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摘要 CO2地质储存作为一项有效、直接的碳减排技术，本质上属于环保型工程项目。在总结国内外已有的风险评价方法的基础上，结合CO2地质储存机理及工作属性，借鉴国际风险评价经验，以及我国核废料、一般工业固体废弃物填埋等类似工程项目风险评价工作方法，对适用于我国的CO2地质储存安全风险评价的定义进行了探讨，并将CO2地质储存泄露风险评价分为风险评价、风险评估与风险控制三部分内容。通过CO2地质储存泄露通道及泄露后可能产生的环境危害分析，建立了由地质因素、工程单元因素、施工因素及其它因素四个风险因子指标层及其亚层组成的CO2地质储存泄露的安全风险层次指标体系，初步提出了风险评估方法以及CO2泄露可接受的安全风险标准；最后根据CO2地质储存泄露风险提出了不同风险的控制方法及建议，对CO2地质储存场地选址中的安全风险评价、工程实施及监测具有一定意义。
关键词 CO2地质储存；泄露；安全风险评价；方法
中图分类号 P642.5 文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2012)08-0084-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.08.013
CO2地质储存作为一项有效、直接的碳减排技术，在大规模的实施之前，必须有安全的、成功的示范工程经验借鉴。目前，国际上开展工业规模的CO2地质储存工程已经有近10年的实际工作经验，特别是挪威北海Sleipner项目、阿尔及利亚的In Salah项目［1］、加拿大Weyburn油田CO2-EOR项目［2］，以及以CO2地质储存监测为目的的澳大利亚Otway示范项目。
Holloway［3］是第一个开展CO2地质储存安全性研究的学者，之后Damen et al.［4］也提出了CO2地质储存可能产生的健康、安全及环境（HS&E）风险重要观点［5］。随着CO2地质储存项目的不断开展和研究，其相关的风险研究也越来越受到国内外学者的关注，取得了一系列的研究成果，但尚无成熟、完善的风险评价体系，且相关的评价方法不一定适合中国的法律法规体系。本文拟从CO2泄露可能引起的环境与安全危害出发，探讨适合我国背景的CO2地质储存安全风险评价方法。
1 CO2地质储存安全风险评价定义
风险是指特定事件发生的概率与可能危害后果的函数。风险评价是指确定危害事件发生概率（机率）和模拟事件的危害程度，计算其风险值的大小，对其可接受性作出评价，提出风险预防和消减控制措施及应急预案等，为风险管理提供依据和保障［6］。
对于地下工程而言，可以将风险定义为在以工程项目正常施工为目标的行动过程中，如果某项活动或客观存在足以导致承险体系发生各类直接或间接损失的可能性，那么就称这个项目存在风险［7］。
安全风险评价则是利用系统工程方法对拟建或已有工程、系统可能存在的危险性及其可能产生的后果进行综合评价和预测，并根据可能导致的事故风险的大小，提出相应的安全对策措施，以达到工程、系统安全的过程。安全风险评价的目的是应用安全系统工程原理和方法，对工程、系统中存在的危险、有害因素进行查找、识别和分析，判断工程、系统发生事故和急性职业危害的可能性及其严重程度，提出合理可行的安全对策措施，指导危险源监控和事故预防，以达到最低事故率、最小损失和最优的安全投资效益；为工程、系统制定防范措施和管理决策提供科学依据［8］。
CO2地质储存项目作为一项环保型工程，结合其机理及工作属性，借鉴国际风险评价经验，以及我国核废料、一般工业固体废弃物填埋等类似工程项目风险评价工作方法，将我国CO2地质储存安全风险评价的内容可以分为风险识别、风险估计和风险控制三部分。
2 风险识别
2.1 风险识别的定义
风险识别是从能引起CO2泄露的各种事件开始到失事的各种后果，逐一地鉴别每一个事件。起始事件可分为工程外部的和内部（本身）的。外部事件包括活动断裂、构造成因地裂缝、盖层扩散裂隙和地震引起的断层和裂缝等地质因素，以及灌注场地周边废弃的深部钻井等；内部事件包括工程灌注项目实施本身造成的CO2泄露。在这一阶段中，主要任务是通过专业判断和专业经验，结合可用资料的分析和现场勘察，制作出用以描述事件—后果序列的失事树。
