CN106896836B - 注入压力控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注入压力控制方法及装置。其中，该方法包括：在向目标地层注入气体之前，获取目标地层的地层破裂压力参数；根据地层破裂压力参数，确定安全压力值；在向目标地层注入气体的过程中，按照安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止目标地层或盖层破裂，其中，目标地层位于盖层之下。本发明解决了相关技术中低渗透地层安全注入CO2气体的技术问题。

Description

注入压力控制方法及装置

技术领域

本发明涉及环境保护领域，具体而言，涉及一种注入压力控制方法及装置。

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，该技术是一种减少CO2向大气排放的理想技术。但该技术在我国还没有实施规模化应用，目前的注入方法在整个注入过程中，不能满足设计要求的年注入量，以及地址封存效果和后期的安全性评价。该技术在我国还没有实施规模化应用，存在低渗透地层注入气体难的问题，然而二氧化碳地质封存技术(CCS)为未来控制出可以有效注入与封层层位，这对于我国提高CCS话语权极为重要。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种注入压力控制方法及装置，以至少解决相关技术中低渗透地层安全注入CO2气体的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种注入压力控制方法，包括：在向目标地层注入气体之前，获取上述目标地层的地层破裂压力参数；根据上述地层破裂压力参数，确定安全压力值；在向上述目标地层注入气体的过程中，按照上述安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止上述目标地层或盖层破裂，其中，上述目标地层位于上述盖层之下。

进一步地，获取上述目标地层的地层破裂压力参数包括：获取上述目标地层中的岩石的岩石力学特性参数；利用获取的上述岩石力学特性参数，对上述目标地层的地层破裂压力进行反演分析；根据反演分析结果，确定上述目标地层的地层破裂压力参数。

进一步地，获取上述目标地层中的岩石的岩石力学特性参数包括：在钻井期间，获取上述目标地层的岩心；确定上述岩心的岩石力学特性参数；在完井后，获取测井时得到的测井参数；根据确定的上述岩心的岩石力学特性参数和获取的上述测井参数，确定地应力剖面和地层破裂压力剖面；根据上述地应力剖面和上述地层破裂压力剖面，对上述目标地层进行压裂测试，以获取岩石力学特性实际参数；将获取的上述岩石力学特性实际参数作为上述目标地层中的上述岩石的岩石力学特性参数。

进一步地，在向上述目标地层注入气体的过程中，按照上述安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止上述目标地层或盖层破裂包括：在向上述目标地层注入气体的过程中，检测向上述目标地层中注入气体时的速度是否达到预设注入速度；检测向上述目标地层中注入气体时所需要的压力是否达到预设注入压力；若注入气体时的速度已达到上述预设注入速度，而注入气体时所需要的压力未达到上述预设注入压力，则以上述预设注入速度为定速，将气体注入上述目标地层；若注入气体时的速度未达到上述预设注入速度，而注入气体时所需要的压力已达到上述预设注入压力，则以上述预设注入压力为定压，将气体注入上述目标地层。

进一步地，在向上述目标地层注入气体的过程中，按照上述安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止上述目标地层或盖层破裂之后，上述方法还包括：检测注入气体时所需要的压力对应的压力值是否达到了上述安全压力值的临界值；若是，则进行告警，以防止注入气体时所需要的压力突破上述安全压力值对应的安全压力。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种注入压力控制装置，包括：获取单元，用于在向目标地层注入气体之前，获取上述目标地层的地层破裂压力参数；确定单元，用于根据上述地层破裂压力参数，确定安全压力值；控制单元，用于在向上述目标地层注入气体的过程中，按照上述安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止上述目标地层或盖层破裂，其中，上述目标地层位于上述盖层之下。

进一步地，上述获取单元包括：获取模块，用于获取上述目标地层中的岩石的岩石力学特性参数；分析模块，用于利用获取的上述岩石力学特性参数，对上述目标地层的地层破裂压力进行反演分析；确定模块，用于根据反演分析结果，确定上述目标地层的地层破裂压力参数。

进一步地，上述获取模块包括：第一获取子模块，用于在钻井期间，获取上述目标地层的岩心；第一确定子模块，用于确定上述岩心的岩石力学特性参数；第二获取子模块，用于在完井后，获取测井时得到的测井参数；第二确定子模块，用于根据确定的上述岩心的岩石力学特性参数和获取的上述测井参数，确定地应力剖面和地层破裂压力剖面；测试子模块，用于根据上述地应力剖面和上述地层破裂压力剖面，对上述目标地层进行压裂测试，以获取岩石力学特性实际参数；第三确定子模块，用于将获取的上述岩石力学特性实际参数作为上述目标地层中的上述岩石的岩石力学特性参数。

