一种废弃油藏CO2地质封存注入方案优选方法及系统

    专利查询2025-06-03  76


    本发明涉及油气藏co2地质封存,尤其涉及一种废弃油藏co2地质封存注入方案优选方法及系统。


    背景技术:

    1、随着全球气候变化问题的日益严重,二氧化碳(co2)的排放量不断增加,导致温室效应加剧,气候异常频发。为了应对这一全球性的环境挑战,碳捕集与封存(ccs)技术作为一种有效的减排措施,已成为各国政府和科研机构关注的焦点。废弃油藏作为co2地质封存的理想场所,具有巨大的潜力和前景。这些油藏通常具有良好的地质条件和已知的封闭结构,能够有效地储存co2,减少其向大气中的释放,从而缓解温室效应。

    2、目前,在进行废弃油藏co2地质封存方案筛选时,通常会面临多准则决策问题和权重分配难题等。封存方案的选择涉及多个因素,如地质条件、注入成本、安全性、环境影响等,需要综合考虑多方面的因素,进行多准则决策。不同因素对封存方案的重要性不同,如何科学合理地分配各因素的权重是一个关键问题。如果权重分配不当,可能会导致方案选择的偏差,影响最终的决策效果。在方案筛选过程中,既要考虑专家的主观判断,又要基于客观数据,如何平衡主观性与客观性是一个重要问题。

    3、co2在废弃油藏中封存时需要考虑co2沿井筒泄露的问题,沿优势通道形成窜流导致的co2泄露问题,以及co2在长期封存过程中的覆存状态等。co2前缘位置指的是注入到地下油藏中的co2在一段时间后的扩散前沿,该指标反映了co2在油藏中的分布和迁移情况,直接关系到封存的有效性和安全性。最大井底压力指的是注入过程中井底的最高压力,该指标对确保油藏的地质稳定性和井筒完整性至关重要。co2安全封存比例指的是注入的co2在一段时间后,仍然安全封存在油藏中的比例,该指标直接反映了封存方案的长效性和稳定性。

    4、因此,针对上述技术问题,亟需建立一种有效的优选方法,不仅能够有效解决方案筛选中的多准则决策问题,还能提高权重分配的科学性和客观性,为废弃油藏co2地质封存提供了一种可靠的技术手段。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是为了解决上述技术问题,提出了一种废弃油藏co2地质封存注入方案优选方法及系统,通过建立废弃油藏co2封存的地质模型,可考虑不同的co2注入方案,以co2前缘位置、最大井底压力和co2安全封存比例作为评价指标,使用层次分析法和熵权法得到各指标的综合权重,然后对各方案进行综合评价并优选出最佳方案。

    2、本发明具体采用如下技术方案:

    3、一种废弃油藏co2地质封存注入方案优选方法,包括如下步骤:

    4、s1、使用油藏数值模拟软件建立废弃油藏封存co2的地质模型,设置初始条件;

    5、s2、根据现场经验和实际情况设置不同的co2注入方案;

    6、s3、模拟各注入方案,获取一定封存周期内的co2前缘位置、最大井底压力及co2安全封存比例,作为下一步的评价指标;

    7、s4、将各评价指标进行数据标准化处理;

    8、s5、使用层次分析法ahp建立递阶层次结构模型,构造评价指标的判断矩阵,并做一致性检验,如果检验通过则得到层次分析法的权重,否则重新构造判断矩阵;

    9、s6、根据处理后的结果,使用熵权法ewm确定信息熵权重;

    10、s7、根据层次分析法和熵权法的结果建立综合权重,对各方案结果进行加权求和,优选出最佳的注入方案。

    11、优选地,步骤s1中,设置考虑油气水三相的组分模型,考虑co2在油相和水相中的溶解,以及co2-水-岩的化学反应。

    12、优选地,步骤s3中,co2前缘位置是指co2气体饱和度分布图上在水平方向上co2运移的最远距离,最大井底压力是指在注入及封存过程中最大的井底压力,co2安全封存比例y是指溶解态、离子态、矿化态的co2占总注入co2的比例:

    13、

    14、式中,mdis是以溶解态存在的co2质量,mion是以离子形式存在的co2质量,mmin是以矿物形式存在的co2质量,mtot是注入的co2总质量。

    15、优选地,步骤s4中,co2安全封存比例作为正向指标进行数据标准化,co2前缘位置和最大井底压力作为负向指标进行数据标准化,其中,

    16、正向指标标准化方法为:

    17、

    18、负向指标标准化方法为:

    19、

    20、式中,xij为数据标准化之前的值,yij为数据标准化之后的值,max(xi)为某一指标下的最大值,min(xi)为某一指标下的最小值。

    21、优选地,步骤s5中,使用层次分析法ahp建立的递阶层次结构模型中,包含目标层、准则层和方案层,目标层为选择最优的co2注入方案,准则层为co2前缘位置、最大井底压力及co2安全封存比例三个评价指标,方案层为可供选择的co2注入方案。

    22、优选地,步骤s7中,综合权重wj采用乘积法计算:

    23、

    24、式中,w'j为层次分析法ahp得到的指标权重,w”j为熵权法ewm得到的信息熵权重,m为指标个数。

    25、一种废弃油藏co2地质封存注入方案优选系统,采用如上所述的优选方法,包括模型建立单元、方案设计单元、数据处理单元和综合评价单元,其中,

    26、模型建立单元用于建立废弃油藏封存co2的地质模型,设置初始条件;

    27、方案设计单元,用于设计不同的co2注入方案;

    28、数据处理单元,用于运行各co2注入方案并获取评价指标,以及对数据进行标准化处理;

    29、综合评价单元,使用层次分析法ahp和熵权法ewm获得各指标的权重,并计综合权重,对所有方案进行加权求和,优选出最佳方案。

    30、本发明具有如下有益效果:

    31、该方法综合考虑co2前缘位置、最大井底压力和co2安全封存比例这三个指标,能够全面评估废弃油藏co2地质封存注入方案的有效性、安全性和长效性。每个指标都针对封存过程中的关键环节,具有明确的物理意义和实际应用价值,能够为方案的优选提供科学依据。

    32、通过这三个指标的综合分析,可以确保选择的封存方案在实际应用中具有高效性、经济性和安全性,满足环保和经济发展的双重需求。



    技术特征:

    1.一种废弃油藏co2地质封存注入方案优选方法,其特征在于,包括如下步骤:

    2.如权利要求1所述的一种废弃油藏co2地质封存注入方案优选方法,其特征在于,步骤s1中,设置考虑油气水三相的组分模型,考虑co2在油相和水相中的溶解,以及co2-水-岩的化学反应。

    3.如权利要求1所述的一种废弃油藏co2地质封存注入方案优选方法,其特征在于,步骤s3中,co2前缘位置是指co2气体饱和度分布图上在水平方向上co2运移的最远距离,最大井底压力是指在注入及封存过程中最大的井底压力,co2安全封存比例y是指溶解态、离子态、矿化态的co2占总注入co2的比例:

    4.如权利要求1所述的一种废弃油藏co2地质封存注入方案优选方法,其特征在于,步骤s4中,co2安全封存比例作为正向指标进行数据标准化,co2前缘位置和最大井底压力作为负向指标进行数据标准化,其中,

    5.如权利要求1所述的一种废弃油藏co2地质封存注入方案优选方法,其特征在于,步骤s5中,使用层次分析法ahp建立的递阶层次结构模型中,包含目标层、准则层和方案层,目标层为选择最优的co2注入方案,准则层为co2前缘位置、最大井底压力及co2安全封存比例三个评价指标,方案层为可供选择的co2注入方案。

    6.如权利要求1所述的一种废弃油藏co2地质封存注入方案优选方法,其特征在于,步骤s7中,综合权重wj采用乘积法计算:

    7.一种废弃油藏co2地质封存注入方案优选系统,采用如权利要求1-6任一所述的优选方法,其特征在于,包括模型建立单元、方案设计单元、数据处理单元和综合评价单元,其中,


    技术总结
    本发明公开了一种废弃油藏CO<subgt;2</subgt;地质封存注入方案优选方法及系统,涉及油气藏CO<subgt;2</subgt;地质封存技术领域。方法包括:建立废弃油藏封存CO<subgt;2</subgt;的地质模型,设置初始条件;根据现场经验和实际情况设置不同的CO<subgt;2</subgt;注入方案;模拟各注入方案,获取一定封存周期内的CO<subgt;2</subgt;前缘位置、最大井底压力及CO<subgt;2</subgt;安全封存比例,作为下一步的评价指标;将各评价指标进行数据标准化处理;使用层次分析法(AHP)建立递阶层次结构模型,构造评价指标的判断矩阵,并做一致性检验,如果检验通过则得到层次分析法的权重,否则重新构造判断矩阵;根据处理后的结果,使用熵权法(EWM)确定信息熵权重;根据层次分析法和熵权法的结果建立综合权重,对各方案结果进行加权求和,优选出最佳的注入方案。

    技术研发人员:刘树阳,王志强,孙宝江,孙文跃,刘峻嵘
    受保护的技术使用者:中国石油大学(华东)
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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