[發明專利]一種二氧化碳地質封存體中泄漏風險的評價方法

在審

• 申請號: 202110024189.8
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112800592A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 劉靜;楊富康;張鈺園;溫慶志;種珊;林千果
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06F111/10
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 呂利敏

本發明屬于二氧化碳驅油封存技術與環境安全監測及預警的技術領域，具體的涉及一種二氧化碳地質封存體中泄漏風險的評價方法。該種二氧化碳地質封存體中泄漏風險的評價方法，包括以下步驟：(1)收集CO₂封存體的基礎地質信息；(2)地質封存體壓力、CO₂質量分數動態分布模擬及CO₂羽流運移聚集動態分析；(3)進行個別因素的敏感性分析，以確定CO₂羽流的運移聚集規律；(4)結合指標評價體系，綜合評價封存體的安全性。該評價方法不僅可以系統地評價CO₂封存體的安全性，而且可以科學分析出CO₂在封存體內發生潛在泄漏后CO₂的運移聚集動態分布及其敏感性分析，是一種集合CO₂封存體泄漏風險預測和綜合評價的科學系統性方法。

技術領域

本發明屬于二氧化碳驅油封存技術與環境安全監測及預警的技術領域，具體的涉及一種二氧化碳地質封存體中泄漏風險的評價方法。

背景技術

地質碳存儲(GCS)作為減少溫室氣體排放到大氣中的有效解決方案，減輕了氣候變化所帶來的不良后果，并促進了地球上豐富的化石能源的繼續使用，這項技術將從排放源中捕獲大量的二氧化碳，并將其儲存在深層地質構造中。CO₂驅油封存技術(GCS-EOR)是一種標準的、成熟的、常規的CO₂地質封存技術，注入油層中驅替原油的二氧化碳滯留在原來容納石油和其他液體的孔隙中，通過EOR永久封存二氧化碳，實現減排。然而，雖然深部儲層與潛水層之間有相當大的物理隔離，但CO₂依然可能會通過不完整的井筒或斷層泄漏，向上釋放到淺層含水層甚至大氣中。地質封存的風險評估需要對封存體中CO₂泄漏的情況進行定量預測。封存體安全性評價需要建立在詳細的CO₂釋放模擬或現場試驗的基礎上，如果發生了CO₂泄漏，應詳細分析CO₂擴散的影響區域范圍、時間尺度以及CO₂濃度等參數。同時建立一套有效的安全性評價準則，確保預測或者監測的結果能夠科學客觀地識別風險，是CO₂驅油封存環境安全監測及預警工作中重要的一環。

針對CO₂地質封存中的泄漏風險評價問題，中國專利文獻CN109033737B(申請號201810551776.0)中公開了一種CO₂地質封存過程中泄漏風險區的評價方法，使用數值模擬方法的結果并結合蓋層的破裂壓力與封存體內的壓力動態判斷泄漏風險，并提出了蓋層破裂風險區的判別公式，當CO₂封存體內局部壓力≥0.95倍巖石破裂壓力時即視為有泄漏風險，進而以該判別標準來確定整個封存體的泄漏風險區。該種評價方法使用的判別因子過于單一，無法很好地反映封存環境系統的特征，缺乏科學系統性。

許佩瑤等人在文章《深部咸水層CO₂地質儲存安全風險評價指標體系的研究》中全面研究了CO₂地質儲存中存在的各種風險因素，計算了各個風險因素的權重，最終得出了以下五個需要重視的安全風險：場地地震安全性、場地25km范圍內是否有其他鉆井及廢棄井、蓋層巖性、灌注場地與固定居民點的距離以及蓋層單層厚度。然而該研究提出的五個風險因素難以量化，因此該研究結論不能很好地適用于定量的風險評價中。

趙興雷等人在文章《神華咸水層CO₂封存監測安全評價體系的研究》中開發了CO₂地質封存過程中的多指標安全評價等級體系，并提出監測安全性評價指標的選取要遵循科學性、客觀性和可操作性三個原則。文章提出的七個指標大多來源于數值模擬和監測過程，沒有反映出地層信息，也沒有反映出地下水流動對CO₂運移的影響，因此具有一定的局限性。

綜上所述，目前對于CO₂泄漏風險評價指標體系的研究均缺乏系統性，沒有一套完整的從仿真或者監測到評價指標判別風險的方法，而且評價指標的選取均無法很好地反映封存體環境的系統特征。

發明內容