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文檔簡(jiǎn)介

《二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)及選址指南》

編制說(shuō)明

一、標(biāo)準(zhǔn)背景、目的意義

2020年9月,習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)宣布,中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于

2030年前達(dá)到峰值,力爭(zhēng)2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,這是中國(guó)對(duì)全球氣候治理和落實(shí)《巴

黎協(xié)定》的積極舉措。在應(yīng)對(duì)落實(shí)雙碳目標(biāo)的行動(dòng)計(jì)劃中,二氧化碳捕集、利用與封

存技術(shù)(CCUS)是目前國(guó)際公認(rèn)最直接、最有效的地質(zhì)碳匯措施。CCUS技術(shù)每年可

固存5億噸二氧化碳。其中,二氧化碳地質(zhì)封存是指通過(guò)工程技術(shù)手段將捕集的二氧化

碳注入深部地質(zhì)儲(chǔ)層,實(shí)現(xiàn)二氧化碳與大氣長(zhǎng)期隔絕的過(guò)程。按照封存位置不同,可

分為陸地封存和海洋封存;按照地質(zhì)封存體的不同,可分為咸水層封存、(枯竭)油氣

藏封存、(不可采)煤層封存等。

二氧化碳陸地封存是將捕集的二氧化碳以超臨界態(tài)注入陸地深處具有適當(dāng)封閉條

件的地層中進(jìn)行長(zhǎng)期(千年至萬(wàn)年尺度)安全封存和隔離的過(guò)程。二氧化碳陸地封存

工程地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)及選址事關(guān)CCUS實(shí)施的成效,科學(xué)、有效地開展不同尺度

的二氧化碳地質(zhì)封存選址工作,是確保碳儲(chǔ)地質(zhì)工程全壽命周期安全封存超臨界二氧

化碳的基礎(chǔ),可為規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化、集群化實(shí)施CCUS示范工程提供科技保障。目前

我國(guó)關(guān)于CCUS領(lǐng)域已有的規(guī)范或指南,如《二氧化碳捕集利用與封存術(shù)語(yǔ)》、《二氧

化碳地質(zhì)利用與封存項(xiàng)目泄漏風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)規(guī)范》,后者主要對(duì)二氧化碳泄漏風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià),

并未涉及二氧化碳地質(zhì)封存選址的相關(guān)技術(shù)流程。

因此,目前國(guó)內(nèi)缺乏專門指導(dǎo)二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)及選址

的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,即涉及一整套關(guān)于碳封存地質(zhì)體結(jié)構(gòu)及表征、碳封存潛力評(píng)價(jià)、碳

封存場(chǎng)址地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)、碳封存場(chǎng)址風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、碳封存選址方法及成果、碳封存場(chǎng)

址監(jiān)測(cè)等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。眾多從事咸水層封存、油氣藏封存、煤層封存的工程技術(shù)

人員迫切期望抓緊制訂二氧化碳地質(zhì)封存選址關(guān)鍵技術(shù)指南。本技術(shù)指南已被列入國(guó)

家自然科學(xué)基金專項(xiàng)項(xiàng)目“CO2封存的地質(zhì)體結(jié)構(gòu)透明化表征方法與埋存場(chǎng)地選址”重

要目標(biāo)任務(wù)之一。

本項(xiàng)目依托國(guó)家自然科學(xué)基金專項(xiàng)項(xiàng)目,按照盆地級(jí)(比例尺1:50萬(wàn)~1:400萬(wàn))

-目標(biāo)區(qū)級(jí)/靶區(qū)級(jí)(比例尺1:5萬(wàn)~1:50萬(wàn))-場(chǎng)地級(jí)(比例尺1:1萬(wàn)~1:5萬(wàn))-灌

注級(jí)(比例尺>1:1萬(wàn))多尺度遞進(jìn)的二氧化碳地質(zhì)封存選址思路,進(jìn)行碳封存地質(zhì)體

結(jié)構(gòu)及表征、碳封存潛力評(píng)價(jià)、碳封存場(chǎng)址地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)、碳封存場(chǎng)址風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、

碳封存選址方法及成果、碳封存場(chǎng)址監(jiān)測(cè)等成套技術(shù)體系,在此基礎(chǔ)上總結(jié)以往二氧

化碳地質(zhì)封存工程的工作經(jīng)驗(yàn),形成二氧化碳陸地封存選址關(guān)鍵技術(shù)指南。該指南的

編制具有重要的工程價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景,有利于為我國(guó)千萬(wàn)噸級(jí)、百萬(wàn)噸級(jí)CCUS

項(xiàng)目的規(guī)劃建設(shè)和相關(guān)科研項(xiàng)目的順利實(shí)施提供保障。

二、工作簡(jiǎn)況

(一)任務(wù)來(lái)源

在應(yīng)對(duì)落實(shí)雙碳目標(biāo)的行動(dòng)計(jì)劃中,二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)(CCUS)是

目前國(guó)際公認(rèn)最直接、最有效的地質(zhì)碳匯措施。二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)條件適宜

性評(píng)價(jià)及選址事關(guān)CCUS實(shí)施的成效,科學(xué)、有效地開展不同尺度的二氧化碳地質(zhì)封

存選址工作,是確保碳儲(chǔ)地質(zhì)工程全壽命周期安全封存超臨界二氧化碳的基礎(chǔ),可為

規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化、集群化實(shí)施CCUS示范工程提供科技保障。本技術(shù)指南已被列入國(guó)

家自然科學(xué)基金專項(xiàng)項(xiàng)目“CO2封存的地質(zhì)體結(jié)構(gòu)透明化表征方法與埋存場(chǎng)地選址”重

要目標(biāo)任務(wù)之一。

2022年11月,經(jīng)中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)審核批準(zhǔn),中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所等單

位承擔(dān)《二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)及選址指南》的編制工作予以立

項(xiàng),編制周期為2022年10月~2023年12月。

(二)協(xié)作單位

本標(biāo)準(zhǔn)編制的協(xié)作單位包括:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心、中國(guó)

石油大學(xué)(北京)、中國(guó)石化集團(tuán)有限公司、中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所、河北工

程大學(xué)等。

(三)主要工作過(guò)程

本項(xiàng)目于2022年9月著手總體設(shè)計(jì)編寫,按照項(xiàng)目工作部署的各項(xiàng)目標(biāo)任務(wù)和工

作進(jìn)展要求,工作進(jìn)展如下:

1.編制提綱確定

(1)2022年8月主編單位編寫了“編制工作大綱(討論稿)”。

(2)2022年9月初,成立編寫組并召開第一次編寫會(huì)議,對(duì)工作大綱(討論稿)

進(jìn)行討論,落實(shí)編寫單位、明確分工,責(zé)任到人,并建立和形成定期的協(xié)商、檢查工

作制度。

(3)2022年9月底,按照編制組討論意見(jiàn)對(duì)編制工作大綱進(jìn)行修改,形成工作大

綱(送審稿),同立項(xiàng)申請(qǐng)書提交至中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)。

(4)2022年10月20日,中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)通過(guò)視頻方式召開了《二氧化碳陸地封存

工程地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)及選址指南》立項(xiàng)評(píng)審會(huì)。由來(lái)自中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究

中心、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心、中國(guó)科學(xué)

院地質(zhì)與地球物理研究所、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院等8名專家參加

了會(huì)議。經(jīng)專家評(píng)審,《規(guī)范》符合中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)要求,準(zhǔn)予立項(xiàng)。

2.初稿的制定

(1)2022年11月~2023年2月,采用文獻(xiàn)收集的方式,完成了國(guó)內(nèi)外相關(guān)專業(yè)

領(lǐng)域的管理規(guī)定及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研。

(2)2023年3月~2022年6月,采用文獻(xiàn)收集、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和信函調(diào)研等方式,廣

泛征求和收集各方意見(jiàn),針對(duì)技術(shù)規(guī)范編制涉及的難點(diǎn)問(wèn)題展開研究,按分工完成專

題研究報(bào)告。期間各編制單位按分工完成各自的編制任務(wù),形成規(guī)范初稿。

(3)2022年7月,組織召開規(guī)范編制第二次工作會(huì)議,邀請(qǐng)專家咨詢指導(dǎo)組對(duì)規(guī)

范初稿進(jìn)行咨詢。由來(lái)自中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)、中國(guó)地