风险识别包括生产设施、物质风险识别以及风险类别识别。对于CO2地质储存而言，具有风险的设施包括废弃井、灌注井和监测井井筒的完整性、井口装置、泵室、阀室等工程单元以及地质因素的各类泄漏通道；具有风险的物质仅为CO2；风险事故为泄漏［9］。
2.2 CO2地质储存泄露通道
张森琦等［10］将CO2地质储存泄漏通道分为人为泄漏通道、地质构造泄漏通道以及跨越盖层和水力圈闭泄漏通道三类。其中，人为泄漏通道主要包括CO2灌注井、监测井和场地原有废弃井等；地质构造泄漏通道分为断裂构造泄漏通道、盖层扩散裂隙构造泄漏通道、构造成因地裂缝泄漏通道和地震成因构造泄漏通道四种。
2.3 CO2泄露可能产生的环境危害
IPCC特别报告［11］推断，CO2地质储存可能出现由于泄漏进入饮用地下水的补给层而导致地下水污染；CO2泄露至地表后，可能会造成人类健康和安全的潜在危险，以及陆地和海洋生态系统的破坏；如果注入的CO2纯度不是很高，在一些特定的环境下，H2S、S2、N2和其他气体将会和CO2一起埋存在储集体中，从而带来一些潜在的风险；CO2注入储集层后会使地层压力大大增加，如果注入压力超过地层压力，也可能产生诱发地震的危险［12-13］。
3 风险评估
3.1 风险因子的选择及权重的确定
通过CO2地质储存的安全风险识别成果，建立了CO2地质储存的安全风险层次指标体系，如表1所示。
(1)地质因素，如活动断裂、盖层扩散裂隙、构造成因地裂缝、地震成因的活动断裂和地震裂缝，以及跨越盖层和水力圈闭可能是造成CO2泄漏的主要地质因素，且地震对地下储存库的破坏性最大。 (2)工程单元因素包括各类阀、环、密封圈等。井口装置及各类管道引发事故的主要因素为：内腐蚀、外腐蚀、第三方破坏、建筑物破坏、地层位移、焊缝、接点故障、超压、管线、阀门及配件及其它。同类项目中，内腐蚀因素所占比例最大，达到53%［14］。
(3)施工因素是指在CO2注入过程中如果注入井作业压力过大、注入量过大或注入速度过快产生风险，这可能会引起CO2的泄露事故，对作业人员造成危害。
(4)其它因素主要包括自然因素（如台风、雷电等）和人为因素（如战争、人为破坏等）。
3.2 风险事件发生的概率
风险评估是指对失事树中各种事件发生概率的计算、最终导致CO2泄露所引起的各种损失的计算、以及综合各种事件计算风险。针对识别后的风险可以根据不同CO2地质储存区的地质条件，利用层次分析法基础上的模糊综合评价进行各种泄露事件的发生概率。
风险事件发生的概率计算公式如下：
Pi=∑kj=1Pijk, Pm=∏mi=1Pi, Pf=∑ni=1Pm,
式中：Pi为第i个环节可能发生的概率；Pij为第j个专家对第i个事件的概率赋值；k为专家人数或专家权重；Pm为第i个环节，m个CO2泄露因子的概率。
表2是李雷等引自澳大利亚风险评价导则的定性描述和事件发生概率的转换关系［15］。有对事件的定性描述，还有经验概率和判据。
3.3 风险标准
CO2地质储存安全泄露造成的损失是多方面的，包括人的生命损失、经济损失、环境损失等。风险管理需要建立相应标准，如生命个体风险标准、经济风险标准等(评价事件的综合影响)。在缺乏风险研究基础和必要的标准条件下，很难进行风险评价，也没法应用评价结果转移风险，分担责任，解决风险问题。目前，相应的保障机制尚未纳入议程，风险评估难以进入实用阶段。
利用公式计算CO2地质储存安全风险：
R=LPf，
式中：Pf为总的CO2泄露概率；L为泄露造成的后果；R为CO2地质储存风险。
可接受风险标准是根据统计数据推断出来作为衡量系统风险大小的准则，是进行重大危险源选址规划决策的重要依据。个人风险和社会风险可接受标准因危险源所处地区的自然地理条件、经济发展水平、土地开发利用状况以及人文环境等诸多因素而存在差异，不同国家或地区应根据自身实际情况确定适用的可接受风险标准。
3.3.1 CO2地质储存可接受的泄露速率及泄露极限点
虽然CO2地质储存的目的是将CO2永久储存于地下，但是复杂的地质结构及工程因素不能保证CO2丝毫不能泄露。一般认为，CO2地质储存可允许的泄露速率控制在注入总量的0.01%/a-0.001%/a［16-17］，该标准主要是考虑CO2地质储存对处置温室气体的贡献度。
IEA Weyburn CO2监测和储存项目第一期结论表明：
CO2超临界流体在地下储存库中沿孔隙自然扩散而无泄露通道时，储存库能够封存CO2至少5 000年；如果因为人为通道（废弃井等）泄露，预测5 000年少量的渗漏，最大渗透率的平均值是4×10-4 kg d-1，模拟得出的95%的值小于1.6×10-3 kg d-1。
