气体监测方法及装置与流程

本发明涉及环境领域，具体而言，涉及一种气体监测方法及装置。

背景技术：

二氧化碳地质封存技术(CCS)是指在地面捕集CO2，再注入地下封存的技术，这一技术是一种减少CO2向大气排放的终极技术。该技术由于在注入过程中低渗透地层注入难，并且难以分层监测各层注入能力评价问题，在我国还没有实施规模化应用。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种气体监测方法及装置，以至少解决在低渗透地层中难以分层监测各层注入气体能力的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种气体监测方法，包括：获取注入到各气体注入层中的目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数；根据获取的上述扩散参数，监测上述各气体注入层中的每一层对上述目标气体的吸收情况。

进一步地，获取注入到各气体注入层中的目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数包括：通过第一压力计获取注入到上述各气体注入层中的上述目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数，其中，上述第一压力计包括多个，每个上述第一压力计设置在第一监测井中且位于上述各气体注入层中的一个气体注入层的入口处；将上述第一压力计获取的注入到上述各气体注入层中的上述目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数通过测试电缆传输给气体监测终端。

进一步地，获取注入到各气体注入层中的目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数还包括：通过第二压力计获取注入到上述各气体注入层中的上述目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数，其中，上述第二压力计包括多个，每个上述第二压力计设置在第二监测井中且位于上述各气体注入层中的一个气体注入层的入口处；将上述第二压力计获取的注入到上述各气体注入层中的上述目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数通过上述测试电缆传输给上述气体监测终端。

进一步地，上述第一监测井设置在气体注入井的最小应力方向上；上述第二监测井设置在气体注入井的最大应力方向上，其中，上述最小应力方向所在的直线与上述最大应力方向所在的直线垂直。

进一步地，获取注入到各气体注入层中的目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数包括：通过第一监测井定期对注入到咸水层中的上述目标气体进行取样，其中，上述咸水层为上述各气体注入层中的一个气体注入层；对取样得到的上述目标气体进行分析；根据取样分析结果，监测上述目标气体在上述咸水层中的浓度变化情况。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种气体监测装置，包括：获取单元，用于获取注入到各气体注入层中的目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数；监测单元，用于根据获取的上述扩散参数，监测上述各气体注入层中的每一层对上述目标气体的吸收情况。

进一步地，上述获取单元包括：第一获取模块，用于通过第一压力计获取注入到上述各气体注入层中的上述目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数，其中，上述第一压力计包括多个，每个上述第一压力计设置在第一监测井中且位于上述各气体注入层中的一个气体注入层的入口处；第一传输模块，用于将上述第一压力计获取的注入到上述各气体注入层中的上述目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数通过测试电缆传输给气体监测终端。

进一步地，上述获取单元还包括：第二获取模块，用于通过第二压力计获取注入到上述各气体注入层中的上述目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数，其中，上述第二压力计包括多个，每个上述第二压力计设置在第二监测井中且位于上述各气体注入层中的一个气体注入层的入口处；第二传输模块，用于将上述第二压力计获取的注入到上述各气体注入层中的上述目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数通过上述测试电缆传输给上述气体监测终端。

进一步地，上述第一监测井设置在气体注入井的最小应力方向上；上述第二监测井设置在气体注入井的最大应力方向上，其中，上述最小应力方向所在的直线与上述最大应力方向所在的直线垂直。

进一步地，上述获取单元包括：取样模块，用于通过第一监测井定期对注入到咸水层中的上述目标气体进行取样，其中，上述咸水层为上述各气体注入层中的一个气体注入层；分析模块，用于对取样得到的上述目标气体进行分析；监测模块，用于根据取样分析结果，监测上述目标气体在上述咸水层中的浓度变化情况。

在本发明实施例中，采用一种气体监测方法，包括：获取注入到各气体注入层中的目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数；根据获取的上述扩散参数，监测上述各气体注入层中的每一层对上述目标气体的吸收情况，达到了在低渗透地层中分层监测各层注入气体能力的目的，从而实现了多层统注、分层监测，为以后气体注入地层指明了方向的技术效果，进而解决了在低渗透地层中难以分层监测各层注入气体能力的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的气体监测方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的注入井与监测井的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的气体监测装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种气体监测方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种可选的气体监测方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数；

步骤S104，根据获取的扩散参数，监测各气体注入层中的每一层对目标气体的吸收情况。

也即，为了实现在注入层中(如低渗透地层)注入气体，需要先获取气体注入到各个气体注入层中的扩散的参数，如注入的速度，注入的流量等等参数，因为不同的气体注入层的环境因素是不同的，如温度，压力，透水性等等因素会影响气体的注入难易程度。所以，需要先获取各个气体注入层中的扩散的参数。然后根据获取的扩散参数，可以监测每一层中注入气体的扩散吸收情况，这样，就达到了通过分层监测评价各层气体的扩散范围。

通过上述实施方式，采用一种气体监测方法，包括：获取注入到各气体注入层中的目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数；根据获取的上述扩散参数，监测上述各气体注入层中的每一层对上述目标气体的吸收情况，达到了在低渗透地层中分层监测各层注入气体能力的目的，从而实现了多层统注、分层监测，为以后气体注入地层指明了方向的技术效果，进而解决了在低渗透地层中难以分层监测各层注入气体能力的技术问题。