質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心、吉林大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)等8位長(zhǎng)期從事基礎(chǔ)地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害、工程地質(zhì)、

巖石力學(xué)、巖土工程研究的專家參加了會(huì)議,并形成規(guī)范初稿咨詢意見(jiàn)。

(4)2022年8月,結(jié)合咨詢意見(jiàn),修改和完善規(guī)范初稿,形成規(guī)范討論稿(征求

意見(jiàn)稿)。

(5)2023年9月,按照內(nèi)部討論和專家咨詢意見(jiàn),進(jìn)一步完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,形成規(guī)

范征求意見(jiàn)稿。由中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)秘書處發(fā)函,征求有關(guān)單位和業(yè)內(nèi)有關(guān)專家意見(jiàn)。

(四)主要起草人及其所做的工作等

為保障項(xiàng)目順利實(shí)施,組織具有二氧化碳地質(zhì)封存和工程場(chǎng)地適宜性評(píng)價(jià)及選址

經(jīng)驗(yàn)的單位相關(guān)人員,成立了編寫小組。祁生文為規(guī)范編制牽頭人。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草

人員共31人:祁生文、黃天明、崔振東、趙海軍、鄭博文、刁玉杰、付雷、王贊、郭

松峰、董平川、田寶卿、馬麗娜、侯曉坤、余昕、李國(guó)梁、李義曼、張毓然、張卉、

張旺、曹長(zhǎng)乾、金超、鄒宇、李永超、郭忻怡、單小彩,等。具體編寫分工見(jiàn)表1-1。

表1-1規(guī)范編制分工表

序號(hào)任務(wù)內(nèi)容責(zé)任分工

1編寫工作大綱和提綱祁生文

專題研究-國(guó)內(nèi)外相關(guān)管理規(guī)定及

祁生文、鄭博文、馬麗娜

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研

祁生文、崔振東、黃天明、趙海軍、鄭博文、

專題研究-二氧化碳陸地封存工程

刁玉杰、付雷、董平川、金超、余昕、侯曉

地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)研究

坤、路偉、魏濤、趙雅靜、龍吟

祁生文、鄭博文、郭松峰、王贊、張旺、李義

專題研究-二氧化碳陸地封存選址曼、張毓然、曹長(zhǎng)乾、田寶卿、李國(guó)梁、張

方法研究卉、單小彩、鄒宇、李永超、郭忻怡、唐鳳

嬌、魯曉

5第一章范圍祁生文、馬麗娜

6第二章規(guī)范性引用文件祁生文、馬麗娜

7第三章術(shù)語(yǔ)和定義祁生文、馬麗娜

8第四章基本規(guī)定祁生文

崔振東、黃天明、趙海軍、魏濤、趙雅靜、龍

9第五章碳封存地質(zhì)體結(jié)構(gòu)及表征

10第六章碳封存潛力評(píng)價(jià)刁玉杰、付雷、董平川、金超、趙海軍

第七章碳封存場(chǎng)址地質(zhì)適宜性評(píng)祁生文、鄭博文、趙海軍、余昕、侯曉坤、路

11

價(jià)偉

郭松峰、鄒宇、李永超、郭忻怡、唐鳳嬌、魯

12第八章碳封存場(chǎng)址風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

第九章碳封存選址方法及成果鄭博文、趙海軍、余昕、侯曉坤、路偉

王贊、張旺、李義曼、張毓然、曹長(zhǎng)乾、田寶

第十章碳封存場(chǎng)址監(jiān)測(cè)

卿、李國(guó)梁、張卉、單小彩、郭忻怡

附錄祁生文、鄭博文

參考文獻(xiàn)祁生文、馬麗娜

條文說(shuō)明祁生文、馬麗娜

《規(guī)范》匯總,負(fù)責(zé)專題研究的

13規(guī)劃、統(tǒng)籌,并進(jìn)行部分專題研祁生文

究工作

三、確定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

(一)標(biāo)準(zhǔn)編制原則

1.全面貫徹執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)法律、法規(guī)和方針政策;

2.編制工作堅(jiān)持科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性原則,做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全

適用;

3.以行之有效的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和可靠的科學(xué)研究成果為依據(jù)。對(duì)需要進(jìn)行科學(xué)測(cè)試或

驗(yàn)證的項(xiàng)目,一定要認(rèn)真組織測(cè)試或驗(yàn)證,并寫出成果報(bào)告;對(duì)已經(jīng)鑒定或?qū)嵺`檢驗(yàn)

的技術(shù)上成熟、經(jīng)濟(jì)上合理的科研成果,應(yīng)納入規(guī)范;

4.積極采用新技術(shù)、新方法,納入規(guī)范的新技術(shù)、新方法,應(yīng)當(dāng)具有完整的技術(shù)、

方法文件,且經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)行之有效;

5.與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)一致;

6.對(duì)符合我國(guó)國(guó)情的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定應(yīng)積極采納;

7.要充分發(fā)揚(yáng)民主,對(duì)有爭(zhēng)議的技術(shù)性問(wèn)題,應(yīng)在調(diào)查研究、試驗(yàn)驗(yàn)證或?qū)n}論

證的基礎(chǔ)上,進(jìn)行認(rèn)真研究,共同確認(rèn)或恰如其分的作出結(jié)論;

8.編寫要求按國(guó)標(biāo)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則》(GB/T1.1-2020)、《標(biāo)準(zhǔn)化工作指南(GB/T

20000)》、《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則(GB/T20001)》、《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》等執(zhí)行?!兑?guī)范》由

正文、附錄、條文說(shuō)明三部分組成,要求條文嚴(yán)謹(jǐn)明確、文句簡(jiǎn)練、不得模棱兩可和

相互矛盾。

9.編寫程序按建設(shè)部《工程建設(shè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》執(zhí)行?!兑?guī)范》編制工作按準(zhǔn)

備、征求意見(jiàn)、審查和批準(zhǔn)四個(gè)階段程序進(jìn)行。

(二)確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

《二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)及選址指南》除前言、引言、范圍、

規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義外,規(guī)范的主體技術(shù)內(nèi)容包括:第四章基本規(guī)定、第五

章碳封存地質(zhì)體結(jié)構(gòu)及表征、第六章碳封存潛力評(píng)價(jià)、第七章碳封存場(chǎng)址地質(zhì)適宜性

評(píng)價(jià)、第八章碳封存場(chǎng)址風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、第九章碳封存選址方法及成果、第十章碳封存場(chǎng)

址監(jiān)測(cè)、2個(gè)資料性附錄和1個(gè)規(guī)范性附錄。規(guī)范的技術(shù)內(nèi)容力求全面、合理實(shí)用。

(三)確定主要內(nèi)容的論據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)是在廣泛搜集二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合CCUS工程

建設(shè)需要,提出了二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)及選址規(guī)程。內(nèi)容力求

做到規(guī)范的系統(tǒng)性、綜合性、完整性。為使本標(biāo)準(zhǔn)既簡(jiǎn)明扼要、適用,又避免內(nèi)容冗

長(zhǎng)和與有關(guān)的手冊(cè)、教材重復(fù),有些內(nèi)容沒(méi)有編入,只規(guī)定了引用規(guī)范條款。本標(biāo)準(zhǔn)

正文共計(jì)10章,全文5.4萬(wàn)余字。規(guī)范中碳封存地質(zhì)體結(jié)構(gòu)及表征、碳封存潛力評(píng)價(jià)、

碳封存場(chǎng)址地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)、碳封存場(chǎng)址風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、碳封存選址方法及成果、碳封存

場(chǎng)址監(jiān)測(cè)、附錄等內(nèi)容的確定參考《GB/T33685-2017陸上地震勘探數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)

程》、《GB/T14499-1993地球物理勘查技術(shù)符號(hào)》、《GB/T18208地震現(xiàn)場(chǎng)工作國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》、

《DZ/T0441.1-2023巖心數(shù)字化技術(shù)規(guī)程》、《DZ/T0187-2016地面磁性源瞬變電磁法技

術(shù)規(guī)程》、《DZ/T0257-2014區(qū)域地質(zhì)調(diào)查規(guī)范(1:250000)》、《T/CSES71-2022二氧

化碳地質(zhì)利用與封存項(xiàng)目泄漏風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)野外調(diào)查

與室內(nèi)整理、報(bào)告編制等環(huán)節(jié)的實(shí)踐中得來(lái),做到規(guī)范中重要章節(jié)、數(shù)據(jù)的內(nèi)容都有

