CO₂的捕集、利用和封存（Carbon Capture、Utilization and Storage,CCUS）技术是一项新兴的、具有大规模CO₂减排潜力的技术,主要是将工业排放的大量CO₂进行捕集并加以利用和封存。本文的核心内容以延长油田36万吨/年CO₂管道输送项目工况为背景,研究土壤孔隙率、泄漏孔直径、管道输送压力、管道直径、埋地深度这五个因素对埋地CO₂管道小孔泄漏扩散的影响,得到CO₂在土壤中的泄漏扩散过程特性,最后给出埋地CO₂输送管道在运行时地表的具体警示范围。以埋地管道泄漏模型为基础,从射流动力学、多孔介质、流体力学等相关理论出发,构建三维埋地CO₂管道泄漏扩散的几何模型,并利用FLUENT软件模拟出不同因素影响下管道泄漏后CO₂在土壤中的扩散规律。以5%CO₂浓度为危险浓度临界值来确定危险浓度范围,对CO₂在土壤中扩散进行了定性、定量分析。通过对埋地超临界/密相CO₂管道泄漏过程特性展开研究,模拟泄漏扩散800s后,得到了压力场和浓度场的扩散分布规律,结果显示:土壤孔隙率从0.35增长到0.65,CO₂扩散到地表时间缩短了28.13%,扩散到地表的危险圆形区域半径增大了16.86%;管道泄漏孔径从8mm增长到16mm,CO₂扩散到地表时间缩短了60.38%,扩散到地表的危险圆形区域半径增大了79.64%;管道压力从9.5MPa增长到13MPa,扩散到地表的时间仅缩短了7.21%,在地表的危险圆形区域半径仅增加3.25%;管道直径由114mm增长到273mm,扩散到地表的时间均在290s左右,最大差值在5%以内。扩散到地表的危险圆形区域半径均在1.875m左右;最大差值在5%以内;管道埋深由2.0m减少到1.2m,CO₂扩散到地表时间增加了66.67%,扩散到地表的危险圆形区域半径增加了23.91%。因此土壤孔隙率、泄漏孔径、管道埋深三个因素对埋地CO₂管道小孔泄漏扩散的影响较大;而管道输送压力、管道直径对扩散影响较小。通过以上模拟结果,分析得到了CO₂输送管道泄漏扩散过程中云团的发展规律,并揭示了射流高压阶段和稳定扩散阶段浓度差的影响。针对延长埋地超临界/密相CO₂管道发生小孔泄漏工况,根据模拟计算结果,给出了地表设置警告牌的范围:距离管道中心线2m处危险浓度边界设置警告牌,各警告牌间距为10-20m。