进一步地，上述控制单元包括：第一检测模块，用于在向上述目标地层注入气体的过程中，检测向上述目标地层中注入气体时的速度是否达到预设注入速度；第二检测模块，用于检测向上述目标地层中注入气体时所需要的压力是否达到预设注入压力；第一控制模块，用于在注入气体时的速度已达到上述预设注入速度，而注入气体时所需要的压力未达到上述预设注入压力的情况下，以上述预设注入速度为定速，将气体注入上述目标地层；第二控制模块，用于在注入气体时的速度未达到上述预设注入速度，而注入气体时所需要的压力已达到上述预设注入压力的情况下，以上述预设注入压力为定压，将气体注入上述目标地层。

进一步地，上述装置还包括：检测单元，用于在向上述目标地层注入气体的过程中，按照上述安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止上述目标地层或盖层破裂之后，检测注入气体时所需要的压力对应的压力值是否达到了上述安全压力值的临界值；告警单元，用于在是的情况下，进行告警，以防止注入气体时所需要的压力突破上述安全压力值对应的安全压力。

在本发明实施例中，采用了一种注入压力控制方法，通过在向目标地层注入气体之前，获取目标地层的地层破裂压力参数；根据地层破裂压力参数，确定安全压力值；在向目标地层注入气体的过程中，按照安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止目标地层或盖层破裂，其中，目标地层位于盖层之下，达到了在低渗透地层注入气体的目的，从而实现了注入安全，防止地下注入层出现新的裂缝与破裂的技术效果，进而解决了相关技术中低渗透地层安全注入CO2气体的技术问题。

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注入压力控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的注入压力控制装置的示意图。

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，提供了一种可选的注入压力控制方法的实施例，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注入压力控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

S102：在向目标地层注入气体之前，获取目标地层的地层破裂压力参数；

S104：根据地层破裂压力参数，确定安全压力值；

S106：在向目标地层注入气体的过程中，按照安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止目标地层或盖层破裂，其中，目标地层位于盖层之下。

气体在注入地层时，在一般情况下会沿层状渗透性砂岩层等进行扩散运移，但注入时在注入压力作用下，地层也可能会产生裂缝，这是一般水力压裂增渗的原理，如果地层产生裂缝，特别是如果裂缝延伸到盖层以上，则注入的气体会沿裂缝上窜，从而导致封存失败。因此控制注入压力，避免地层产生裂缝是有效封存的首要条件。为了实现在低渗透地层注入气体，需要解决的问题是了解目标地层的破裂压力安全值，所以在向目标地层注入气体之前，获取目标地层的地层破裂压力参数，进而确定地层破裂安全的压力值，按照安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，解决了目标地层或盖层破裂的问题。

通过上述实施方式，采用了一种注入压力控制方法，通过在向目标地层注入气体之前，获取目标地层的地层破裂压力参数；根据地层破裂压力参数，确定安全压力值；在向目标地层注入气体的过程中，按照安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止目标地层或盖层破裂，其中，目标地层位于盖层之下，达到了在低渗透地层注入气体的目的，从而实现了注入安全，防止地下注入层出现新的裂缝与破裂的技术效果，进而解决了相关技术中低渗透地层安全注入CO2气体的技术问题。

可选地，获取目标地层的地层破裂压力参数包括：获取目标地层中的岩石的岩石力学特性参数；利用获取的岩石力学特性参数，对目标地层的地层破裂压力进行反演分析；根据反演分析结果，确定目标地层的地层破裂压力参数。

为了获取目标地层的地层破裂压力参数，可以在钻井期间对目标地层进行取岩心，获取的岩心可以测定出岩石的强度、泊松比等岩石力学特性，完井后，进行常规测井，获取声波、密度、泥质含量等参数，在此基础上结合岩石力学特性试验资料可以处理出初步的地应力剖面与地层破裂压力剖面，进而通过测井资料及压裂标定资料，解释地层岩石力学参数剖面获取注入层及盖层的地层破裂压力。

可选地，获取目标地层中的岩石的岩石力学特性参数包括：在钻井期间，获取目标地层的岩心；确定岩心的岩石力学特性参数；在完井后，获取测井时得到的测井参数；根据确定的岩心的岩石力学特性参数和获取的测井参数，确定地应力剖面和地层破裂压力剖面；根据地应力剖面和地层破裂压力剖面，对目标地层进行压裂测试，以获取岩石力学特性实际参数；将获取的岩石力学特性实际参数作为目标地层中的岩石的岩石力学特性参数。