出處、有理由、有依據(jù)。

1.關(guān)于二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)及選址的提出背景與定義

二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)及選址事關(guān)CCUS實(shí)施的成效,科學(xué)、

有效地開展不同尺度的二氧化碳地質(zhì)封存選址工作,是確保碳儲(chǔ)地質(zhì)工程全壽命周期

安全封存超臨界二氧化碳的基礎(chǔ),可為規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化、集群化實(shí)施CCUS示范工程

提供科技保障。目前國(guó)內(nèi)缺乏專門指導(dǎo)二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)及

選址的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,即涉及一整套關(guān)于碳封存地質(zhì)體結(jié)構(gòu)及表征、碳封存潛力評(píng)價(jià)、

碳封存場(chǎng)址地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)、碳封存場(chǎng)址風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、碳封存選址方法及成果、碳封存

場(chǎng)址監(jiān)測(cè)等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該指南的編制具有重要的工程價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景,

有利于為我國(guó)千萬(wàn)噸級(jí)、百萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目的規(guī)劃建設(shè)和相關(guān)科研項(xiàng)目的順利實(shí)施

提供保障。

2.關(guān)于二氧化碳陸地封存選址的類型和尺度的確定

二氧化碳陸地封存工程選址的類型和尺度應(yīng)與工程規(guī)劃建設(shè)階段相適應(yīng)。本文件

主要規(guī)定盆地級(jí)、目標(biāo)區(qū)級(jí)/靶區(qū)級(jí)、場(chǎng)地級(jí)、灌注級(jí)二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)條件

適宜性評(píng)價(jià)及選址工作程序、碳封存地質(zhì)體結(jié)構(gòu)及表征、碳封存潛力評(píng)價(jià)、碳封存場(chǎng)

址地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)、碳封存場(chǎng)址風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、碳封存選址方法及成果、碳封存場(chǎng)址監(jiān)測(cè)

等方面的技術(shù)要求。本文件適用于不同類型儲(chǔ)層,包括咸水層、油氣藏、煤層和基性-

超基性巖的二氧化碳陸地封存工程地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)及選址工作,也可供其他類似

地質(zhì)封存工程適宜性評(píng)價(jià)與選址參考。

本文件二氧化碳陸地封存工程選址尺度是在區(qū)域級(jí)適宜性評(píng)價(jià)和選址的基礎(chǔ)上開

展,第一階段為盆地級(jí)一、二級(jí)構(gòu)造單元潛力與適宜性評(píng)價(jià);第二階段為目標(biāo)區(qū)級(jí)/靶

區(qū)級(jí),即盆地三級(jí)構(gòu)造單元圈閉級(jí)潛力與適宜性評(píng)價(jià);第三階段為場(chǎng)地級(jí),該階段開

始于沉積盆地各三級(jí)構(gòu)造單元二氧化碳地質(zhì)封存圈閉或目標(biāo)靶區(qū)評(píng)價(jià)所篩選出的3處以

上比選場(chǎng)地。通過(guò)對(duì)各比選場(chǎng)地相關(guān)資料全面搜集、遙感選址調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地綜合地

質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探、鉆探等工作,獲取各類評(píng)價(jià)參數(shù),詳細(xì)評(píng)價(jià)這些比選場(chǎng)地,

選擇出優(yōu)選場(chǎng)地,最終評(píng)價(jià)推薦出當(dāng)?shù)毓?、政府和業(yè)主可接受的工程選定場(chǎng)地;第

四階段為規(guī)?;嘧⒓?jí)場(chǎng)地評(píng)價(jià)階段。

3.關(guān)于碳封存地質(zhì)體結(jié)構(gòu)及表征內(nèi)容的確定

(1)資料搜集

資料主要通過(guò)多途徑與方法,如鐵路、公路勘察設(shè)計(jì)院、科研院所、檔案館等搜

集,以及通過(guò)專家訪談、部門調(diào)研獲得。力求全面系統(tǒng)而有針對(duì)性,能反映當(dāng)前最新

研究成果和技術(shù)水平。通過(guò)整理分析,梳理問(wèn)題,研究解決問(wèn)題的方法。詳細(xì)查閱研

究區(qū)的活動(dòng)斷層發(fā)育帶、地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)、其他不良地質(zhì)(高地應(yīng)力、高地溫)易發(fā)

區(qū)的勘察報(bào)告與成果圖件、專著、研究論文等,特別是最新的、總結(jié)性的資料,充分

利用精度優(yōu)于1:25萬(wàn)的地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù),具體包括地質(zhì)綜合研究數(shù)據(jù)、井?dāng)?shù)據(jù)、地震勘

探數(shù)據(jù)、水文地質(zhì)數(shù)據(jù)等。

(2)工程地質(zhì)勘察

工程地質(zhì)勘察主要通過(guò)交通、鐵路、公路等相關(guān)勘察部門以及科研院所等,在搜

集的資料不足或不滿足建模精度要求的情況下,根據(jù)需要開展關(guān)鍵地區(qū)工程地質(zhì)勘察

并進(jìn)行資料補(bǔ)充。主要勘察內(nèi)容:工程地質(zhì)勘察、水文地質(zhì)勘察、巖土工程勘察等。

工程地質(zhì)勘察技術(shù)方法根據(jù)DZ/T0257-2014、DB37/T4514-2022等規(guī)范的相關(guān)技術(shù)要求確

定。

(3)表征方法

根據(jù)二氧化碳封存場(chǎng)址適宜性評(píng)價(jià)與選址不同階段的工作需求,建立不同尺度的

三維地質(zhì)模型,包括地層模型、構(gòu)造模型、屬性模型、水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型、地下水流

動(dòng)模型、三維孔隙網(wǎng)絡(luò)模型等,對(duì)多尺度地質(zhì)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。建模完成后對(duì)模型進(jìn)

行質(zhì)量控制,通過(guò)統(tǒng)計(jì)規(guī)律與地質(zhì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)與修正,并評(píng)價(jià)模型的不確定性。建

模方法與質(zhì)量措施根據(jù)SY/T7378-2017、NB/T35099-2017、NB/T11043-2022、DZ/T

0441.1-2023等規(guī)范的相關(guān)技術(shù)要求確定。

4.關(guān)于碳封存場(chǎng)址地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)內(nèi)容的確定

(1)資料搜集

資料主要通過(guò)多途徑與方法,如油田,勘察設(shè)計(jì)院,科研院所,檔案館等搜集,

以及通過(guò)專家訪談、部門調(diào)研獲得。力求全面系統(tǒng)而有針對(duì)性,能反映當(dāng)前最新研究

成果和技術(shù)水平。通過(guò)整理分析,梳理問(wèn)題,研究解決問(wèn)題的方法。詳細(xì)查閱不同類

型下不同尺度調(diào)查報(bào)告與成果圖件、專著、研究論文等,特別是最新的、總結(jié)性的資

料,充分利用精度不低于1:20萬(wàn)比例尺的區(qū)域地質(zhì)資料。搜集的資料包括遙感地質(zhì)與

地球物理勘探、區(qū)域地質(zhì)、工程地震、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、不良地質(zhì)作用和工程規(guī)

劃建設(shè)等方面的資料。

(2)場(chǎng)址調(diào)查(調(diào)繪)與勘察

調(diào)查(調(diào)繪)與勘察主要通過(guò)油田、勘察設(shè)計(jì)院、地質(zhì)調(diào)查局等相關(guān)調(diào)查部門以

及科研院所等,在搜集資料不足或不滿足碳封存場(chǎng)址地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)要求時(shí),應(yīng)補(bǔ)充

開展以下區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(調(diào)繪)與工程地質(zhì)勘察工作。主要調(diào)查(調(diào)繪)與勘察內(nèi)容:

工程地質(zhì)條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件。

(3)評(píng)價(jià)方法

針對(duì)不同的碳封存儲(chǔ)層類型,應(yīng)遵循尺度從大到小開展地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)。對(duì)于盆

地級(jí)評(píng)價(jià),應(yīng)對(duì)盆地的一級(jí)或二級(jí)構(gòu)造單元開展地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià),獲得比選目標(biāo)區(qū)/靶

區(qū);對(duì)于目標(biāo)區(qū)級(jí)/靶區(qū)級(jí)評(píng)價(jià),應(yīng)對(duì)比選目標(biāo)區(qū)/靶區(qū)開展地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià),獲得比選

