[發明專利]一種海洋石油鉆井溢油風化定量評估系統及評估方法

有效

• 申請號: 202211185896.6
• 申請日: 2022-09-28
• 公開（公告）號: CN115271560B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 劉增凱;陳琦;韓忠昊;史學偉;馬強;蔡寶平;張彥振;紀仁杰;劉永紅
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/02;G06N7/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 王鳴鶴

本發明公開了一種海洋石油鉆井溢油風化定量評估系統及評估方法，屬于海洋石油工程技術領域，用于溢油風化定量評估，評估系統包括：遙感衛星監測子系統、環境監測子系統、信號處理子系統、數據收集與分析子系統和可視化分析子系統；評估方法包括：氣象數據的收集與處理，輸入溢油數據，建立參數模型，確定條件概率表和各個變量的先驗概率，獲得條件概率表；實時數據的采集與處理，提取信息，建立結構模型，建立海洋石油鉆井溢油風化的靜態貝葉斯網絡，根據轉化動態貝葉斯網絡時間片與時間片間的條件概率表，海洋石油鉆井溢油風化的靜態貝葉斯網絡拓展為動態貝葉斯網絡。

技術領域

本發明公開了一種海洋石油鉆井溢油風化定量評估系統及評估方法，屬于海洋石油工程技術領域。

背景技術

隨著石油工業、交通運輸業的發展，石油及其產品在開采、煉制、貯運和使用過程中進入海洋環境會造成嚴重污染。海洋石油污染不僅破壞生態平衡，影響海洋養殖業的發展，而且威脅人類健康。海上溢油風化過程是指能夠引起溢油組成性質改變的所有過程，主要包括：蒸發、溶解、乳化、光氧化、生物降解、顆粒物的吸附與沉降、水體的混合擴散以及生物體內的代謝作用等。風化直接影響到海面殘余油量和溢油的空間分布，這決定了如何清理石油以及如何減少石油對生態的影響。因此，對具有潛在溢油風險的油田和港口的溢油風化進行定量評估對于預測溢油的污染和影響至關重要。

目前，石油風化的定量分析主要依靠經驗公式和擬合函數來建立各風化過程和其影響因素間的確定性線性或非線性函數關系，缺乏對影響因素不確定性的考慮。然而，溢油風化過程依賴于溢油類型、溢油量、氣溫、風、浪、流等大量的不確定性變量。此外，由于溢油事故并不常見，特定位置的事故以及環境因素的歷史數據通常很匱乏，因此經驗知識不足導致對溢油的認知不確定性高。確定性的溢油風化經驗公式和擬合函數無法揭示溢油的黏度、溫度、溶解率、密度、乳化率和風速等多因素對溢油風化過程協同作用下的不確定性影響機制。因此，本發明提出一種海洋石油鉆井溢油風化定量評估系統及評估方法。

發明內容

本發明提出了一種海洋石油鉆井溢油風化定量評估系統及評估方法，解決現有技術中溢油風化過程評估方法不準確的問題。

一種海洋石油鉆井溢油風化定量評估系統，包括：遙感衛星監測子系統、環境監測子系統、信號處理子系統、數據收集與分析子系統和可視化分析子系統；

所述遙感衛星監測子系統包括遙感衛星模塊、圖像預處理模塊、圖像增強模塊和信息提取模塊，遙感衛星模塊實時監測浮油位置、油膜面積和掃海面積，圖像預處理模塊對遙感影像進行預處理，圖像增強模塊提高圖像的分辨率和清晰度，信息提取模塊識別、提取油膜特征；

所述環境監測子系統包括溫度傳感器、鹽度傳感器、風速風向傳感器和太陽輻射傳感器，環境監測子系統監測海面溫度、鹽度、風速風向以及太陽輻射強度；

所述信號處理子系統包括通訊模塊和信號處理模塊，通訊模塊接收遙感衛星監測子系統和環境監測子系統發送的數據信息，信號處理模塊將通訊模塊接收到的信號轉換為電信號，得到溢油條件和環境條件的實時信息；

所述數據收集與分析子系統，包括數據獲取與分析模塊、概率信息生成與更新模塊、運算分析模塊和風化定量評估模塊，數據獲取與分析模塊從氣象數據庫收集風速風向、海水溫度和鹽度數據，將數據同化成本系統所需要的格式，概率信息生成與更新模塊接收信號處理模塊和數據獲取與分析模塊發送的數據，并將數據用于概率信息生成、跟蹤和貝葉斯更新，運算分析模塊匯總各風化過程影響因素的概率信息，風化定量評估模塊讀取運算分析模塊匯總的概率信息，進行海洋石油鉆井溢油風化的實時定量評估；

所述可視化分析子系統包括通訊模塊、信息轉化模塊和顯示器，接收數據收集與分析子系統輸出的信息，將表面殘余油量、蒸發量、生物降解量、光氧化量、溶解量和含水率信息轉化為圖片或者動畫顯示在顯示器上。

一種海洋石油鉆井溢油風化定量評估方法，采用所述的一種海洋石油鉆井溢油風化定量評估系統，包括：