一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统的制作方法

本发明涉及环境监测，特别涉及一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统。

背景技术：

1、二氧化碳(co2)捕集和封存(carbondioxidecaptureandstorage，ccs)是应对气候变化的重要策略之一，是履行低碳经济政策的重要内容。通过ccs技术有望降低大气二氧化碳等温室气体浓度的增长速率，达到减缓全球气候变暖之目的。

2、而地质封存co2是指通过管道技术将高纯度的co2输送并注入枯竭油气藏、深部咸水层和煤层等封存地点，是目前比较有效和可靠的封存方式；但其中也蕴含着诸多的弊端和不足，co2的泄漏途径和风险就是其中之一。且二氧化碳一旦在捕集和封存过程中泄漏，非但不能有效地减少大气二氧化碳浓度，而且将会对人类生存环境(局部或全球范围)造成严重的影响，对植物、动物以及海洋生物都有不同程度的负面影响。因此，为了减小二氧化碳地质封存泄漏的风险，需要对二氧化碳地质封存进行全过程的监测和预警预报。

3、目前，现有的二氧化碳泄漏的监测包括地下水取样检测、土壤空气调查和监测、自然电位测量、空中(飞机或卫星)监测、永久性的土壤或空气监测和地震反射成像测量等。但是，上述现有技术的试验结果还不足以给出系统的泄漏监测数据，导致虽然现有的监测技术众多而适用范围条件各有不同，但由于监测设备、监测流程复杂程度高，且监测的反馈效果有限，导致监测地质封存co2的难度较高，有待于进一步优化。

4、为此，本申请提供了一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，能够自行适应搭建数学计算模型，从而适配不同区域的二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，通用性强，操作简单，使用方便，并可进行智能化解决方案推送，从而大大提高了工作人员对于二氧化碳地质封存泄漏问题的解决效率。

2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，包括数据采集模块、数据处理模块、计算模块、异常判断模块以及监测预警模块，所述数据采集模块的输出端与所述数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块的输出端与所述计算模块的输入端连接，所述计算模块的输出端连接有所述异常判断模块，所述异常判断模块的输出端连接有所述监测预警模块，且所述数据处理模块的输出端还连接有计算模型搭建模块，所述计算模型搭建模块与所述计算模块连接，所述调节处理模块还连接有处理备份模块，所述处理备份模块与所述调节处理模块之间建立有负反馈。

3、作为进一步的优选方案，所述数据采集模块用于获取二氧化碳驱油封存区域所有地层内的历史数据，以及用于实时采集现有二氧化碳封存层压力值，且所述数据采集模块包括历史数据采集单元与二氧化碳封存数据采集单元。

4、作为进一步的优选方案，所述二氧化碳封存数据采集单元包括传感器阵列，传感器阵列还包括温度传感器与压力传感器，压力传感器用于采集地质层的压力，并将压力数据传送至所述数据处理模块内。

5、作为进一步的优选方案，所述计算模型搭建模块用于通过将二氧化碳浓度与地质层压力建立函数关系，形成数学计算模型，并将该计算模型导入至所述计算模块内。

6、作为进一步的优选方案，所述计算模块用于采用所述数学计算模型来根据所述数据采集模块输入的压力数据实时计算地质层内的二氧化碳浓度，并配合所述数据采集模块输入的初始二氧化碳封存压力值来进行压力值的对比，从而实现二氧化碳地质封存泄漏实时检测。

7、作为进一步的优选方案，所述计算模块可将压力值的对比差值来导入所述数学计算模型内，计算得到二氧化碳的泄漏量，且配合前后监测时间，计算得到二氧化碳泄漏速率。

8、作为进一步的优选方案，所述数据处理模块连接有人机交互模块，所述人机交互模块为人机交互的al界面，用于直接显示监测内容，且内设可编程逻辑控制单元，并与所述数据处理模块直接相连。

9、作为进一步的优选方案，所述人机交互模块所显示的监测内容包括二氧化碳地质封存量、二氧化碳地质封存泄漏量、二氧化碳地质封存泄漏速率以及地质各层内部压力、温度、湿度。

10、作为进一步的优选方案，所述异常判断模块用于根据所述计算模块的计算结果进行二氧化碳地质封存泄漏判断，并将判断结果实时输入所述监测预警模块内，所述监测预警模块用于根据所述异常判断模块输入的异常判断结果来进行预警。

11、作为进一步的优选方案，所述调节处理模块用于根据所述监测预警模块输出的异常判断结果来提供解决方案，且所述调节处理模块内部预设有初始解决方案，并通过连接所述处理备份模块来对历史解决方案进行备份，以供后续进行参考。

