物检出限（0.001μg/L）
• 大气逸散：CO₂浓度增量（背景值+≤10ppm）、温室气体通量（精度±5%）
• 土壤气体分析：CO₂扩散系数（范围0.01~0.1cm²/s）

岩土力学测试：

• 岩石抗剪强度：内摩擦角（φ≥30°）、黏聚力（c≥5MPa）
• 岩体变形模量：弹性模量值（E≥10GPa）、泊松比（ν=0.2~0.3）
• 断裂韧性：临界应力强度因子（K_IC≥1.5MPa·m^1/2）

流体动力学评估：

• 储层流体流速：最大流速（≤0.1m/s）、流向分布
• 混相行为：CO₂-水界面张力（≤30mN/m）、毛细管压力（P_c≥5kPa）
• 注入效率：质量流量平衡（误差±2%）

化学腐蚀监测：

• 材料腐蚀速率：年腐蚀深度（<0.05mm/a）、点蚀密度（≤5个/cm²）
• 酸化解离：碳酸浓度（H₂CO₃≥0.01mol/L）、金属离子释放量（Fe²⁺≤0.1mg/L）
• 矿物沉淀：方解石饱和度指数（SI≥0.5）

遥感与成像：

• 地表变形：InSAR位移量（精度1mm）、LiDAR高程变化（±0.05m）
• 地下成像：地震波速度（V_p≥2000m/s）、电阻率分布（范围10~100Ω·m）
• 热红外监测：地表温度异常（ΔT≤0.5°C）

生物指标检测：

• 微生物活性：菌群丰度变化（±10%）、代谢产物浓度（如CH₄≤50ppm）
• 植被响应：叶绿素含量偏差（±5%）、根系CO₂吸收率
• 土壤微生物量：碳生物量（C_mic≥100μg/g）

长期稳定性评估：

• 封存容量：CO₂封存率（≥95%）、泄漏风险指数（≤0.1）
• 化学风化：矿物溶解速率（k_d≤10^-10mol/m²/s）、沉淀层厚度（≥0.1mm）
• 系统寿命预测：密封失效概率（<10^-5/a）

检测范围

1.地质储层岩体：涵盖砂岩、盐岩及玄武岩地层，重点检测孔隙压力分布与岩石力学稳定性，防止储层破裂或CO₂运移失控。

2.注入井系统：包括套管、水泥环及阀门组件，侧重监测密封完整性和腐蚀速率，确保长期压力密闭性。

3.盖层密封岩：如页岩和泥岩层，核心检测渗透率异常与微裂缝发育，评估CO₂向上迁移风险。

4.地表土壤层：针对浅层土壤气体及水分，重点分析CO₂通量与污染物扩散，识别早期泄漏迹象。

5.地下水体：包括含水层及裂隙水，检测溶解CO₂浓度变化与离子组成，监控水质污染可能性。

6.大气环境：覆盖近地表空气样本，侧重温室气体浓度增量，量化逸散排放对气候变化的影响。

7.管道网络：涉及输送管线及连接件，重点评估焊缝强度与内壁腐蚀，保障转运过程的安全性。

8.化学添加剂：如缓蚀剂和增稠剂，检测成分纯度与反应效率，优化封存流体行为。

9.生物介质：包括植被覆盖区及微生物群落，监测CO₂吸收率与生态响应，评估环境恢复力。

10.监测井设备：如井下传感器及采样器，检验机械耐久性与数据精度，支撑长期监控可靠性。

检测方法

国际标准：

• ISO14687:2017氢气燃料杂质检测方法（适用于CO₂纯度分析）
• APIRP1171管道完整性管理系统（用于注入井泄漏评估）
• ASTMD7928-21土壤气体采样与分析方法（地表逸散监测）
• ISO19901-4岩土工程现场监测（地质变形测量）
• EN14789固定源排放气体分析（大气CO₂浓度检测）

国家标准：

• GB/T29187-2012二氧化碳捕获与封存技术规范（整体监测框架）
• GB50021岩土工程勘察规范（储层渗透率测试）
• GB/T16157固定污染源排气监测方法（气体成分分析）
• GB17378海洋监测规范（地下水与海水交叉污染评估）
• GB/T50448水泥基灌浆材料应用技术规范（密封材料性能检测）

方法差异说明：国际标准如ISO14687强调高精度气体纯度阈值，而GB/T29187增设地质风险评估条款；ASTMD7928要求土壤气体采样频率为每小时一次，GB/T16157则采用每日平均法；EN14789使用红外光谱法，GB/T16157兼容电化学传感器。

检测设备

1.压力传感器：PX409型（量程0~100MPa，精度±0.05%FS）

2.气相色谱仪：GC-7900型（检测限0.1ppm，分辨率0.01%）

3.LiDAR扫描系统：VZ-2000i型（扫描范围1km，高程精度±2mm）

4.地震监测仪：SM-24型（频率响应0.1~100Hz，动态范围140dB）

5.钻孔应变计：BGK-4600型（位移分辨率0.001mm，温度补偿-20~80°C）

6.红外气体分析仪：IRGA-300型（CO₂检测范围0~5000ppm，精度±1ppm）

7.岩心渗透仪：AP-608型（渗透率测量范围10^-3~10^-20m²，压力控制±0.1MPa）

8.腐蚀速率计：CR-210型（分辨率0.001mm/a，适用温度-10~150°C）

9.水质多参数仪：WQC-24A型（pH精度±0.01，离子检测限0.001mg/L）

10.微地震监测阵列：MS-1000型（事件定位精度±5m，频带1~1000Hz）

11.土壤气体通量仪：SF-3000型（通量范围0.01~100g/m²/d，响应时间<1s）

12.电子万能试验机：UTM-600kN型（载荷0.5~600kN，应变控制±0.0001mm/mm）

13.井下摄像系统：BHC-500型（分辨率1920×1080，耐压100MPa）

14.光谱辐射计：SR-3500型（波段350~2500nm，信噪比>1000:1）

15.自动采样器：AS-200型（采样体积10mL~1L，重复精度±0.5%）

北检(北京)检测技术研究院【简称：北检院】

报告：可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期：7~15工作日，可加急。

资质：旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试：严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试：支持定制化试验方案。

售后：报告终身可查，工程师1v1服务。

以上是与"CCUS碳封存监测"相关的简单介绍，具体试验/检测周期、检测方法和仪器选择会根据具体的检测要求和标准而有所不同。北检研究院将根据客户需求合理的制定试验方案。