二氧化碳注入及长期监测技术装备开发

需求的背景和应用场景

在全球气候变化和碳中和目标的驱动下，二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术成为能源转型和工业减排的核心手段。其中，二氧化碳注入及长期监测是确保封存安全性和有效性的关键环节。当前，传统监测手段（如单点传感器、周期性人工采样）存在数据覆盖范围有限、时空分辨率不足、无法实时预警等问题，难以满足大规模地质封存场景下对二氧化碳泄漏风险、地层压力变化及封存效率的长期、立体、连续监测需求。本技术需求旨在通过空天地井一体化监测技术装备的开发，构建覆盖井下、地表及近空间的立体监测网络，重点应用于油气田、盐穴、深海等地质封存场景，解决传统监测手段的“盲区”问题，保障封存项目的长期安全运行，同时为碳交易市场提供可信数据支撑。

要解决的关键技术问题

1. 技术原理与架构：需集成井内光纤传感（分布式温度/应变/声波监测）、无人机载多光谱/激光雷达（地表二氧化碳浓度与泄漏点识别）、三维地震勘探（地下封存体结构成像）等技术，形成“井下-地表-空中”多尺度数据融合的监测架构。
2. 关键技术点：

• 井内光纤传感器的耐高温高压（≥150℃、≥100MPa）与抗腐蚀性能优化，确保在深部地层长期稳定工作；
• 无人机监测系统的轻量化与低功耗设计，支持长航时（≥8小时）、高精度（厘米级）数据采集；
• 三维地震数据的实时处理算法开发，实现封存体动态变化（如二氧化碳羽流迁移）的秒级更新；
• 多源异构数据（光纤、无人机、地震）的智能融合与异常识别模型构建，提升泄漏预警准确率（目标≥95%）。

效果要求

1. 效益与竞争优势：通过连续监测降低封存项目运维成本（预计减少人工巡检频次70%以上），同时提升碳封存量的计量精度（误差≤3%），满足国际碳认证标准（如ISO 14064），增强项目在碳市场的竞争力。
2. 创新性：突破传统监测技术的时空分辨率限制，首次实现“空天地井”全维度、实时化监测，填补国内在深部二氧化碳封存长期监测领域的技术空白。
3. 产业化目标：开发可模块化部署的标准化装备，支持快速适配不同地质条件（如陆上/海上封存），推动技术从实验室阶段向规模化生产转化，形成年产能≥100套的产业化能力。