12、综上，本发明的技术效果和优点：

13、1、本发明得益于数据处理模块、计算模型搭建模块以及计算模块的配合，能够通过数据采集模块采集的数据来自行适应性搭建数学计算模型，从而适配不同区域的二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，通用性强，操作简单，使用方便。

14、2、本发明，得益于调节处理模块与处理备份模块的配合，其中调节处理模块能够在异常判断模块进行异常判断后，根据异常判断结果来进行智能化解决方案的推送，从而大大提高了工作人员对于二氧化碳地质封存泄漏问题的解决效率，同时每次的解决方案会通过处理备份模块进行备份保存，从而提高调节处理模块的智能化推送效果，使得该系统具体较强的成长效果，利于逐渐完备。

技术特征：

1.一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，包括数据采集模块(1)、数据处理模块(2)、计算模块(3)、异常判断模块(6)以及监测预警模块(7)，其特征在于：所述数据采集模块(1)的输出端与所述数据处理模块(2)的输入端连接，所述数据处理模块(2)的输出端与所述计算模块(3)的输入端连接，所述计算模块(3)的输出端连接有所述异常判断模块(6)，所述异常判断模块(6)的输出端连接有所述监测预警模块(7)，且所述数据处理模块(2)的输出端还连接有计算模型搭建模块(4)，所述计算模型搭建模块(4)与所述计算模块(3)连接，所述调节处理模块(8)还连接有处理备份模块(9)，所述处理备份模块(9)与所述调节处理模块(8)之间建立有负反馈。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，其特征在于：所述数据采集模块(1)用于获取二氧化碳驱油封存区域所有地层内的历史数据，以及用于实时采集现有二氧化碳封存层压力值，且所述数据采集模块(1)包括历史数据采集单元(101)与二氧化碳封存数据采集单元(102)。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，其特征在于：所述二氧化碳封存数据采集单元(102)包括传感器阵列，传感器阵列还包括温度传感器与压力传感器，压力传感器用于采集地质层的压力，并将压力数据传送至所述数据处理模块(2)内。

4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，其特征在于：所述计算模型搭建模块(4)用于通过将二氧化碳浓度与地质层压力建立函数关系，形成数学计算模型，并将该计算模型导入至所述计算模块(3)内。

5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，其特征在于：所述计算模块(3)用于采用所述数学计算模型来根据所述数据采集模块(1)输入的压力数据实时计算地质层内的二氧化碳浓度，并配合所述数据采集模块(1)输入的初始二氧化碳封存压力值来进行压力值的对比，从而实现二氧化碳地质封存泄漏实时检测。

6.根据权利要求5所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，其特征在于：所述计算模块(3)可将压力值的对比差值来导入所述数学计算模型内，计算得到二氧化碳的泄漏量，且配合前后监测时间，计算得到二氧化碳泄漏速率。

7.根据权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，其特征在于：所述数据处理模块(2)连接有人机交互模块(5)，所述人机交互模块(5)为人机交互的al界面，用于直接显示监测内容，且内设可编程逻辑控制单元，并与所述数据处理模块(2)直接相连。

8.根据权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，其特征在于：所述人机交互模块(5)所显示的监测内容包括二氧化碳地质封存量、二氧化碳地质封存泄漏量、二氧化碳地质封存泄漏速率以及地质各层内部压力、温度、湿度。

9.根据权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，其特征在于：所述异常判断模块(6)用于根据所述计算模块(3)的计算结果进行二氧化碳地质封存泄漏判断，并将判断结果实时输入所述监测预警模块(7)内，所述监测预警模块(7)用于根据所述异常判断模块(6)输入的异常判断结果来进行预警。

10.根据权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，其特征在于：所述调节处理模块(8)用于根据所述监测预警模块(7)输出的异常判断结果来提供解决方案，且所述调节处理模块(8)内部预设有初始解决方案，并通过连接所述处理备份模块(9)来对历史解决方案进行备份，以供后续进行参考。

技术总结
本发明公开了一种二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，涉及到环境监测技术领域，包括数据采集模块、数据处理模块、计算模块、异常判断模块以及监测预警模块，数据采集模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，数据处理模块的输出端与计算模块的输入端连接，计算模块的输出端连接有异常判断模块，异常判断模块的输出端连接有监测预警模块，且数据处理模块的输出端还连接有计算模型搭建模块。本发明能够自行适应搭建数学计算模型，从而适配不同区域的二氧化碳地质封存泄漏的监测系统，通用性强，操作简单，使用方便，并可进行智能化解决方案推送，从而大大提高了工作人员对于二氧化碳地质封存泄漏问题的解决效率。

技术研发人员：赵岳,丁晏,范莹琳,宋思彤,左卿伶,车巧慧
受保护的技术使用者：中国煤炭地质总局勘查研究总院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16