3.3.2 个人风险可接受标准
个人风险可接受标准表明危险源附近的目标人群是否可暴露于某一风险水平以上，通常给上限值和下限值。
即使CO2泄露速率在可接受的范围内，但CO2的泄露量或泄露浓度不能到达人类及动物健康、农业、水资源等可接受的标准［5］。Rice［18］认为，在CO2浓度≤1%范围内不会对健康的人类个体造成影响，但可能会对婴幼儿、人群造成健康影响；加拿大卫生部建议室内CO2浓度应该≤0.35%。
3.3.3 社会风险可接受标准
社会风险可接受标准用于降低社会公众面临的事故风险，常用F-N曲线图中的两条标准直线表示，分别代表上限值和下限值。F-N曲线通常被划分成了3个区域：可接受区、不可接受区和ALARP区（尽可能降低）。
在CO2地质储存工程选址工作过程中，若CO2地下储存库的实际F-N曲线落入可接受区，场地选址可接受；落入不可接受区，选址不可接受，表明CO2地下储存库周边受影响的人员密度较大；若落入ALARP区，则应有步骤采取措施，直至风险可接受。图2给出了荷兰、英国、香港等地区的社会风险推荐标准［19］。
4 风险控制
4.1 合理选择工程场地
对于CO2地质储存工程项目存在的安全风险，在满足教寺庙区、国境线、自然保护区、军事区等国家禁止的区域选择工程场地。
4.2 提高施工质量
(1)工程单元质量。
注入井和废弃井是CO2渗漏的主要途径之一，因此存在较大的潜在风险。在工程设计和施工阶段，采用耐腐蚀和封堵性能好的管材、水泥等工程材料，能够大大降低CO2通过井筒或其它装置泄露量。
(2)灌注技术。
CO2灌注过程中如果注入压力、注入量过大，注入速度过快可能会造成诱发地震的危险，因此在CO2地质储存工程正式灌注前，必须进行大量的数值模拟和灌注试验，在灌注过程中监控CO2地质储存前、中、后几个阶段CO2地质储存部位流体空间—时间变化特征，防止风险事件的发生。
4.3 加强监测
为及时掌握CO2羽状体在储层中的运移状况，评价和保证CO2地质储存有效性、安全性和持久性，同时为CO2地质储存工程管理、地质环境管理和环境影响风险管理提供技术手段，开展CO2灌注前环境背景值监测、灌注中CO2灌注控制监测和灌注后场地安全性与持久性监测。
4.4 风险补救
将CO2封存在地球深处，就是为了降低CO2渗漏的风险。CO2一旦泄露，必须采取相应的补救对策。总体而言，当风险产生时，要么停止注入CO2，要么采取相应的补救对策阻止渗漏对人和生态环境的影响。其补救对策必须得到社会公众的认可。目前，由于工作井和废弃井存在的渗漏风险最大，认识也最薄弱，因此相应的补救方案也更重要。针对CO2渗漏的各种途径所采取的补救对策详情如表4所示［20-21］。 ［13］许志刚，陈代钊，曾荣树.CO2地质埋存泄漏风险及补救对策［J］.地质论评，2008，54(3)：373-386.［Xu Zhigang, Chen Daizhao, Zeng Rongshu. The Leakage Risk Assessment and Remediation Options of CO2 Geological Storage［J］. Geological Review, 2008,54(2): 373-386.］
［14］罗小兰，向启贵，银小兵，等.关于天然气管道环境风险评价的认识［J］.石油与天然气化工，2008，37（6）：532-534.［Luo Xiaolan, Xiang Qigui, Yin Xiaobin, et al. The Environment Risk Assessment Experience on Natural Gas Pipeline［J］. Chemical Engineering of Oil & Gas, 2008, 37(6): 532-534.］
［15］李雷,等.大坝风险评价与风险管理［M］.北京：中国水利水电出版社，2006.［Li Lei, et al. The Dam Risk Evaluation and Risk Management［M］. Beijing: China Water & Power Press, 2006.］
［16］Bowden A R, Rigg A.Assessing Reservoir Performance Risk in CO2 Storage Projects［J］. Greenhouse Gas Control Technologies, 2005: 683-691.
