基于空-天-地-井多源信息的CO2封存监测方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于空

【技术实现步骤摘要】
基于空
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井多源信息的CO2封存监测方法与系统


[0001]本专利技术属于二氧化碳捕集利用与封存
，尤其涉及一种基于空
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井多源信息的CO2封存监测方法与系统。

技术介绍

[0002]二氧化碳捕集利用与封存技术(CCUS)作为一种温室气体减排技术，将成为我国实现碳中和目标不可或缺的关键性技术之一。CO2封存是指通过工程技术等手段将捕集的CO2注入深部地质储层，实现CO2与大气长期隔绝的过程。CCUS技术的最大风险是CO2在储层中有可能会逃离封存区域、向封存位置以外的区域泄漏或渗漏。一旦发生泄漏，将会对环境以及周围生物造成影响，甚至打破生态环境平衡。因此，如何有效地监测CO2的封存效果是CCUS是否成功的关键。
[0003]当CO2在封存后存在泄露问题时，可引起地层电阻率，密度，波阻抗的变化，也可引起地表的形变。因此可以采用地球物理技术、遥感技术等进行监测。专利技术人发现，单一的监测技术由于方法本身可能存在局限性，在CO2封存监测时只能提供部分信息，对监测结果进行解释时可能存在多解性，造成监测结果不准确。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种基于空
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井多源信息的CO2封存监测方法与系统。本专利技术结合了空
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地<br/>‑
井的多源信息，将位于太空中的合成孔径雷达，天空中的航空或半航空瞬变电磁，地表上的重力梯度探测，井下的电阻率法和微震监测获得的多源数据进行综合解释。不同监测技术的合理使用起到了相互协助、互为补充的作用，进而可以有效地监测CO2在注入井附近和地层中的运移。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种基于空
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井多源信息的CO2封存监测方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：进行合成孔径雷达测量，获得CO2封存区域的地表形变图；
[0008]步骤2：利用航空或半航空瞬变电磁设备进行航空或半航空瞬变电磁探测，获得CO2封存区域的电阻率切片图；
[0009]步骤3：对地表形变图和电阻率切片图进行分析，确定重力梯度测量，电阻率法和微震测量的重点监测区域；
[0010]步骤4：利用重力梯度设备在CO2封存区域的重点监测区域开展重力梯度测量，获得密度剖面图；
[0011]步骤5：利用电阻率法设备和地震监测设备在注入井中分别开展电阻率法和地震监测，获得三维电阻率图和三维速度图；
[0012]步骤6：对获得的密度剖面图、电阻率图和速度图进行综合解释，实现对CO2的运移的监测。
[0013]作为进一步的实现方式，所述步骤1的具体方法如下：
[0014]对CO2封存前后区域的合成孔径图像进行时序雷达干涉技术处理，随后利用各种信号处理和差分测量技巧，最终提取到CO2封存区域的地表形变信息。
[0015]作为进一步的实现方式，所述步骤2的具体方法如下：
[0016]在CO2封存区域内沿测线进行连续数据采集，完成区域测量，对获得的测区的航空或半航空瞬变电磁数据首先进行去噪处理，然后反演得到测区不同深度的电阻率切片图。
[0017]作为进一步的实现方式，所述步骤4的具体方法如下：
[0018]重力梯度测量观测重力垂直梯度和水平梯度，采用“下
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上
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下”的观测作业方式，测量中对仪器的零点漂移，地球固体潮变化都加以校正。
[0019]作为进一步的实现方式，所述步骤5的具体方法如下：
[0020]对于电阻率法监测，在监测井中布置等间隔的电极，电极的数量和间距根据监测的范围综合确定，对获得的数据进行快速三维反演，获得三维电阻率图。地震监测采用四维地震监测，在同一观测点、不同时间重复进行三维地震监测，获得不同时刻的三维速度图，以监测储层的CO2运移情况。
[0021]第二方面，本专利技术还提供了基于空
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井多源信息的CO2封存监测系统，包括：
[0022]太空监测模块，用于获取CO2封存区域的合成孔径雷达数据；
[0023]天空监测模块，用于获取CO2封存区域的航空或半航空瞬变电磁数据；
[0024]地表监测模块，用于获取CO2封存区域的重力梯度数据；
[0025]井下监测模块，用于获取CO2封存区域的电阻率法和地震监测数据；
[0026]数据处理模块，用于对获得的数据进行去噪、反演以及成像，获得地表形变图、电阻率切片图、密度剖面图、三维电阻率图和三维速度图，通过不同的色标显示不同的形变、电阻率、密度、速度的高低值；
[0027]路径绘制模块，综合根据地表形变图、电阻率切片图、密度剖面图、三维电阻率图、三维速度图中的异常区域，绘制CO2运移路径图。
[0028]本专利技术的有益效果如下：
[0029](1)本专利技术合理使用了不同的监测技术，起到了相互协助、互为补充的作用，减少了监测工作的多解性，提高了监测工作的准确性，进而可以有效地监测CO2在注入井附近和地层中的运移。
[0030](2)本专利技术得到的CO2运移路径图可以有效地指导CO2封存施工及管理，降低项目成本。
[0031](3)本专利技术有助于实现碳中和目标。
附图说明
[0032]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0033]图1是本专利技术实施例基于空
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井多源信息的CO2封存监测方法与系统的示意图；
[0034]图2是本专利技术实施例基于空
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井多源信息的CO2封存监测方法的流程示意图；
[0035]图3是本专利技术实施例基于空
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井多源信息的CO2封存监测系统的结构框图。
[0036]其中，1、合成孔径雷达，2、航空或半航空瞬变电磁设备，3、重力梯度设备，4、电阻率法设备，5、地震监测设备，6、封存层，7、密封层，8、CO2运移路径，9、注入井。
具体实施方式
[0037]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0038]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于空
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井多源信息的CO2封存监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：进行合成孔径雷达测量，获得地表形变图；步骤2：利用航空或半航空瞬变电磁设备进行航空或半航空瞬变电磁探测，获得电阻率切片图；步骤3：对地表形变图和电阻率切片图进行分析，确定重力梯度测量，电阻率法和微震测量的重点监测区域；步骤4：利用重力梯度设备在地表开展重力梯度测量，获得密度剖面图；步骤5：利用电阻率法设备和地震监测设备在井下分别开展电阻率法和地震监测，获得三维电阻率图和三维速度图；步骤6：对获得的密度剖面图、电阻率图和速度图进行综合解释，实现对CO2的运移的监测。2.根据权利要1所述的一种基于空
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井多源信息的CO2封存监测方法，其特征在于，所述步骤1的具体方法如下：对CO2封存前后区域的合成孔径图像进行时序雷达干涉技术处理，随后利用信号处理和差分测量，最终提取到CO2封存区域的地表形变信息。3.根据权利要1所述的一种基于空
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井多源信息的CO2封存监测方法，其特征在于，所述步骤2的具体方法如下：在CO2封存区域内沿测线进行连续数据采集，完成区域测量，对获得的测区的航空或半航空瞬变电磁数据首先进行去噪处理，然后反演得到测区不同深度的电阻率切片图。4.根据权利要1所述的一种基于空
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井多源信息的CO2封存监测方法，其特征在于，所述步骤4的具体方法如下：重力梯度测量观测重力垂直梯度和水平梯度，采用“下
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴小平，程凯，岳明鑫，夏彤，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：