基于多源数据融合的二氧化碳地质封存评价方法、系统及其存储介质与流程

本发明涉及二氧化碳地质封存评价及数据处理，特别涉及一种基于多源数据融合的二氧化碳地质封存评价方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、随着二氧化碳捕集、利用与封存（ccus）技术的发展，二氧化碳地质封存场地的适宜性评价及封存潜力计算逐渐成为地下储层利用过程中的重要环节。现有技术通常通过采集目标区域的孔隙度、渗透率、储层厚度、地层压力、断层分布、盖层厚度、盖层破裂压力以及注入井位置等地质与工程数据，对不同来源的数据进行整理、归一化或者空间插值，并根据储层面积、有效厚度、孔隙度以及储存效率等参数估算理论封存容量；部分评价方法还通过设置评价指标及对应权重，对储层的储存能力、注入条件和封存安全性进行综合评价，从而确定候选封存区域的适宜程度及封存潜力。对于具有空间分布属性的地质数据，还可通过网格化或者三维地质建模方式表征储层内部不同位置的地质参数，为二氧化碳地质封存评价提供基础数据。

2、然而，地下储层通常具有明显的空间非均质性，现有方法较多依据区域平均孔隙度、平均渗透率、平均储层厚度或者综合评价结果计算封存潜力，难以进一步识别局部储存空间不足、低渗透、地层压力异常、邻近断层或者盖层安全条件不足形成的局部限制区域；同时，对于自身地质条件满足封存要求、但由于前述局部限制区域阻断其与注入井之间有效连通路径的储层空间，现有评价过程中通常仍将其计入可利用封存容量，导致理论封存容量与当前注入条件下实际能够利用的封存空间之间存在偏差。

3、因此，如何在统一多源地质数据空间基准的基础上，识别局部限制区域，并进一步考虑局部限制区域对其他合格储层空间连通性的阻断影响，从而得到与当前注入条件相符的有效封存潜力，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、发明目的：本发明目的在于提供一种基于多源数据融合的二氧化碳地质封存评价方法，解决了不同来源、不同空间尺度的储层数据在坐标体系、采样尺度和数据分辨率方面存在差异，影响封存评价的数据基础的问题。

2、同时，本发明还提供了一种解决上述问题的基于多源数据融合的二氧化碳地质封存评价系统。

3、同时，本发明还提供了一种解决上述问题的计算机可读存储介质。

4、技术方案：本发明所述一种基于多源数据融合的二氧化碳地质封存评价方法，包括如下步骤：步骤s10、获取目标封存区的孔隙度、渗透率、储层厚度、地层压力、断层距离、由盖层厚度和盖层破裂压力构成的盖层安全参数以及注入井位置数据，对各所述数据进行空间配准和尺度统一，生成多源储层数据集，所述多源储层数据集中的每条储层数据均关联对应的空间位置；步骤s20、依据所述多源储层数据集将所述目标封存区划分为多个空间评价单元，提取各所述空间评价单元对应的储层属性，生成记载各所述空间评价单元的空间编号及邻接关系的空间评价单元数据集；步骤s30、依据所述空间评价单元数据集分别确定各所述空间评价单元的储存空间状态、注入可达状态和封存安全状态；步骤s40、将所述储存空间状态、所述注入可达状态和所述封存安全状态中至少一种状态不满足对应预设条件的空间评价单元识别为封存短板单元；步骤s50、以所述注入井位置数据对应的空间评价单元为起点，根据所述空间评价单元数据集中的邻接关系和所述注入可达状态在各所述空间评价单元之间进行扩展搜索，构建可达单元集合；当所述扩展搜索到达所述封存短板单元时，终止沿该扩展方向的搜索；将位于所述封存短板单元背离所述起点一侧、且所述储存空间状态和所述封存安全状态均为满足状态的空间评价单元确定为待判定受阻单元；

5、判断各所述待判定受阻单元是否存在绕开所述封存短板单元且与所述起点连通的替代路径，将不存在所述替代路径的待判定受阻单元确定为受阻影响范围；步骤s60、依据所述空间评价单元数据集计算各所述空间评价单元的理论单元封存容量并汇总得到理论封存容量，从所述理论封存容量中扣除所述封存短板单元和所述受阻影响范围内的空间评价单元对应的理论单元封存容量，得到有效封存潜力，并生成对应的空间分布结果。

