可靠、經濟的監測手段是保證CO2安全、有效封存的重要部分。

監測的目的有：追蹤CO2的位置、確保注入井和廢棄井未發生泄漏、確定所注入的CO2的封存量。另外，根據具體場地情況，還要通過監測來確保地下水和生態系統安全及民眾健康。關于C02地質封存監測方法的研究和比較已開展很多，涉及工程設計、施工和環境安全評價的全過程。

目前陸地地質封存場地的地下和地表監測內容主要有:

(1)CO2注入速率、注入壓力和地層壓力監測

CO2注入速率監測、井口和地層壓力的實時監測和控制技術己臻于成熟。監測數據還可用于反演現場尺度的水文地質參數和多相流參數、探測儲層堵塞或滲透性增高等。

(2)井孔完整性監測

井的注入部分和止水帶的完整性，可以通過連續監測環空中壓力和氣體組成來監測。壓力和成份的變化可為壓力傳感器或紅外分析儀迅速測得。通過水泥膠結測井的周期測量，確定套管與巖石之間的粘結狀態。通過套管的泄漏或井孔的直接泄漏可應用被動聲波等手段進行監測。

(3)儲層地球化學監測

地球化學方法可用于地下CO2運移的直接監測和認識CO2與儲層流體和礦物間的反應。對流體樣品的主要離子(如Na、K、Ca、Mg、Mn、Cl、Si、HCO3-、S042-等)、pH、堿度、穩定同位素、氣體(如烴類、CO2及其同位素)進行分析;

對酚類及其它有毒有機化合物進行分析;

開展示蹤研究，利用天然示蹤劑(與注入的CO2相關的C、O、H同位素及稀有氣體)或投放人工示蹤劑(稀有氣體、SF6、全氟化碳等)，繪制示蹤劑響應曲線，分析CO2運移方向、速率，研究多相流的滲透力學屬性(飽和度、滲透率等)及其變化。

(4)深部C02運移的監測

地震方法是監測深部COZ運移的常用工具。通過4-D地震，可考察CO2暈的時空演化；

或在CO2注入前和注入后，于注入井應用垂向地震剖面(VSP)方法，監測CO2暈的運移和空間展布;

于注入井和監測井應用井間地展方法，監測井間CO2暈的空間分布。并根據監測結果獲取CO2飽和度的空間分布，地下深部CO2的運移也可以通過測量監測井中孔隙流體變化的方法直接確定。

通過分析流體化學組成變化(如PH、Alk、HCO3-或EC等)，判斷CO2是否到達監測井。

此外，COZ的取樣和分析本身指示其為注入或天然來源。示蹤劑注入可更精確地確定CO2自注入并到監測井的遷移路徑和速率。

如上所述，示蹤劑可為人工投放的氣體，如全氟化碳或稀有氣體，二者都具有很低的檢出限。尤其是稀有氣體，在巖石介質中可較CO2運動更快，提供了CO2遷移的近似路徑。某些情況下，可由注入井和監測井實現C02垂向遷移的直接測量，在套管后不同深度上采集流體樣品，可以實現目的部位的周期測試，取得的流體樣品可進行CO2和CO2濃度升高所致流體化學組成變化的分析。

(5)勻淺部含水層監測

因毛細突破、機械突破和富含CO2的流體與蓋層、水泥反應導致的蓋層、廢井突破，咸水和CO2將向淺部含水層泄漏.可應用地球化學指標、示蹤氣體淺部含水層。

(6)包氣帶和地表監監測

確定CO2自儲層進入包氣帶，進而到達地表或僅地表環境的技術有很多。CO2在近地表環境中可以自由氣體或溶解態存在。探測CO2濃度增高的技術主要包括土壤氣體監測和地表CO2通量監測。

分析土壤水中主要離子(Na、K、HCO3-等)，堿度、PH，烴類氣體、碳穩定同位素比，可以確定CO2變化量和來源。此外，因PH變化可造成鉛、砷微量元素等的活化，這些微量元素的污染或可作為CO2濃度升高的指示。土壤氣體或集氣箱中氣體的分析和CO2同位素分析有助于確定其來源，尤其是淺部生物來源的CO2與化石來源的不同.與C02一并注入的人工示蹤劑，如全氟化碳或稀有氣體，檢出限低，或可提供泄漏可能性的信息。地表CO2通量監測主要應用地表集氣箱和渦動相關通量儀。主要問題是天然(或部分人為)CO2背景通量較大。另一問題是需要合理設計取樣節點網格以實現綜合援蓋。

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