［17］Shuler P, Tang Y. Atmospheric CO2 Monitoring Systems［J］. Carbon Dioxide for Storage in Deep Geologic Formations, 2005: 1015-1030.
［18］Rice S A. Health Effects of Acute and Prolonged CO2 Exposure in Normal and Sensitive Populations［R］. Proceedings Second Annual Conference on Carbon Sequestration, 2003.
［19］中国安全生产科学研究院. “十五”国家科技攻关滚动课题《城市重大工业危险源评价与监测关键技术研究》研究报告［R］.2006.［China Academy of Safety Science and Technology. “15” National Science and Technology Research Rolling Subject, Industrial City Major Hazards Assessment and Monitoring Key Technology Research［R］. 2006.］
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［21］Benson S, Hepple R, Apps J, Tsang T F. Lessons Learned from Industrial and Natural Analogs for Health, Safety and Environmental Risk Assessment for Geologic Storage of Carbon Dioxide［R］. Carbon Dioxide Capture for Storage in Deep Geologic Formations, Oxford, UK., 2005: 1133-1141.
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［24］沈平平，江怀有.温室气体提高采收率的资源化利用及地下封存［J］. 中国工程科学, 2009, 11(5): 54-59. ［Shen Pingping, Jiang Huaiyou. Utilization of CO2 to Enhance Oil Recovery and Storage ［J］. Chinese Engineering Science, 2009, 11 (5): 54 - 59. ］ Preliminary Research on CO2 Leakage Safety Risk Assessment
Method of Geological Storage Project
DIAO Yu-jie ZHANG Sen-qi GUO Jian-qiang REN Mei-juan LI Xu-feng
（Center for Hydrogeology and Environmental Geology,cas,Baoding Hebei 071051,China）
Abstract
As a direct and effective carbon abatement technology, CO2 geological storage belongs to environmental protection projects. On the basis of generalization of the existing methods of CO2 geological storage risk assessment at home and abroad, the definition of CO2 geological storage safety risk assessment suitable for China was discussed in this paper, combined with CO2 geological storage mechanism and property, international experience as well as the risk assessment methods on engineering project such as the landfill of nuclear waste and industrial solid waste in China. The main contents of CO2 geological storage safety risk assessment were divided into risk identification, risk evaluation and risk control. On the basis of the research on CO2 leakage channels and possible environmental hazards, hierarchy indicators system for safety risk of CO2 leakage composed of four risk factors of index layers and its sublayers involved with geological, engineering units, construction and other factors was established to preliminarily present the risk assessment method and acceptable safety risk criterion on CO2 leakage. Finally, the CO2 geological storage leakage risk control methods were suggested which could provide a guideline for safety risk assessment in site selection, engineering implementation and monitoring.