場(chǎng)地;對(duì)于場(chǎng)地級(jí)評(píng)價(jià),應(yīng)對(duì)比選場(chǎng)地開展地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià),獲得比選灌注區(qū);如果

目標(biāo)區(qū)級(jí)/靶區(qū)級(jí)評(píng)價(jià)無(wú)法得到比選場(chǎng)地,應(yīng)返回盆地級(jí)重新選定比選目標(biāo)區(qū)/靶區(qū);如

果場(chǎng)地級(jí)評(píng)價(jià)無(wú)法得到比選灌注區(qū),應(yīng)返回目標(biāo)區(qū)級(jí)/靶區(qū)級(jí)重新選定比選場(chǎng)地。地質(zhì)

適宜性綜合評(píng)價(jià),可利用地理信息系統(tǒng)(GIS)手段開展,應(yīng)首先確定地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)

各指標(biāo)分值和各指標(biāo)權(quán)重。

地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)各指標(biāo)宜按“適宜”、“一般”、“不適宜”分為3級(jí),并分別進(jìn)行賦

值,獲得指標(biāo)分值V;地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)中的活動(dòng)斷裂指標(biāo)或封存量指標(biāo)若判定為“不

適宜”,則該級(jí)尺度地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)判定為“不適宜”。地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)各指標(biāo)

權(quán)重P可采用專家打分法、層次分析法、綜合模糊評(píng)價(jià)法等確定。應(yīng)根據(jù)指標(biāo)權(quán)重P及

指標(biāo)分值V,進(jìn)行多因子空間疊加,得到綜合分值Q;根據(jù)綜合分值Q,利用專家經(jīng)驗(yàn)

或自然間斷點(diǎn)分級(jí)方法,將評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為“適宜”、“一般”和“不適宜”3個(gè)等級(jí),

見(jiàn)圖7.2和7.3。

5.關(guān)于碳封存選址方法及成果的表達(dá)

碳封存選址方法應(yīng)依次從盆地級(jí)、目標(biāo)區(qū)/靶區(qū)級(jí)、場(chǎng)地級(jí)和灌注級(jí)尺度從大到小

開展,盆地級(jí)選址應(yīng)綜合考慮地質(zhì)適宜性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)性,對(duì)比目標(biāo)區(qū)/靶區(qū)所在的一級(jí)

或二級(jí)構(gòu)造單元開展選址評(píng)價(jià),獲得優(yōu)選目標(biāo)區(qū)/靶區(qū);目標(biāo)區(qū)級(jí)/靶區(qū)級(jí)選址應(yīng)考慮綜

合考慮地質(zhì)適宜性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)性,對(duì)優(yōu)選目標(biāo)區(qū)/靶區(qū)開展選址評(píng)價(jià),獲得優(yōu)選場(chǎng)地;

場(chǎng)地級(jí)選址應(yīng)綜合考慮地質(zhì)適宜性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)性和場(chǎng)址風(fēng)險(xiǎn),對(duì)優(yōu)選場(chǎng)地開展選址評(píng)

價(jià),獲得優(yōu)選灌注區(qū);如果目標(biāo)區(qū)級(jí)/靶區(qū)級(jí)評(píng)價(jià)無(wú)法得到優(yōu)選場(chǎng)地,應(yīng)返回盆地級(jí)重

新選定優(yōu)選目標(biāo)區(qū)/靶區(qū);如果場(chǎng)地級(jí)評(píng)價(jià)無(wú)法得到優(yōu)選灌注區(qū),應(yīng)返回目標(biāo)區(qū)級(jí)/靶區(qū)

級(jí)重新選定優(yōu)選場(chǎng)地。每級(jí)盆地級(jí)、目標(biāo)區(qū)/靶區(qū)級(jí)與場(chǎng)地級(jí)選址,可利用地理信息系

統(tǒng)(GIS)手段展開,首先根據(jù)地質(zhì)適宜性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)和

場(chǎng)址風(fēng)險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)果,按“適宜”“一般”和“不適宜”三個(gè)等級(jí),分別進(jìn)行

賦值;三類指標(biāo)的權(quán)重P可采用專家打分法、層次分析法和綜合模糊評(píng)價(jià)法確定;進(jìn)

而根據(jù)指標(biāo)分支和權(quán)重,采用多因子空間疊加,得到綜合分析,利用專家竟然或自然

間斷點(diǎn)分級(jí)方法,將選址結(jié)果劃分為“適宜”、“一般”和“不適宜”3個(gè)等級(jí);其中評(píng)

價(jià)結(jié)果為“適宜”的分區(qū)可作為下一級(jí)尺度的優(yōu)選區(qū)域,評(píng)價(jià)結(jié)果為“一般”的分區(qū)

可作為下一級(jí)尺度的待選區(qū)域。

碳封存選址成果包括不同尺度下的工程地質(zhì)條件指標(biāo)圖件、封存潛力條件指標(biāo)圖

件、地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果圖件、場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)結(jié)果圖件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

與評(píng)價(jià)結(jié)果圖件、和碳封存選址成果報(bào)告。碳封存選址成果報(bào)告為相關(guān)工作的歸納總

結(jié),應(yīng)包括收集的資料和調(diào)查、勘查資料,不同尺度的封存潛力條件指標(biāo)和圖件、地

質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)結(jié)果、場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)結(jié)果、社會(huì)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)與評(píng)

價(jià)結(jié)果圖件的分析及說(shuō)明、以及碳封存場(chǎng)址監(jiān)測(cè)內(nèi)容。成果數(shù)據(jù)應(yīng)要素齊全,包含指

標(biāo)類型、參數(shù)、適宜性、數(shù)據(jù)來(lái)源等基本要素;數(shù)據(jù)資料應(yīng)符合國(guó)家基本比例尺、國(guó)

家坐標(biāo)系統(tǒng)等基本要求,符合地理、地質(zhì)、物探、化探、遙感、測(cè)試等專業(yè)數(shù)據(jù)要求;

成果圖件應(yīng)在深入分析和綜合研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行編制,簡(jiǎn)潔易懂、要素齊全,體現(xiàn)真

實(shí)性、科學(xué)性、針對(duì)性和實(shí)用性;成果報(bào)告應(yīng)資料完整、真實(shí)準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)無(wú)誤、圖表

清晰、結(jié)論有據(jù)、建議合理,便于使用和長(zhǎng)期保存,并應(yīng)因地制宜,突出重點(diǎn)。

四、主要試驗(yàn)(驗(yàn)證)的準(zhǔn)確度、可靠性、穩(wěn)定性分析和綜述報(bào)

告等

(一)試驗(yàn)分析

本標(biāo)準(zhǔn)依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“CO2封存的地質(zhì)體結(jié)構(gòu)透明化表征方法與埋存

場(chǎng)地選址”,完成規(guī)范編制工作。以鄂爾多斯盆地二氧化碳地質(zhì)封存適宜性評(píng)價(jià)與選址

為例進(jìn)行試驗(yàn)分析,地質(zhì)資料主要參考《全國(guó)二氧化碳地質(zhì)儲(chǔ)存潛力評(píng)價(jià)與示范工程

總成果報(bào)告》2013版。

1.準(zhǔn)備工作

(1)資料搜集

資料搜集內(nèi)容包括井、地震勘探、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、區(qū)域構(gòu)造、區(qū)域地殼穩(wěn)

定性、遙感、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等方面資料和數(shù)據(jù),以及地質(zhì)綜合研究的各種平面、

剖面數(shù)據(jù),如等值線圖、相平面圖、構(gòu)造圖、巖相古地理、巖漿巖資料、地貌圖、第

四系地質(zhì)圖、綜合地層柱狀圖等,重點(diǎn)為井?dāng)?shù)據(jù)、大例尺地質(zhì)圖和工程地質(zhì)剖面圖、

綜合地層柱狀圖等。

(2)調(diào)查(調(diào)繪)勘察與對(duì)接

通過(guò)調(diào)查(調(diào)繪)勘察,完善資料不足或者不滿足建模精度要求的地層資料,通

過(guò)對(duì)接。利用搜集、調(diào)查(調(diào)繪)勘察與對(duì)接等方法獲取的資料進(jìn)行整理分析,確定

松遼盆地封存適宜性評(píng)價(jià)與選址指標(biāo)。

2.工程場(chǎng)地選址調(diào)查與勘探

(一)調(diào)查區(qū)概況

1.地理位置

選定的示范工程伊旗布連溝優(yōu)選場(chǎng)地調(diào)查區(qū)位于蒙陜交界地帶,行政區(qū)劃分屬內(nèi)

蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗和陜西省神木縣管轄。地理坐標(biāo):北緯39°10′~39°30′;東

經(jīng)109°45′~110°23′。東西長(zhǎng)約50km,南北寬約40km,調(diào)查區(qū)面積2000km2。

區(qū)內(nèi)交通便利,有包茂高速、209國(guó)道縱貫西部,阿大一級(jí)公路由北東部穿行,另

有多條省道、縣道及鄉(xiāng)道網(wǎng)布全區(qū)。包頭—神木運(yùn)煤鐵路專線北西向貫通調(diào)查區(qū)東部

(圖4-1)。

圖4-1示范工程場(chǎng)地選址調(diào)查區(qū)交通位置圖

初步確定伊旗布連溝優(yōu)選場(chǎng)地重點(diǎn)調(diào)查區(qū)面積100km2,位于神華鄂爾多斯煤制油

廠區(qū)西部約15km處。神華鄂爾多斯煤制油廠區(qū)位于烏蘭木倫鎮(zhèn)所轄的補(bǔ)連灘,是該區(qū)

的主要工業(yè)碳源。

2.地形地貌

調(diào)查區(qū)地處鄂爾多斯盆地北部丘陵溝壑區(qū)。全區(qū)崗嶺縱橫,川谷交錯(cuò),溝壑發(fā)育,

低洼處發(fā)育有內(nèi)陸湖泊。中西部崗嶺狀丘陵區(qū),地形較高,海拔1400~1500m,其余

平緩丘陵區(qū)海拔1300~1450m。南部河谷洼地及湖盆較發(fā)育。烏蘭木倫河下游、南西

部札薩克河流域的寬谷湖盆區(qū),海拔1150~1300m。全區(qū)相對(duì)高差小于200m,地形坡

度5~20°。

按地貌成因分類,可將全區(qū)分為構(gòu)造剝蝕地貌、侵蝕—堆積地貌和堆積地貌。按

形態(tài)類型,可劃分為丘陵臺(tái)地(Ⅰ)、河谷(Ⅱ)與湖積洼地(Ⅲ)。按其物質(zhì)組成可將

丘陵區(qū)劃分為巖質(zhì)丘陵(Ⅰ1)、黃土—巖質(zhì)丘陵(Ⅰ2)和臺(tái)地(Ⅰ3)。河谷地貌(Ⅱ)可分

為河床(Ⅱ1)、河漫灘(Ⅱ2)和階地(Ⅱ3)等微地貌(表4-1、圖4-2)。

表4-1調(diào)查區(qū)地貌分區(qū)說(shuō)明表

成因

形態(tài)類型地貌特征

類型

丘陵分布于調(diào)查區(qū)西部及北部,地表出露白堊系及新近系,

構(gòu)造巖質(zhì)

臺(tái)地Ⅰ1地相起伏較大,丘陵呈塬狀、崗嶺及梁峁?fàn)?,海?/p>

剝蝕丘陵

(Ⅰ)1350~1500m,間夾洼地、沖溝。局部發(fā)育固定、半固

定沙丘,荒漠草原植被

黃土分布于東部及南部,呈塬峁?fàn)睿匦屋^寬緩,為不同時(shí)

—巖代的風(fēng)積黃土沉積。丘陵海拔1100~1400m,最大切割

質(zhì)2深度小于200m,地形坡度小于30°。地表植被較發(fā)育,

丘陵部分地段被開墾為農(nóng)田

臺(tái)地Ⅰ3分布于北部布爾臺(tái)一帶的丘陵頂部,地勢(shì)較平坦

包括烏蘭木倫河、呼和烏素溝、活雞兔溝及北東部束會(huì)

河床Ⅱ1川,谷底較寬緩,呈U或箱型谷,兩側(cè)次級(jí)沖溝窄淺,

呈V字型

侵蝕—河谷

河漫分布于烏蘭木倫河、呼和烏素溝、活雞兔溝等現(xiàn)代河床

堆積(Ⅱ)Ⅱ2

灘兩側(cè)

分布于現(xiàn)代河床兩側(cè),主要發(fā)育Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地,階差5~

階地Ⅱ

315m

分布于大型丘間洼地、河流寬谷溝岸及轉(zhuǎn)彎處,呈小型

堆積湖積洼地(Ⅲ)平坦谷地、寬谷灘川、低洼鹽堿淖、沼澤地、小型湖泊

等。地表植被發(fā)育

圖4-2示范工程場(chǎng)地選址重點(diǎn)調(diào)查區(qū)地貌圖

1–丘陵;2–沙地;3–河谷區(qū);4–湖積洼地;5–風(fēng)成沙漠;6–黃土梁峁;7–水系;

8–節(jié)理裂隙密集帶;

9–鐵路;10–公路;11–分水嶺;12–采煤塌陷區(qū);13–泉

3.氣象

本區(qū)屬北溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候,具冬季嚴(yán)寒干燥,春季風(fēng)沙頻繁,夏季高

溫炎熱,秋季涼爽濕潤(rùn),晝夜溫差懸殊,無(wú)霜期短,冰凍期長(zhǎng)等氣候特征。根據(jù)伊金

霍洛旗旗阿勒騰席熱鎮(zhèn)氣象資料,多年平均氣溫

6.2℃,極端最高氣溫36.6℃,極端最低氣溫-

31.4℃。年日照時(shí)數(shù)2740~3100h,相對(duì)濕度51.9%。

多年平均降雨量為358.2mm,年際間降水變化大,多

集中在7~9月份,占年降水量的70%以上。年平均蒸

發(fā)量2060mm,無(wú)霜期127~136d。全年盛行西北—西

風(fēng)(圖4-3),平均風(fēng)速3.6m/s。平均凍土深度1.69m,

最大凍土深度2.1m。

圖4-3伊金霍洛旗1971—

4.水文

2000年風(fēng)向玫瑰圖

除南西部札薩克河匯入紅堿淖,屬鄂爾多斯內(nèi)流水系外,調(diào)查區(qū)大部分屬黃河水

系窟野河流域?yàn)跆m木倫河和悖牛川支流。二級(jí)水系有呼和烏素溝、活雞兔溝及朱概溝,

三級(jí)水系為丘陵區(qū)眾多的沖溝。烏蘭木倫河由北向南流經(jīng)調(diào)查區(qū),多年平均流量

5.91m3/s,年均輸沙量2501×104t,季節(jié)性變化強(qiáng)烈,夏秋季多山洪,冬季流量極少。

區(qū)內(nèi)水系呈樹枝狀密集分布,切割強(qiáng)烈,水土流失嚴(yán)重。

5.生態(tài)系統(tǒng)

調(diào)查區(qū)位于毛烏素沙地與黃土丘陵兩大生態(tài)系統(tǒng)的中間地帶。地處黃土高原中東

部草原區(qū)暖溫型草原—灌叢化草原區(qū),屬生態(tài)過(guò)渡帶。由于本區(qū)的土壤以風(fēng)沙質(zhì)土壤

為主,沙生植物占優(yōu)勢(shì)。生態(tài)環(huán)境特征呈現(xiàn)出環(huán)境因素波動(dòng)性大,環(huán)境敏感性強(qiáng)、承

載能力和抗干擾能力差等

方面,為典型的生態(tài)脆弱

帶。

(二)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查

1.地質(zhì)構(gòu)造

(1)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

特征

調(diào)查區(qū)所在的鄂爾多

斯盆地北以河套地塹系北

緣斷裂為界緊鄰陰山褶皺

帶,南以渭河地塹南界斷

裂為界與秦嶺造山帶相

接;東側(cè)以離石斷裂與呂

梁山隆起帶相鄰,西緣分

別以桌子山東麓斷裂和青

銅峽—固原斷裂為界;北

邊隔銀川地塹與賀蘭山褶

皺帶相望,南邊和六盤山

弧形構(gòu)造帶相依,是夾持

于周邊活動(dòng)帶之間的穩(wěn)定圖4-4鄂爾多斯盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨罢{(diào)查區(qū)構(gòu)造位置圖

