海上CO2封存枢纽的TERES多维风险评估与集成建模协议研究

本综述系统提出并验证了海上CO2封存（CCS）枢纽的集成建模协议TERES（技术-环境-监管-经济-社会），通过加权风险评估体系揭示巴西Santos盆地Merluza油田的优先风险层级，为新兴经济体 offshore CCS部署提供跨维度决策框架，凸显基础设施复用与监管协同的核心价值。

　　

ABSTRACT

应对气候变化的紧迫性加速了碳捕集与封存（CCS）技术的发展。本研究针对海上CO₂封存枢纽提出集成协议TERES，涵盖技术、环境、监管、经济和社会五个维度。通过专家权重评估、多维指标和国际CCS项目对标分析，该协议在巴西Santos盆地Merluza油田的应用表明：基础设施复用可显著降低成本，井筒完整性和监管衔接是关键风险点，需建立跨维度协同治理机制。

1. 引言

CCS技术通过捕获工业源CO₂并将其封存于地质构造中实现减排。海上封存枢纽依托枯竭油气藏和咸水层，具有地质隔离性和基础设施复用优势。Merluza油田作为典型案例，具备成熟的地质数据和管网系统，但面临监管框架不成熟、碳市场缺失等新兴经济体典型挑战。

2. 方法论

2.1. 技术维度

采用Leapfrog和Petrel软件进行三维储层建模，整合PROMAR数据库的9口井地质地球化学数据。基础设施评估重点关注PMLZ-1平台和215公里管网的CO₂兼容性改造。监测系统部署地震成像、光纤传感器和自主水下航行器（AUV）。

2.2. 环境维度

基于巴西环境影响报告（EIA-RIMA）建立海洋生态基线，通过CO₂运移模型预测泄漏路径。Santonian砂岩16%孔隙度和19%渗透率数据支撑风险缓释策略。

2.3. 监管维度

对标ANP指南、ISO 27914标准和欧盟CCS指令，分析巴西PL 1425/2022法案与国际规范的衔接缺口。建立全周期许可获取路线图。

2.4. 经济维度

CAPEX/OPEX分析涵盖基础设施改造和碳信用收益。敏感性测试表明碳价波动是最主要经济风险源。

2.5. 社会维度

虽然海上项目社区影响较小，但仍需通过利益相关者图谱和公众咨询建立社会许可（Social License）。

2.6. 维度集成

TERES协议通过加权风险优先级矩阵（图1）实现跨维度数据融合，其中技术风险权重占40%，监管和经济各占20%。

2.7. 风险加权标准

采用1-5级Likelihood-Impact评分体系，16-25分为极高风险（井完整性得分20），11-15分为高风险（监管缺口得分12）。

3. 案例研究：Merluza油田

3.1. 概况与基础设施

该油田位于桑托斯盆地131米水深处，拥有1993年投产的PMLZ-1平台和连接沿海炼厂的管网系统，地质构造包含Juréia和Itajaí-A?u两组储层。

3.2. 地质特征

Ilhabela段储层深度4700米，温度150°C，孔隙度21%、渗透率12mD；Juréia组孔隙度12%。岩石学分析显示石英占比60%，长石20-25%，绿泥石包壳保护微孔隙。

3.3. 数据与基础设施

历史生产数据、二维三维地震资料和岩心测试结果为CO₂封存模拟提供高置信度输入。

4. 结果

4.1. 风险权重详情

井完整性（20分）和基础设施适用性（12分）属极高风险，盖层完整性（10分）和碳市场波动（12分）为高风险。环境基线数据局限性和监管模糊性分别得分12和9。

4.2. 战略意义

风险互联性分析表明：技术故障会触发监管合规和社会接受度连锁反应，需建立系统级风险控制体系。

4.3. 国际对标

与挪威Sn?hvit（已封存24Mt CO₂）和荷兰Porthos项目相比，Merluza的8-10Mt封存规模具经济性，但监管成熟度得分低2个等级。

4.4. 协议比较

TERES较IEAGHG指南增加社会经济维度，较CarbonSAFE协议强化基础设施复用评估，形成更适合新兴市场的适配框架。

5. 讨论

5.1. 理论贡献

首次实现CCS可行性评估从单维度检查表向跨域治理范式的转变，明确技术可信度-监管信心-经济银行能力-社会许可的传导路径。

5.2. 局限性与不确定性

长期地球化学反应预测存在模型误差，巴西碳市场缺失导致收益不确定性，海事管辖权交叉增加监管复杂度。

6. 结论

6.1. 核心结论

基础设施复用可使CAPEX降低30-40%，井完整性监控需投入50%技术预算，监管协同是项目推进的关键赋能因素。

6.2. 政策建议

建议巴西加速PL 1425/2022立法，设立基础设施改造税收抵免，将CCS纳入国家碳市场抵免机制。

6.3. 研究展望

未来可拓展至盐下储层评估、工业集群CCS网络设计及生物质能源碳捕集（BECCS）应用场景。