6、本技术方案的进一步限定为，所述步骤s30依据所述空间评价单元数据集分别确定各所述空间评价单元的储存空间状态、注入可达状态和封存安全状态的具体方法为：

7、s31、从所述空间评价单元数据集中提取各所述空间评价单元对应的孔隙度和储层厚度，根据所述孔隙度与所述储层厚度确定对应空间评价单元的可利用孔隙空间，将所述可利用孔隙空间与预设最小储存空间阈值进行比较，在所述可利用孔隙空间不低于所述预设最小储存空间阈值时标记为储存空间满足状态，否则标记为储存空间不满足状态，形成所述储存空间状态；s32、从所述空间评价单元数据集中提取各所述空间评价单元对应的渗透率、地层压力和邻接关系，根据所述邻接关系确定相邻空间评价单元，当相邻空间评价单元的渗透率均不低于预设最小渗透率且两者地层压力之差的绝对值处于预设允许压力差范围时，确定该相邻空间评价单元之间为可传递连接；将至少与一个相邻空间评价单元形成所述可传递连接的空间评价单元标记为注入可达状态，否则标记为注入不可达状态，形成所述注入可达状态；s33、从所述空间评价单元数据集中提取各所述空间评价单元对应的断层距离、盖层安全参数和地层压力，根据所述断层距离与预设断层安全距离的比较结果生成断层风险标记，根据所述盖层安全参数与预设盖层安全阈值的比较结果生成盖层风险标记，根据所述地层压力与预设允许压力上限的比较结果生成压力风险标记；当任一风险标记表征风险状态时，将对应空间评价单元确定为封存安全不满足状态，否则确定为封存安全满足状态，形成所述封存安全状态。

8、进一步地，步骤s40中，识别为封存短板单元时，首先将三类状态中至少一种状态不满足对应预设条件的空间评价单元确定为候选短板单元；然后，根据所述候选短板单元的邻接关系合并空间连续的候选短板单元，得到封存短板区域；最后，将构成所述封存短板区域的全部空间评价单元确定为所述封存短板单元；而步骤s50中，进行扩展搜索时的阻断边界为所述封存短板区域的外边界。

9、进一步地，步骤s50中所述的扩展搜索具体为：以所述起点为根节点、沿所述可传递连接逐层访问相邻空间评价单元的图搜索，访问到的空间评价单元写入所述可达单元集合；所述判断各所述待判定受阻单元是否存在替代路径的方法包括：从参与搜索的空间评价单元中剔除全部所述封存短板单元后，重新搜索从所述起点至所述待判定受阻单元的连续路径，能够搜索到所述连续路径的，确定存在所述替代路径，否则确定不存在所述替代路径。

10、进一步地，步骤s10中所述的对各所述数据进行空间配准和尺度统一，生成多源储层数据集，具体方法为：

11、s11、获取分别对应孔隙度、渗透率、储层厚度、地层压力、断层距离、盖层安全参数和注入井位置数据的数据源标识、空间坐标及采样精度；

12、s12、以统一坐标参考系对各所述空间坐标进行转换，并按照预设空间分辨率对转换后的数据进行网格匹配；

13、s13、对匹配至同一网格位置的同类数据按照所述数据源标识进行一致性比较，当同类数据的差异超过预设差异阈值时生成差异标记，并根据所述差异标记和所述采样精度确定融合权重及融合顺序；

14、s14、按照所述融合权重及所述融合顺序对同类数据进行加权合并，将完成网格匹配和加权合并的数据写入所述多源储层数据集。

15、进一步地，步骤20中生成空间评价单元数据集的具体步骤为：

16、s21、依据所述目标封存区的储层边界和预设空间分辨率生成三维网格，将每一三维网格确定为一个所述空间评价单元；

17、s22、根据各所述空间评价单元的空间位置，从所述多源储层数据集中读取对应的储层属性；

18、s23、对于跨越两个以上空间评价单元的断层或盖层异常区，根据其与各所述空间评价单元的空间交叠比例分配对应参数，其中，对于断层，根据空间交叠比例确定断层影响所对应的空间评价单元，并结合断层面与各空间评价单元之间的空间位置关系计算各空间评价单元对应的断层距离；对于盖层异常区，根据空间交叠比例确定各空间评价单元对应的盖层安全参数；

19、s24、将各所述空间评价单元的空间编号、邻接关系及其对应的储层属性关联存储，生成所述空间评价单元数据集。

20、进一步地，步骤s60中生成对应的空间分布结果的具体步骤为：

21、s61、依据所述空间评价单元数据集中的孔隙度、储层厚度和各所述空间评价单元的空间尺度计算各所述空间评价单元对应的理论单元封存容量，并汇总得到所述理论封存容量；