克拉通沉積盆地(圖4-

4)。

鄂爾多斯盆地沉積地層較為齊全(缺失志留系、泥盆系),平均沉積巖厚度5000m。

其中,中上元古界以海相、陸相的裂谷沉積為特征,厚度200~3000m;下古生界以海

相碳酸鹽巖為主,厚度400~1600m;上古生界以沼澤、三角洲、河流相為主,厚度

600~1700m,中生界主要以內(nèi)陸河流、湖沼相沉積為主,厚度500~3000m;新生界在

盆地內(nèi)部較薄,厚度約300m。

調(diào)查區(qū)位于鄂爾多斯盆地北部伊盟隆起一級(jí)構(gòu)造單元內(nèi),南鄰伊陜斜坡。據(jù)重磁

資料,該構(gòu)造單元的南界大致展布于烏達(dá)—鄂托克旗—準(zhǔn)格爾旗一線。伊盟隆起重、

磁異常密集成帶,走向近EW向,并呈向南突出的弧形。結(jié)晶基底主要為太古宇和中

上元古界什那干群。中晚元古代以來(lái),基本處于隆起狀態(tài)。各時(shí)代的地層在本區(qū)變薄

或缺失,沉積地層總厚度1000~3000m,隆起北部缺失下古生界,上石炭統(tǒng)太原組直

接覆蓋在結(jié)晶基底之上。伊盟隆起發(fā)育前寒武系變質(zhì)巖、石炭系、二疊系、侏羅系、

白堊系及第四系,從隆起北東部向南西部逐漸由老變新,北東部地表主要發(fā)育三疊系

和侏羅系,南西部基本被白堊系覆蓋。伊盟隆起內(nèi)沉積地層以1~2°的傾角由NW向

SW傾斜,總體為一SW傾的單斜構(gòu)造,基底波狀隆起,褶皺、斷層均不發(fā)育,構(gòu)造屬

簡(jiǎn)單型。

伊陜斜坡北接伊盟隆起、南接渭北隆起,西接天環(huán)坳陷,東接晉西撓褶帶,為這

四個(gè)構(gòu)造單元所圍繞的西傾大單斜構(gòu)造,平均地層傾角小于1°。區(qū)域構(gòu)造線總體呈SN

走向,在南部的渭北隆起附近轉(zhuǎn)變?yōu)镹E走向,北部伊盟隆起附近轉(zhuǎn)變?yōu)镹W走向。構(gòu)

造面貌總體表現(xiàn)為東高西低,南部南高北低,北部北高南低。

(2)調(diào)查區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

調(diào)查區(qū)無(wú)區(qū)域性大斷裂發(fā)育,僅見(jiàn)局部次級(jí)構(gòu)造、規(guī)模較小的一般性斷裂和切層

斷裂。已確定的主要構(gòu)造如下。

①石圪臺(tái)古隆起帶:為一局部次級(jí)構(gòu)造,位于蒙陜交界處大柳塔北石圪臺(tái)一帶。

地球物理勘探資料表明,石圪臺(tái)古隆起帶呈NEE—SWW向狹長(zhǎng)重、磁正異常帶,推斷

是古老基底隆起或斷裂的反映。據(jù)神府煤田石圪臺(tái)煤礦勘探資料,該隆起帶缺失延安

組一段沉積。

②三不拉溝正斷層:發(fā)育于大柳塔北東部三不拉溝南側(cè),走向NWW—SEE向,

斷層帶寬20~30cm,斷面傾向20°,傾角70°,斷距10~25m,橫向延伸長(zhǎng)約8km,斷

層角礫巖及牽引褶曲發(fā)育,使水平地層沿?cái)鄬用姘l(fā)生牽引變形,造成延安組下部砂巖

同上部粉砂巖、泥巖斷錯(cuò)接觸。

③高家畔—伍道溝正斷層:位于活雞兔溝以南,斷面傾向220°,傾角75°,斷錯(cuò)

的地層為安定組底部厚層砂巖和直羅組粉砂質(zhì)泥巖、砂巖,垂向斷距約3m,性質(zhì)為正

斷層。斷層向SE延伸至五道溝,破碎帶變寬為1.5m;斷距加大,使直羅組與延安組五

段直接接觸。據(jù)鉆孔資料和遙感解譯,該斷層走向NW—SE向,橫向延伸長(zhǎng)約10km,

斷距20~50m,向NW、SE兩端錯(cuò)距遞減,與柵子溝正斷層形成坳陷式地塹構(gòu)造。

④柵子溝—炭窯溝正斷層:發(fā)育于朱概溝一帶,走向NW—SE向,斷層帶寬5~

30m,斷面傾向26°,傾角68°,西端在柵子溝一帶錯(cuò)斷直羅組與延安組界面,造成直

羅組缺失。東端錯(cuò)開延安組,使延安組三段煤層上下錯(cuò)開3m。據(jù)遙感和鉆孔資料,該

斷層橫向延伸長(zhǎng)約8.5km,平面略呈S型展布,斷距14~44m,斷距最大處在斷層中段,

向兩端斷距逐漸變小。

上述一般性斷裂構(gòu)造主要形成于燕山晚期。

2.地層系統(tǒng)

調(diào)查區(qū)隸屬華北地層區(qū)鄂爾多斯地層分區(qū)。地表出露的地層有侏羅系、白堊系、

新近系和第四系(圖4-5)。前侏羅紀(jì)地層僅在鉆孔中見(jiàn)及?,F(xiàn)據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及伊14

井鉆探資料(洪祖油等,1981),對(duì)主要地層簡(jiǎn)述如下。

(1)中奧陶統(tǒng)馬家溝組(O2m)

中奧陶統(tǒng)馬家溝組(O2m)為一套海相碳酸鹽巖沉積地層,主要巖性為淺灰黃—灰

白色灰質(zhì)白云巖、白云巖、深灰色灰?guī)r、灰色及褐色灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、夾灰

色豹斑灰?guī)r及含燧石條帶灰?guī)r;頂部發(fā)育厚約3m的古風(fēng)化殼。

圖4-5示范工程場(chǎng)地選址重點(diǎn)調(diào)查區(qū)地質(zhì)圖

eolall

1–全新統(tǒng)風(fēng)積層(Q4);2–全新統(tǒng)沖積層(Q4);3–全新統(tǒng)湖積層(Q4);4–上更新

21

統(tǒng)中部(Q3);5–上更新統(tǒng)下部(Q3);6–中更新統(tǒng)(Q2);7–新近系上新統(tǒng)(N2);

43

8–白堊系下統(tǒng)伊金霍洛組第四巖段(K1y);9–白堊系下統(tǒng)伊金霍洛組第三巖段(K1y);

1+2

10–白堊系下統(tǒng)伊金霍洛組第第一、二巖段(K1y);11–侏羅系中統(tǒng)安定組(J2a);

12–侏羅系中統(tǒng)直羅組(J2z);13–侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1–2y);14–侏羅系下統(tǒng)延安組

(J1y);15-地質(zhì)界線;16-分水嶺;17-水系;18-地名

根據(jù)鄰區(qū)物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),奧陶系古風(fēng)化殼儲(chǔ)層孔隙度0.16%~14%,平均2.59%,

多數(shù)樣品小于4%(圖4-6a);滲透率(0.0035~102.98)×10-3μm2,平均0.90×10-3μm2,

其中92%的樣品滲透率1×10-3μm2,而滲透率高的樣品主要受巖樣中的裂縫影響(圖4-

6b)(何自新等,2004)。

圖4-6鄰區(qū)奧陶系風(fēng)化殼孔隙度(a)和滲透率(b)分布頻率直方圖

馬家溝組風(fēng)化殼的直接蓋層是石炭系下部本溪組的鐵鋁泥質(zhì)巖、暗色泥巖和泥質(zhì)

粉砂巖,占該套地層總厚度的70%以上。鋁土巖氣體絕對(duì)滲透率為6.5×10-9μm2,飽含

空氣時(shí)突破壓力為5MPa,鋁土質(zhì)泥巖為15Mpa。

(2)下石炭統(tǒng)本溪組(C1b)