Key words CO2 geological storage; leakage; safety risk assessment; method
关键词 CO2地质储存；泄露；安全风险评价；方法
中图分类号 P642.5 文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2012)08-0084-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.08.013
CO2地质储存作为一项有效、直接的碳减排技术，在大规模的实施之前，必须有安全的、成功的示范工程经验借鉴。目前，国际上开展工业规模的CO2地质储存工程已经有近10年的实际工作经验，特别是挪威北海Sleipner项目、阿尔及利亚的In Salah项目［1］、加拿大Weyburn油田CO2-EOR项目［2］，以及以CO2地质储存监测为目的的澳大利亚Otway示范项目。
Holloway［3］是第一个开展CO2地质储存安全性研究的学者，之后Damen et al.［4］也提出了CO2地质储存可能产生的健康、安全及环境（HS&E）风险重要观点［5］。随着CO2地质储存项目的不断开展和研究，其相关的风险研究也越来越受到国内外学者的关注，取得了一系列的研究成果，但尚无成熟、完善的风险评价体系，且相关的评价方法不一定适合中国的法律法规体系。本文拟从CO2泄露可能引起的环境与安全危害出发，探讨适合我国背景的CO2地质储存安全风险评价方法。
1 CO2地质储存安全风险评价定义
风险是指特定事件发生的概率与可能危害后果的函数。风险评价是指确定危害事件发生概率（机率）和模拟事件的危害程度，计算其风险值的大小，对其可接受性作出评价，提出风险预防和消减控制措施及应急预案等，为风险管理提供依据和保障［6］。
对于地下工程而言，可以将风险定义为在以工程项目正常施工为目标的行动过程中，如果某项活动或客观存在足以导致承险体系发生各类直接或间接损失的可能性，那么就称这个项目存在风险［7］。
安全风险评价则是利用系统工程方法对拟建或已有工程、系统可能存在的危险性及其可能产生的后果进行综合评价和预测，并根据可能导致的事故风险的大小，提出相应的安全对策措施，以达到工程、系统安全的过程。安全风险评价的目的是应用安全系统工程原理和方法，对工程、系统中存在的危险、有害因素进行查找、识别和分析，判断工程、系统发生事故和急性职业危害的可能性及其严重程度，提出合理可行的安全对策措施，指导危险源监控和事故预防，以达到最低事故率、最小损失和最优的安全投资效益；为工程、系统制定防范措施和管理决策提供科学依据［8］。
CO2地质储存项目作为一项环保型工程，结合其机理及工作属性，借鉴国际风险评价经验，以及我国核废料、一般工业固体废弃物填埋等类似工程项目风险评价工作方法，将我国CO2地质储存安全风险评价的内容可以分为风险识别、风险估计和风险控制三部分。
2 风险识别
2.1 风险识别的定义
风险识别是从能引起CO2泄露的各种事件开始到失事的各种后果，逐一地鉴别每一个事件。起始事件可分为工程外部的和内部（本身）的。外部事件包括活动断裂、构造成因地裂缝、盖层扩散裂隙和地震引起的断层和裂缝等地质因素，以及灌注场地周边废弃的深部钻井等；内部事件包括工程灌注项目实施本身造成的CO2泄露。在这一阶段中，主要任务是通过专业判断和专业经验，结合可用资料的分析和现场勘察，制作出用以描述事件—后果序列的失事树。
风险识别包括生产设施、物质风险识别以及风险类别识别。对于CO2地质储存而言，具有风险的设施包括废弃井、灌注井和监测井井筒的完整性、井口装置、泵室、阀室等工程单元以及地质因素的各类泄漏通道；具有风险的物质仅为CO2；风险事故为泄漏［9］。
2.2 CO2地质储存泄露通道
张森琦等［10］将CO2地质储存泄漏通道分为人为泄漏通道、地质构造泄漏通道以及跨越盖层和水力圈闭泄漏通道三类。其中，人为泄漏通道主要包括CO2灌注井、监测井和场地原有废弃井等；地质构造泄漏通道分为断裂构造泄漏通道、盖层扩散裂隙构造泄漏通道、构造成因地裂缝泄漏通道和地震成因构造泄漏通道四种。
2.3 CO2泄露可能产生的环境危害
IPCC特别报告［11］推断，CO2地质储存可能出现由于泄漏进入饮用地下水的补给层而导致地下水污染；CO2泄露至地表后，可能会造成人类健康和安全的潜在危险，以及陆地和海洋生态系统的破坏；如果注入的CO2纯度不是很高，在一些特定的环境下，H2S、S2、N2和其他气体将会和CO2一起埋存在储集体中，从而带来一些潜在的风险；CO2注入储集层后会使地层压力大大增加，如果注入压力超过地层压力，也可能产生诱发地震的危险［12-13］。
3 风险评估
3.1 风险因子的选择及权重的确定
通过CO2地质储存的安全风险识别成果，建立了CO2地质储存的安全风险层次指标体系，如表1所示。
(1)地质因素，如活动断裂、盖层扩散裂隙、构造成因地裂缝、地震成因的活动断裂和地震裂缝，以及跨越盖层和水力圈闭可能是造成CO2泄漏的主要地质因素，且地震对地下储存库的破坏性最大。 (2)工程单元因素包括各类阀、环、密封圈等。井口装置及各类管道引发事故的主要因素为：内腐蚀、外腐蚀、第三方破坏、建筑物破坏、地层位移、焊缝、接点故障、超压、管线、阀门及配件及其它。同类项目中，内腐蚀因素所占比例最大，达到53%［14］。
