Ученые Центра Хериот-Ватт разработали методику прогноза динамики связывания углекислого газа при его закачке в глубокозалегающие водоносные пласты для хранения.

Геологическое хранение CO₂ — перспективный метод снижения концентрации антропогенных выбросов в атмосфере, который активно внедряется в мировую практику. При реализации проектов геологического хранения углекислый газ с помощью скважин закачивается в глубокие формации. Долгосрочное хранение углекислого газа в таком резервуаре обеспечивается за счет того, что он взаимодействует с частицами горных пород и растворяется в пластовом флюиде. Таким образом, с течением времени доля свободного газа в пласте уменьшается, так как он переходит в связанное состояние.

Одним из показателей для оценки безопасности геологического хранения диоксида углерода является коэффициент эффективности захвата, то есть отношения доли CO₂, которая перешла в связанное состояние, к начальному объему закачанного газа. При этом прогноз динамики связывания CO₂ зависит от большого количества параметров. Это значительно затрудняет процесс полномасштабного моделирования.

Эксперты Центра Хериот-Ватт создали модель для оценки динамики связывания углекислого газа за счет взаимодействия с породой и растворения в пластовой воде. Модель учитывает большое количество параметров процесса и имеет высокую точность прогноза. Это упростит и ускорит оценку объектов при подборе резервуаров хранения. Результаты работы опубликованы в журнале Expert Systems with Applications (Q1; IF:8,665).

«Система работает следующим образом. Сначала модель обучается на основе предоставленных ей исходных данных, которые представляют собой множество пар: «входная переменная» и соответствующий ей «результат». Наша модель получает на входе 5450 рядов данных. После чего она определяет зависимость между переменными и результатом, а затем учится прогнозировать аналогичные зависимости на новых данных. После обучения модель способна выполнять прогноз целевых показателей с высокой точностью».

Шадфар Давуди, инженер-исследователь Центра Хериот-Ватт

Добиться более высокой точности прогноза удалось благодаря большому объему обучающей выборки и детальной проработке плана экспериментов. Разработанная модель может применяться при первичной оценке геологических резервуаров для подбора комплексов хранения углекислого газа. В дальнейшем планируется дополнительно улучшить качество прогноза модели за счет оптимизации настроек алгоритма и применения новой методики предобработки исходных данных.