22、s62、对所述封存短板单元与所述受阻影响范围内的空间评价单元进行去重处理，从所述理论封存容量中扣除去重后的空间评价单元对应的理论单元封存容量，得到所述有效封存潜力；

23、s63、按照各所述空间评价单元是否属于所述封存短板单元、是否位于所述受阻影响范围以及是否保留对应的理论单元封存容量生成容量状态标记，将所述容量状态标记与各所述空间评价单元的空间编号关联，生成所述空间分布结果。

24、进一步地，在执行所述步骤s30之前，还包括通过机器学习获得特征重要度、调整状态判断条件并重新识别候选短板单元的步骤，具体为：

25、从历史封存评价样本中提取孔隙度、渗透率、储层厚度、地层压力、断层距离和盖层安全参数作为输入特征，并将历史样本对应的封存可利用状态作为训练标记；

26、采用机器学习对所述输入特征与所述训练标记之间的对应关系进行训练，获得各所述输入特征对应的特征重要度；

27、依据所述特征重要度对所述预设最小储存空间阈值、所述预设最小渗透率、所述预设允许压力差、所述预设断层安全距离、所述预设盖层安全阈值和所述预设允许压力上限中的至少一项进行调整。

28、本发明提供的另一技术方案为：基于多源数据融合的二氧化碳地质封存评价系统，包括：存储器，用于存储多源储层数据集和空间评价单元数据集；以及处理器，与所述存储器耦接，所述处理器被配置为执行上述任一方法。

29、本发明提供的另一技术方案为：一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法。

30、有益效果：本发明提供的基于多源数据融合的二氧化碳地质封存评价方法、系统及其存储介质，具有以下效果：

31、（1）本发明通过获取目标封存区的孔隙度、渗透率、储层厚度、地层压力、断层距离、盖层安全参数以及注入井位置数据，对不同来源、不同空间尺度的储层数据进行空间配准和尺度统一，并按照统一空间分辨率将目标封存区划分为空间评价单元，使各类地质数据能够按照对应的空间位置进行关联，可减少多源地质数据在坐标体系、采样尺度和数据分辨率方面存在差异而对封存评价造成的影响，并为后续储层状态判断和空间连通关系分析提供统一的数据基础。

32、（2）本发明分别从储存空间状态、注入可达状态和封存安全状态三个方面对各空间评价单元进行评价，能够将评价过程落实至具体空间位置，有利于识别因局部低渗透、储存空间不足、断层邻近、盖层条件不足或者地层压力异常形成的局部限制区域，从而提高二氧化碳地质封存评价结果对储层空间非均质性的表征能力。

33、（3）本发明在识别封存短板单元的基础上，根据注入井位置、空间评价单元之间的邻接关系以及注入可达状态建立空间连通关系，并判断位于封存短板单元另一侧的空间评价单元是否存在绕开所述封存短板单元且能够与注入井连通的替代路径；对于自身储存空间条件和封存安全条件满足要求、但因封存短板单元阻断而不存在替代路径的空间评价单元，将其划入受阻影响范围。由此，封存潜力评价不再局限于扣除封存短板单元自身对应的储存容量，还能够进一步考虑封存短板单元对其他可利用储层空间产生的连通性限制，使评价结果能够反映当前注入井布置条件下储层空间的实际可达情况，避免理论封存容量被高估。

34、（4）本发明分别计算各空间评价单元的理论单元封存容量，在得到理论封存容量后，根据封存短板单元以及受阻影响范围对理论封存容量进行修正，得到有效封存潜力，并结合各空间评价单元的空间编号生成对应的空间分布结果，可将理论储存空间与实际可利用的储存空间进行区分，使封存潜力评价同时考虑储层容量和空间可利用性，为候选封存区筛选、注入井位置评价以及封存空间利用分析提供数据依据。

35、说明书附图

36、图1是本发明提出的基于多源数据融合的二氧化碳地质封存评价方法的流程图；

37、图2是本发明提出的多源储层数据处理及空间评价单元构建的流程图；

38、图3是本发明提出的空间评价单元状态确定的流程图；

39、图4是本发明提出的封存短板单元识别的流程图；

40、图5是本发明提出的受阻影响范围确定的流程图；

41、图6是本实施例中封存短板单元识别的示意图；

42、图7是本实施例中受阻影响范围确定的示意图。