(3)施工因素是指在CO2注入过程中如果注入井作业压力过大、注入量过大或注入速度过快产生风险，这可能会引起CO2的泄露事故，对作业人员造成危害。
(4)其它因素主要包括自然因素（如台风、雷电等）和人为因素（如战争、人为破坏等）。
3.2 风险事件发生的概率
风险评估是指对失事树中各种事件发生概率的计算、最终导致CO2泄露所引起的各种损失的计算、以及综合各种事件计算风险。针对识别后的风险可以根据不同CO2地质储存区的地质条件，利用层次分析法基础上的模糊综合评价进行各种泄露事件的发生概率。
风险事件发生的概率计算公式如下：
Pi=∑kj=1Pijk, Pm=∏mi=1Pi, Pf=∑ni=1Pm,
式中：Pi为第i个环节可能发生的概率；Pij为第j个专家对第i个事件的概率赋值；k为专家人数或专家权重；Pm为第i个环节，m个CO2泄露因子的概率。
表2是李雷等引自澳大利亚风险评价导则的定性描述和事件发生概率的转换关系［15］。有对事件的定性描述，还有经验概率和判据。
3.3 风险标准
CO2地质储存安全泄露造成的损失是多方面的，包括人的生命损失、经济损失、环境损失等。风险管理需要建立相应标准，如生命个体风险标准、经济风险标准等(评价事件的综合影响)。在缺乏风险研究基础和必要的标准条件下，很难进行风险评价，也没法应用评价结果转移风险，分担责任，解决风险问题。目前，相应的保障机制尚未纳入议程，风险评估难以进入实用阶段。
利用公式计算CO2地质储存安全风险：
R=LPf，
式中：Pf为总的CO2泄露概率；L为泄露造成的后果；R为CO2地质储存风险。
可接受风险标准是根据统计数据推断出来作为衡量系统风险大小的准则，是进行重大危险源选址规划决策的重要依据。个人风险和社会风险可接受标准因危险源所处地区的自然地理条件、经济发展水平、土地开发利用状况以及人文环境等诸多因素而存在差异，不同国家或地区应根据自身实际情况确定适用的可接受风险标准。
3.3.1 CO2地质储存可接受的泄露速率及泄露极限点
虽然CO2地质储存的目的是将CO2永久储存于地下，但是复杂的地质结构及工程因素不能保证CO2丝毫不能泄露。一般认为，CO2地质储存可允许的泄露速率控制在注入总量的0.01%/a-0.001%/a［16-17］，该标准主要是考虑CO2地质储存对处置温室气体的贡献度。
IEA Weyburn CO2监测和储存项目第一期结论表明：
CO2超临界流体在地下储存库中沿孔隙自然扩散而无泄露通道时，储存库能够封存CO2至少5 000年；如果因为人为通道（废弃井等）泄露，预测5 000年少量的渗漏，最大渗透率的平均值是4×10-4 kg d-1，模拟得出的95%的值小于1.6×10-3 kg d-1。
3.3.2 个人风险可接受标准
个人风险可接受标准表明危险源附近的目标人群是否可暴露于某一风险水平以上，通常给上限值和下限值。
即使CO2泄露速率在可接受的范围内，但CO2的泄露量或泄露浓度不能到达人类及动物健康、农业、水资源等可接受的标准［5］。Rice［18］认为，在CO2浓度≤1%范围内不会对健康的人类个体造成影响，但可能会对婴幼儿、人群造成健康影响；加拿大卫生部建议室内CO2浓度应该≤0.35%。
3.3.3 社会风险可接受标准
社会风险可接受标准用于降低社会公众面临的事故风险，常用F-N曲线图中的两条标准直线表示，分别代表上限值和下限值。F-N曲线通常被划分成了3个区域：可接受区、不可接受区和ALARP区（尽可能降低）。
在CO2地质储存工程选址工作过程中，若CO2地下储存库的实际F-N曲线落入可接受区，场地选址可接受；落入不可接受区，选址不可接受，表明CO2地下储存库周边受影响的人员密度较大；若落入ALARP区，则应有步骤采取措施，直至风险可接受。图2给出了荷兰、英国、香港等地区的社会风险推荐标准［19］。
4 风险控制
4.1 合理选择工程场地
对于CO2地质储存工程项目存在的安全风险，在满足教寺庙区、国境线、自然保护区、军事区等国家禁止的区域选择工程场地。
4.2 提高施工质量
(1)工程单元质量。
注入井和废弃井是CO2渗漏的主要途径之一，因此存在较大的潜在风险。在工程设计和施工阶段，采用耐腐蚀和封堵性能好的管材、水泥等工程材料，能够大大降低CO2通过井筒或其它装置泄露量。
(2)灌注技术。
CO2灌注过程中如果注入压力、注入量过大，注入速度过快可能会造成诱发地震的危险，因此在CO2地质储存工程正式灌注前，必须进行大量的数值模拟和灌注试验，在灌注过程中监控CO2地质储存前、中、后几个阶段CO2地质储存部位流体空间—时间变化特征，防止风险事件的发生。
4.3 加强监测
为及时掌握CO2羽状体在储层中的运移状况，评价和保证CO2地质储存有效性、安全性和持久性，同时为CO2地质储存工程管理、地质环境管理和环境影响风险管理提供技术手段，开展CO2灌注前环境背景值监测、灌注中CO2灌注控制监测和灌注后场地安全性与持久性监测。
4.4 风险补救