可选地，获取注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数包括：通过第一压力计获取注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数，其中，第一压力计包括多个，每个第一压力计设置在第一监测井中且位于各气体注入层中的一个气体注入层的入口处；将第一压力计获取的注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数通过测试电缆传输给气体监测终端。

也即，可以通过在注入层中的第一压力计获取注入到各气体注入层中的目标气体的扩散参数，然后将上述第一压力计获取的注入到上述各气体注入层中的上述目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数通过测试电缆传输给气体监测终端，以达到充分利用地层压力，减少注入时能量消耗。

可选地，获取注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数还包括：通过第二压力计获取注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数，其中，第二压力计包括多个，每个第二压力计设置在第二监测井中且位于各气体注入层中的一个气体注入层的入口处；将第二压力计获取的注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数通过测试电缆传输给气体监测终端。

也即，可以通过在注入层中的第二压力计获取注入到各气体注入层中的目标气体的扩散参数，然后将上述第二压力计获取的注入到上述各气体注入层中的上述目标气体在上述各气体注入层中的扩散参数通过测试电缆传输给气体监测终端，以达到充分利用地层压力，减少注入时能量消耗。

可选地，第一监测井设置在气体注入井的最小应力方向上；第二监测井设置在气体注入井的最大应力方向上，其中，最小应力方向所在的直线与最大应力方向所在的直线垂直。

也即，可以将第一监测井设置在气体注入井的最小应力方向上，第二监测井设置在气体注入井的最大应力方向上，当然，具体的实施方式也刻意根据实际情况确定。

可选地，获取注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数包括：通过第一监测井定期对注入到咸水层中的目标气体进行取样，其中，咸水层为各气体注入层中的一个气体注入层；对取样得到的目标气体进行分析；根据取样分析结果，监测目标气体在咸水层中的浓度变化情况。

为了达到评价和监控注入气体在地层中的情况，可以定期通过第一监测井对注入到咸水层中的目标气体进行取样，然后对取样到的气体进行分析，通过取样分析结果，可以监测目标气体在咸水层中的浓度变化情况，通过采用多层统注方式大幅度提高单井注入能力，通过分层监测方式评价各层吸气能力与扩散运移情况，为鄂尔多斯盆地等其他地区优选注入层位提供了依据。

具体的，1)对储盖组合的评估及安全性评估，盖层为某地地层。2)选择了某两地之间的5套储盖组合作为封存注入层位井深位置从1690～2500m。选择注入层88米，较单一储层厚度增加了8～10倍以上，有效解决了低渗储层单层注入速度不足的问题，保证了单井注入量。3)设计两口监测井，包括监测1井和监测2井，例如，如图2所示，图2是根据本发明实施例的一种可选的注入井与监测井的示意图，其中监测1井布置在注入井最小主地应力方向上，距离注入井70m，用于监测注入地下的气体CO2在平面上的扩散运移情况。监测2井布置在最大水平主地应力方向上，距离注入井30m，用于利用时移VSP监测各层注入的CO2扩散运移范围。因地层最大主应力与最小主应力相互垂直，因此，监测1井和监测2井与注入井的夹角为90°。4)注入井定期进行微流量测井，监测各层的吸收速度，评价鄂尔多斯盆地1500m以下各储集层注入速度。5)监测1井可用于定期对咸水层中的CO2浓度进行取样分析，通过监测运移各阶段CO2在咸水层中浓度变化情况。6)采用穿管封隔器与多点电子压力计，连续监测各层温度压力变化情况，通过光纤将测量参数实时传输到地面，评价CO2在平面上运移情况。

实施例2

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种气体监测装置，图3是根据本发明实施例的一种可选的气体监测装置的示意图，如图3所示，该装置包括：获取单元20，用于获取注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数；监测单元40，用于根据获取的扩散参数，监测各气体注入层中的每一层对目标气体的吸收情况。

通过实施方式，达到了在低渗透地层中分层监测各层注入气体能力的目的，从而实现了多层统注、分层监测，为以后气体注入地层指明了方向的技术效果，进而解决了在低渗透地层中难以分层监测各层注入气体能力的技术问题。

可选地，获取单元包括：第一获取模块，用于通过第一压力计获取注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数，其中，第一压力计包括多个，每个第一压力计设置在第一监测井中且位于各气体注入层中的一个气体注入层的入口处；第一传输模块，用于将第一压力计获取的注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数通过测试电缆传输给气体监测终端。

可选地，获取单元还包括：第二获取模块，用于通过第二压力计获取注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数，其中，第二压力计包括多个，每个第二压力计设置在第二监测井中且位于各气体注入层中的一个气体注入层的入口处；第二传输模块，用于将第二压力计获取的注入到各气体注入层中的目标气体在各气体注入层中的扩散参数通过测试电缆传输给气体监测终端。

可选地，第一监测井设置在气体注入井的最小应力方向上；第二监测井设置在气体注入井的最大应力方向上，其中，最小应力方向所在的直线与最大应力方向所在的直线垂直。

可选地，获取单元包括：取样模块，用于通过第一监测井定期对注入到咸水层中的目标气体进行取样，其中，咸水层为各气体注入层中的一个气体注入层；分析模块，用于对取样得到的目标气体进行分析；第三监测模块，用于根据取样分析结果，监测目标气体在咸水层中的浓度变化情况。

需要说明的是，实施例2中装置部分各实施方式与实施例1中方法部分各实施方式相对应的，在此不再赘述。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。