該組頂、底板埋深2625.5~2596.5m,厚度29m。巖性為深灰色泥巖、灰黑色泥灰

巖,煤線、底部為鋁土層。該組下與馬家溝組不整合接觸,上與太原組整合接觸。

(3)二疊系

①下二疊統(tǒng)太原組(P1t):該組頂、底板埋深2538.5~2596.5m,厚度58.0m,為一

套濱海沼澤相為主的含煤地層。主要巖性為含礫粗砂巖、粗砂巖、細(xì)砂巖與灰黑色泥

巖、炭質(zhì)泥巖略等厚互層。該組與下伏本溪組、上覆山西組均為整合接觸。據(jù)調(diào)查區(qū)

南西部大牛地氣田太原組物性資料統(tǒng)計(jì),太原組儲(chǔ)集巖主要為石英砂巖,孔隙度6%~

10%,最小2.00%,最大12.30%,平均7.89%;滲透率(0.08~1.25)×10-3μm2,最小

0.034×10-3μm2,最大5.74×10-3μm2(曹忠輝,2005)。

②下二疊統(tǒng)山西組(P1s):該組頂、底板埋深2195.00~2538.50m,厚度43.50m。

巖性為灰綠、灰白色中、粗砂巖與紫棕、深灰色泥巖略等厚互層,底部為灰白色含礫

粗砂巖,屬河流—三角洲沉積體系(圖4-7),與下伏、上覆地層均為整合接觸。山西

組儲(chǔ)集巖主要為石英砂巖,次之為巖屑砂巖,還有部分長(zhǎng)石巖屑砂巖。孔隙度2%~8%,

最小0.50%,最大21.41%,平均6.67%;滲透率(0.08~1.25)×10-3μm2,最小0.001×10

-3μm2,最大3.8970×10-3μm2,平均0.510×10-3μm2。

圖4-7山西組山2段沉積模式圖圖4-8下石盒子組盒8段沉積模式圖

③下二疊統(tǒng)下石盒子組(P1x):該組頂、底板埋深2190~2495m,控制厚度305m。

自上而下依次為:粗—中砂巖與泥巖略等厚互層;砂礫巖、礫狀粗砂巖、粗—中砂巖

與粉砂質(zhì)泥巖、泥巖不等厚互層夾鋁土巖;含礫中粗砂巖、中—粗砂巖與泥巖、泥質(zhì)

粉細(xì)砂巖不等厚互層;含礫粗砂巖、粗砂巖與雜色泥巖不等厚互層,夾粘土巖;含礫

粗砂巖、粗—粉砂巖,夾灰炭質(zhì)粉砂巖薄層。

下石盒子組為一套河湖相為主的砂、泥交替沉積。上部以湖相為主,下部以河流

相為主(圖4-8),可劃分出20多個(gè)厚度不等的砂體。據(jù)鄰區(qū)資料,下石盒子組儲(chǔ)集層

巖性主要為石英砂巖,次為巖屑砂巖,少量次長(zhǎng)石巖屑砂巖和極少量純石英砂巖。儲(chǔ)

集巖孔隙度0.5%~20.1%,平均8.1%;滲透率(0.01~15.3)×10-3μm2,平均0.52×10-

3μm2。孔隙度優(yōu)勢(shì)區(qū)間為5%~15%,滲透率優(yōu)勢(shì)區(qū)間為(0.05~3.2)×10-3μm2(圖4-9)

(曹忠輝,2005)。下石盒子組砂巖層眾多,粒度較粗,可作為CO2地質(zhì)儲(chǔ)存儲(chǔ)層。

該組上部厚層泥質(zhì)巖類構(gòu)成良好的蓋層,且分布廣泛,橫向連續(xù)。泥巖厚度占該

套地層總厚度的80%以上,氣體絕對(duì)滲透率(0.7~0.8)×10-9μm2,飽含空氣條件下的

突破壓力1.5~2MPa。它不僅可構(gòu)成下石盒子組、山西組和太原組氣藏的區(qū)域性蓋層,

亦是奧陶系風(fēng)化殼氣藏的區(qū)域性蓋層。

④上二疊統(tǒng)石千峰組(P3sh):該組頂、底板埋深1970~2190m,厚度220m。上

部主要為灰白色粗砂巖、含礫中—粗砂巖與黃褐、紫棕色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、

泥巖等厚互層。頂板泥巖含灰質(zhì)結(jié)核;下部主要為淺黃灰—紫棕色細(xì)砂巖、灰白色中、

粗砂巖與黃、褐、紫棕色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖等厚互層。該組與下伏、上覆地層均呈整

合接觸。

石千峰組砂巖主要為長(zhǎng)石石英砂巖、長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖,粒度以中-粗砂

和含礫中-粗砂為主。據(jù)鄰區(qū)資料,平均孔隙度10%~12%,滲透率(2.0~17.6)×10

-3μm2。

圖4-9下石盒子組盒1段砂巖孔隙度、滲透率分布頻率直方圖

石千峰組是一套橫向穩(wěn)定以湖相為主的砂泥巖沉積,泥質(zhì)地層厚度141~205m,

占該套地層總厚度的80%以上,分布廣泛,橫向連續(xù)。其氣體絕對(duì)滲透率為(0.7~0.8)

×10-9μm2,飽含空氣條件下的突破壓力為1.5~2MPa,過(guò)剩壓力為5.2~7.5MPa(何自

新等,2004)。

(4)三疊系

①下三疊統(tǒng)劉家溝組(T1l):本組頂、底板埋深1688.5~1970.00m,厚度281.50m。

上部為淺棕、灰白色細(xì)—中砂巖、粗砂巖與黃棕、褐色含粉砂及粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉

砂巖等厚互層;下部為淺棕、灰白色細(xì)砂巖、細(xì)—中砂巖、中—粗砂巖與黃棕、褐、

紫棕、藍(lán)灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖等厚互層,局部含灰質(zhì)。底部為淺棕、灰白色含礫中

—粗砂巖與黃棕、褐、藍(lán)灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖等厚互層。該組與下伏石千峰組、上

覆和尚溝組呈整合接觸。本組儲(chǔ)集巖主要為長(zhǎng)石砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖,粒度以中砂和

細(xì)砂為主,平均孔隙度4.5%~7%。

②下三疊統(tǒng)和尚溝組(T1h):該組頂?shù)?、板埋?566.00~1688.50m,厚度

122.50m。巖性主要為淺棕色中細(xì)砂巖與褐、黃棕色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等厚互層,

砂巖、泥巖均微含灰質(zhì),與下伏劉家溝組、上覆紙坊組呈整合接觸。和尚溝組砂巖主

要為長(zhǎng)石砂巖,粒度以中砂為主,次為細(xì)砂,平均孔隙度5%~8%。

③中三疊統(tǒng)紙坊組(T2z):該組頂、底板埋深1315.00~1566.00m,厚度251.00m。

巖性主要為淺灰綠、黃棕色及褐色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖,與灰白、棕色長(zhǎng)石粗砂巖、泥

質(zhì)細(xì)粉砂巖不等厚互層,與下伏和尚溝組整合接觸,與上覆延長(zhǎng)組呈假整合接觸。紙

坊組泥質(zhì)巖、粉砂質(zhì)泥巖層數(shù)多,且具一定厚度,可作為區(qū)域性蓋層。

④上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組(T3y):該組頂、底板埋深733.50~1315.00m,厚度581.50m。

上部為灰白色粘土質(zhì)細(xì)砂巖、細(xì)砂巖與藍(lán)灰—灰綠色泥巖略等厚互層;下部為灰白色

粘土質(zhì)細(xì)砂巖、粗—中砂巖、含礫中砂巖、礫狀粗砂巖與雜色粉砂質(zhì)泥巖、藍(lán)灰色泥

巖略等厚互層,與下伏紙坊組、上覆中下侏羅統(tǒng)延安組均為假整合接觸。

(5)侏羅系

中下侏羅統(tǒng)延安組(J1–2y):本組是調(diào)查區(qū)主要含煤地層,包括五個(gè)段級(jí)巖石地層

填圖單位。各段分別以主煤層之頂為界面,彼此間均為整合接觸。調(diào)查區(qū)內(nèi)延安組

二~五段出露于地表,延一段未見(jiàn)出露,但在鉆孔中見(jiàn)及。

中侏羅統(tǒng)直羅組(J2z)以上層位地層,以及白堊系、新近系和第四系在較多的文

獻(xiàn)中,可資查閱不再冗述。

3.儲(chǔ)蓋組合分析

1981年地質(zhì)部第三普查勘探大隊(duì)以找油為目的,施工于新街南東4.4km的伊14井,

井深2802m,孔底為中奧陶統(tǒng)馬家溝組(未揭穿),之上依次為奧陶系、石炭系、二疊

系及三疊系。本區(qū)缺失晚奧陶世—早石炭世早期沉積。

依據(jù)區(qū)域地層巖性和伊14井鉆探資料,將區(qū)域性儲(chǔ)蓋層組合自上而下做如下劃分。

(1)下三疊統(tǒng)劉家溝組儲(chǔ)蓋組合

預(yù)測(cè)埋深:儲(chǔ)層段深度1370~1390m,蓋層段深度1230~1370m;