将CO2封存在地球深处，就是为了降低CO2渗漏的风险。CO2一旦泄露，必须采取相应的补救对策。总体而言，当风险产生时，要么停止注入CO2，要么采取相应的补救对策阻止渗漏对人和生态环境的影响。其补救对策必须得到社会公众的认可。目前，由于工作井和废弃井存在的渗漏风险最大，认识也最薄弱，因此相应的补救方案也更重要。针对CO2渗漏的各种途径所采取的补救对策详情如表4所示［20-21］。 ［13］许志刚，陈代钊，曾荣树.CO2地质埋存泄漏风险及补救对策［J］.地质论评，2008，54(3)：373-386.［Xu Zhigang, Chen Daizhao, Zeng Rongshu. The Leakage Risk Assessment and Remediation Options of CO2 Geological Storage［J］. Geological Review, 2008,54(2): 373-386.］
［14］罗小兰，向启贵，银小兵，等.关于天然气管道环境风险评价的认识［J］.石油与天然气化工，2008，37（6）：532-534.［Luo Xiaolan, Xiang Qigui, Yin Xiaobin, et al. The Environment Risk Assessment Experience on Natural Gas Pipeline［J］. Chemical Engineering of Oil & Gas, 2008, 37(6): 532-534.］
［15］李雷,等.大坝风险评价与风险管理［M］.北京：中国水利水电出版社，2006.［Li Lei, et al. The Dam Risk Evaluation and Risk Management［M］. Beijing: China Water & Power Press, 2006.］
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Method of Geological Storage Project
DIAO Yu-jie ZHANG Sen-qi GUO Jian-qiang REN Mei-juan LI Xu-feng
（Center for Hydrogeology and Environmental Geology,cas,Baoding Hebei 071051,China）
Abstract
As a direct and effective carbon abatement technology, CO2 geological storage belongs to environmental protection projects. On the basis of generalization of the existing methods of CO2 geological storage risk assessment at home and abroad, the definition of CO2 geological storage safety risk assessment suitable for China was discussed in this paper, combined with CO2 geological storage mechanism and property, international experience as well as the risk assessment methods on engineering project such as the landfill of nuclear waste and industrial solid waste in China. The main contents of CO2 geological storage safety risk assessment were divided into risk identification, risk evaluation and risk control. On the basis of the research on CO2 leakage channels and possible environmental hazards, hierarchy indicators system for safety risk of CO2 leakage composed of four risk factors of index layers and its sublayers involved with geological, engineering units, construction and other factors was established to preliminarily present the risk assessment method and acceptable safety risk criterion on CO2 leakage. Finally, the CO2 geological storage leakage risk control methods were suggested which could provide a guideline for safety risk assessment in site selection, engineering implementation and monitoring.
Key words CO2 geological storage; leakage; safety risk assessment; method