也即，利用地层破裂压力参数等数据，进行深剖地层测试压裂设计，确定压裂参数。进行测试压裂,从而获取实际地下地层的岩石力学参数，利用准确的地下地层岩石力学特性资料对地层破裂压力进行反演分析，得出更为准确的地层破裂压力数据，即对深层的测试压裂试验数据，获取更准确的地层力学参数标定数据，再此基础上再对测井资料进行反演，得出准确的地层破裂压力剖面。。将获取的岩石力学特性实际参数作为目标地层中的岩石的岩石力学特性参数，可以通过对深部远离上部注入层进行测试压裂获取地层岩石力学参数。

可选地，在向目标地层注入气体的过程中，按照安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止目标地层或盖层破裂包括：在向目标地层注入气体的过程中，检测向目标地层中注入气体时的速度是否达到预设注入速度；检测向目标地层中注入气体时所需要的压力是否达到预设注入压力；若注入气体时的速度已达到预设注入速度，而注入气体时所需要的压力未达到预设注入压力，则以预设注入速度为定速，将气体注入目标地层；若注入气体时的速度未达到预设注入速度，而注入气体时所需要的压力已达到预设注入压力，则以预设注入压力为定压，将气体注入目标地层。

也即，可以进行定压、定速注入气体，当注入速度达到需要的注入速度即预设注入速度，而注入压力低于控制压力时，采取定速注入，当注入速度未达到需要的注入速度，而压力已达到控制压力时，按定压注入。

可选地，在向目标地层注入气体的过程中，按照安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止目标地层或盖层破裂之后，方法还包括：检测注入气体时所需要的压力对应的压力值是否达到了安全压力值的临界值；若是，则进行告警，以防止注入气体时所需要的压力突破安全压力值对应的安全压力。在注入过程中控制注入压力考虑压力波动情况下，始终在此压力取一个安全系数之下，从而保证地层不产生破裂裂缝。

为了达到在注入时是否已经达到安全压力值，能够及时的采取相应的措施防止地下注入层出现新的裂缝与破裂，建立地面压力控制与告警机制，避免压力突破注入安全压力值。对地层破裂压力取一个合理的安全系数控制值，此压力为注入时需控制压力，达到了预警的目的。

实施例2

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种注入压力控制装置，图2是根据本发明实施例的一种可选的注入压力控制装置的示意图，包括：获取单元20，用于在向目标地层注入气体之前，获取目标地层的地层破裂压力参数；确定单元40，用于根据地层破裂压力参数，确定安全压力值；控制单元60，用于在向目标地层注入气体的过程中，按照安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止目标地层或盖层破裂，其中，目标地层位于盖层之下。

通过上述实施方式，达到了在低渗透地层注入气体的目的，从而实现了注入安全，防止地下注入层出现新的裂缝与破裂的技术效果，进而解决了相关技术中低渗透地层安全注入CO2气体的技术问题。

可选地，获取单元包括：获取模块，用于获取目标地层中的岩石的岩石力学特性参数；分析模块，用于利用获取的岩石力学特性参数，对目标地层的地层破裂压力进行反演分析；确定模块，用于根据反演分析结果，确定目标地层的地层破裂压力参数。

可选地，获取模块包括：第一获取子模块，用于在钻井期间，获取目标地层的岩心；第一确定子模块，用于确定岩心的岩石力学特性参数；第二获取子模块，用于在完井后，获取测井时得到的测井参数；第二确定子模块，用于根据确定的岩心的岩石力学特性参数和获取的测井参数，确定地应力剖面和地层破裂压力剖面；测试子模块，用于根据地应力剖面和地层破裂压力剖面，对目标地层进行压裂测试，以获取岩石力学特性实际参数；第三确定子模块，用于将获取的岩石力学特性实际参数作为目标地层中的岩石的岩石力学特性参数。

可选地，控制单元包括：第一检测模块，用于在向目标地层注入气体的过程中，检测向目标地层中注入气体时的速度是否达到预设注入速度；第二检测模块，用于检测向目标地层中注入气体时所需要的压力是否达到预设注入压力；第一控制模块，用于在注入气体时的速度已达到预设注入速度，而注入气体时所需要的压力未达到预设注入压力的情况下，以预设注入速度为定速，将气体注入目标地层；第二控制模块，用于在注入气体时的速度未达到预设注入速度，而注入气体时所需要的压力已达到预设注入压力的情况下，以预设注入压力为定压，将气体注入目标地层。

可选地，上述装置还包括：检测单元，用于在向目标地层注入气体的过程中，按照安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止目标地层或盖层破裂之后，检测注入气体时所需要的压力对应的压力值是否达到了安全压力值的临界值；告警单元，用于在是的情况下，进行告警，以防止注入气体时所需要的压力突破安全压力值对应的安全压力。