儲(chǔ)集條件:儲(chǔ)集巖類型為河道砂巖。儲(chǔ)集巖總厚度10~15m,其中有效儲(chǔ)層厚度

10~15m,單層砂巖最大厚度15m,平均孔隙度4.5%~7%;

封蓋條件:蓋層巖石類型為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖,區(qū)域分布穩(wěn)定,預(yù)

測(cè)累計(jì)厚度110~130m,單層最大厚度100m;圈閉類型以巖性圈閉為主,面積較大;

預(yù)測(cè)地層溫度、壓力:儲(chǔ)層段地層壓力11~14MPa,地層溫度48℃左右;

預(yù)測(cè)地層水類型:深層地下水總礦化度15~20g/L,為CaCl2型水。

(2)上二疊統(tǒng)石千峰組儲(chǔ)蓋組合

預(yù)測(cè)埋深:儲(chǔ)層段深度1500~1640m,蓋層段深度1390~1500m;

儲(chǔ)集條件:儲(chǔ)集巖類型為河道或分流河道砂巖,有效儲(chǔ)層厚度55~75m,單層砂

巖厚度15~30m,平均孔隙度6%~8%;

封蓋條件:蓋層巖石類型為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖,分布穩(wěn)定,厚度

110~130m;

圈閉類型:巖性圈閉,面積較大;

預(yù)測(cè)地層溫度壓力:儲(chǔ)層段地層壓力12.4~15MPa,地層溫度55℃左右;

預(yù)測(cè)地層水類型:深層地下水總礦化度20~30g/L,為CaCl2型水;

該組合埋藏深度適中,上覆有多套封蓋層,儲(chǔ)集條件好。

(3)下二疊統(tǒng)下石盒子組儲(chǔ)蓋組合

預(yù)測(cè)埋深:儲(chǔ)層段深度1850~1980m,蓋層段深度1640~1850m;

儲(chǔ)集條件:儲(chǔ)集巖類型為河道或分流河道砂巖,儲(chǔ)集巖總厚度50~60m,其中有

效儲(chǔ)層厚度45~55m,單層砂巖最大厚度15~35m,平均孔隙度6%~9%;

封蓋條件:蓋層巖石類型為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖,區(qū)域分布穩(wěn)定,預(yù)

測(cè)累計(jì)厚度140~160m,單層最大厚度80~100m;圈閉類型以巖性圈閉為主,面積較

大;

預(yù)測(cè)地層溫度壓力:儲(chǔ)層段地層壓力15~18MPa,地層溫度65℃左右;

預(yù)測(cè)地層水類型:深層地下水總礦化度20~70g/L,為CaCl2型水;

該組合埋藏較深,上覆有多套封蓋層,儲(chǔ)集條件好。外部因素是由于目標(biāo)區(qū)一帶

是中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司所轄油氣探區(qū),下石盒子組是天然氣主要勘探層位之一,

將該層作為注入目的層必然存在權(quán)益上的問(wèn)題。

(4)下二疊統(tǒng)山西組、太原組—下奧陶統(tǒng)馬家溝組馬五段儲(chǔ)蓋組合

預(yù)測(cè)埋深:儲(chǔ)層段深度2130~2210m,蓋層段深度1980~2130m;

儲(chǔ)集條件:儲(chǔ)集巖類型為海相白云巖,儲(chǔ)集巖總厚度10~20m,其中有效儲(chǔ)層厚

度5~10m,單層砂巖最大厚度3~5m,平均孔隙度2%~3%;

封蓋條件:蓋層巖石類型為泥巖、碳質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖,區(qū)域分

布穩(wěn)定,預(yù)測(cè)累計(jì)厚度70~90m,單層最大厚度15~20m;

圈閉類型:地層—巖性圈閉,由于儲(chǔ)層非均質(zhì)性大,圈閉面積變化大;

預(yù)測(cè)地層溫度壓力:儲(chǔ)層段地層壓力18MPa左右,地層溫度70℃左右;

預(yù)測(cè)地層水類型:深層地下水總礦化度30~100g/L,為CaCl2型水;

該組合埋藏較深,儲(chǔ)集條件較差,不確定因素多。

(5)下奧陶統(tǒng)馬家溝組馬三段—馬一段儲(chǔ)蓋組合

預(yù)測(cè)埋深:儲(chǔ)層段深度2450~2630m,蓋層段深度2210~2450m;

儲(chǔ)集條件:儲(chǔ)集巖類型為海相白云巖,儲(chǔ)集巖總厚度40~50m,其中有效儲(chǔ)層厚

度5~10m,單層砂巖最大厚度3~5m,平均孔隙度2%~3%;

封蓋條件:蓋層巖石類型為石膏層、鹽巖層和海相泥巖,區(qū)域上分布不穩(wěn)定,厚

度110~130m;

圈閉類型:巖性圈閉,由于儲(chǔ)層非均質(zhì)性大,圈閉面積變化大;

預(yù)測(cè)地層溫度壓力:儲(chǔ)層段地層壓力22MPa左右,地層溫度80℃左右;

預(yù)測(cè)地層水類型:深層地下水總礦化度30~100g/L,為CaCl2型水;

該組合埋藏較深,儲(chǔ)集條件較差,不確定因素多。

綜上所述,調(diào)查區(qū)地表下主要發(fā)育劉家溝組、石千峰組、下石盒子組、山西組和

馬家溝組數(shù)套儲(chǔ)層,上覆紙坊組和延長(zhǎng)組泥巖可構(gòu)成區(qū)域性蓋層(表4-2)。

表4-2調(diào)查區(qū)儲(chǔ)層物性預(yù)測(cè)表

儲(chǔ)集調(diào)查區(qū)周邊神6井儲(chǔ)層

地層巖性簡(jiǎn)述

巖物性特征

平均孔隙度~,

劉家溝淺灰色、棕褐色砂巖夾棕紅、棕褐色1%10%

砂巖平均滲透率0.02~

組泥巖

0.89mD

平均孔隙度2%~7%,

石千峰

砂巖紫紅色、棕紅色泥巖和砂質(zhì)泥巖為主平均滲透率0.02~

0.28mD

上部主要為紫紅、黃綠色泥巖和細(xì)砂

下石盒平均孔隙度2%~8.5%,

砂巖巖、砂質(zhì)泥巖;下部為淺灰色中—含

子組平均滲透率0.1~0.38mD

礫粗砂巖

深灰、灰黑色泥巖與淺灰色細(xì)—中砂平均孔隙度1%~9%,

山西組砂巖

巖互層,夾煤層及煤線平均滲透率0.1~0.4mD

馬家溝白云

灰褐色粉晶云巖、含泥云巖夾膏巖

組巖

(三)水文地質(zhì)調(diào)查

1.淺層地下水水文地質(zhì)特征

調(diào)查區(qū)淺層地下水以大氣降水、地表水為主要補(bǔ)給來(lái)源。溝谷低洼地帶堆積的第

四系松散沉積物賦存有松散巖類孔隙潛水,丘陵區(qū)中新生界砂礫巖發(fā)育有碎屑巖類裂

隙孔隙水,水文地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單(圖4-10)。

松散巖類孔隙潛水可分為上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)沖積孔隙潛水、上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)湖

積孔隙潛水、中更新統(tǒng)黃土層孔隙水。上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)沖積孔隙潛水沿河谷平原區(qū)

分布,含水介質(zhì)主要為砂礫石,接受大氣降水及地表水補(bǔ)給,徑流通暢,多屬于礦化

度小于0.5g/L的HCO3—Ca·Mg·及HCO3—Ca·Mg·Na型水。烏蘭木倫河及其支流溝谷

區(qū),含水層巖性主要為河流沖積砂、砂礫石層,含水層厚度1.06~10.66m,單井涌水

量100~500m3/d,水位埋深小于5m。

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