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是相对应的，在此不再赘述。

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。

Claims (6)

1.一种注入压力控制方法，其特征在于，包括：

在向目标地层注入气体之前，获取所述目标地层的地层破裂压力参数；

根据所述地层破裂压力参数，确定安全压力值；

在向所述目标地层注入气体的过程中，按照所述安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止所述目标地层或盖层破裂，其中，所述目标地层位于所述盖层之下；

其中，获取所述目标地层的地层破裂压力参数包括：获取所述目标地层中的岩石的岩石力学特性参数；利用获取的所述岩石力学特性参数，对所述目标地层的地层破裂压力进行反演分析；根据反演分析结果，确定所述目标地层的地层破裂压力参数；

其中，获取所述目标地层中的岩石的岩石力学特性参数包括：在钻井期间，获取所述目标地层的岩心；确定所述岩心的岩石力学特性参数；在完井后，获取测井时得到的测井参数；根据确定的所述岩心的岩石力学特性参数和获取的所述测井参数，确定地应力剖面和地层破裂压力剖面；根据所述地应力剖面和所述地层破裂压力剖面，对所述目标地层进行压裂测试，以获取岩石力学特性实际参数；

将获取的所述岩石力学特性实际参数作为所述目标地层中的所述岩石的岩石力学特性参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在向所述目标地层注入气体的过程中，按照所述安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止所述目标地层或盖层破裂包括：

在向所述目标地层注入气体的过程中，检测向所述目标地层中注入气体时的速度是否达到预设注入速度；

检测向所述目标地层中注入气体时所需要的压力是否达到预设注入压力；

若注入气体时的速度已达到所述预设注入速度，而注入气体时所需要的压力未达到所述预设注入压力，则以所述预设注入速度为定速，将气体注入所述目标地层；

若注入气体时的速度未达到所述预设注入速度，而注入气体时所需要的压力已达到所述预设注入压力，则以所述预设注入压力为定压，将气体注入所述目标地层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在向所述目标地层注入气体的过程中，按照所述安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止所述目标地层或盖层破裂之后，所述方法还包括：

检测注入气体时所需要的压力对应的压力值是否达到了所述安全压力值的临界值；

若是，则进行告警，以防止注入气体时所需要的压力突破所述安全压力值对应的安全压力。

4.一种注入压力控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于在向目标地层注入气体之前，获取所述目标地层的地层破裂压力参数；

确定单元，用于根据所述地层破裂压力参数，确定安全压力值；

控制单元，用于在向所述目标地层注入气体的过程中，按照所述安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止所述目标地层或盖层破裂，其中，所述目标地层位于所述盖层之下；

其中，所述获取单元包括：获取模块，用于获取所述目标地层中的岩石的岩石力学特性参数；分析模块，用于利用获取的所述岩石力学特性参数，对所述目标地层的地层破裂压力进行反演分析；确定模块，用于根据反演分析结果，确定所述目标地层的地层破裂压力参数；

其中，所述获取模块包括：第一获取子模块，用于在钻井期间，获取所述目标地层的岩心；第一确定子模块，用于确定所述岩心的岩石力学特性参数；第二获取子模块，用于在完井后，获取测井时得到的测井参数；第二确定子模块，用于根据确定的所述岩心的岩石力学特性参数和获取的所述测井参数，确定地应力剖面和地层破裂压力剖面；测试子模块，用于根据所述地应力剖面和所述地层破裂压力剖面，对所述目标地层进行压裂测试，以获取岩石力学特性实际参数；第三确定子模块，用于将获取的所述岩石力学特性实际参数作为所述目标地层中的所述岩石的岩石力学特性参数。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括：

第一检测模块，用于在向所述目标地层注入气体的过程中，检测向所述目标地层中注入气体时的速度是否达到预设注入速度；

第二检测模块，用于检测向所述目标地层中注入气体时所需要的压力是否达到预设注入压力；

第一控制模块，用于在注入气体时的速度已达到所述预设注入速度，而注入气体时所需要的压力未达到所述预设注入压力的情况下，以所述预设注入速度为定速，将气体注入所述目标地层；

第二控制模块，用于在注入气体时的速度未达到所述预设注入速度，而注入气体时所需要的压力已达到所述预设注入压力的情况下，以所述预设注入压力为定压，将气体注入所述目标地层。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

检测单元，用于在向所述目标地层注入气体的过程中，按照所述安全压力值，控制注入气体时所需要的压力，以防止所述目标地层或盖层破裂之后，检测注入气体时所需要的压力对应的压力值是否达到了所述安全压力值的临界值；

告警单元，用于在是的情况下，进行告警，以防止注入气体时所需要的压力突破所述安全压力值对应的安全压力。

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