CO?封存许可区遗留井筛选方法比较:基于QGIS的挪威近海应用研究

《Greenhouse Gases: Science and Technology》:A Comparison of Screening Methods for Assessing Legacy Wells Within CO2 Storage Licences: Application to Offshore Norway

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月19日 来源:Greenhouse Gases: Science and Technology 2.8

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   遗留井(legacy wells)是海上CO?封存项目(offshore CO? storage projects)的关键考虑因素,若其建造不良、缺乏文件记录或弃置不充分,可能构成流体或气体运移的潜在通道。由于数据可用性不均一以及现有评估方法的多样性,系统

  


遗留井(legacy wells)是海上CO?封存项目(offshore CO? storage projects)的关键考虑因素,若其建造不良、缺乏文件记录或弃置不充分,可能构成流体或气体运移的潜在通道。由于数据可用性不均一以及现有评估方法的多样性,系统评估大量遗留井仍具挑战性。本研究提出了一个基于QGIS的开源框架(open-source QGIS-based framework),整合井建造数据、地质背景及多种既有筛选方法,从而在许可区尺度(licence scale)上实现透明且可复现的遗留井筛选。研究人员将该框架应用于挪威大陆架(Norwegian Continental Shelf)的两个海上CO?封存许可区,覆盖了数十年间钻探的遗留井,反映出不同的建造与弃置实践。结果表明,不同筛选方法应用于同一批井时会产生系统性不同的分类,凸显了遗留井筛选的方法依赖性。筛选结果在许可区内及许可区之间存在显著差异,且不能仅由钻井年份或井深等单一井属性解释,这强调了采用多准则筛选方法而非依赖单一替代指标的必要性。研究对少量此前报告有海底气体出现的井进行了背景比较分析。这些井显示出异质的筛选结果,且量化甲烷(CH4)通量数据的有限性排除了关于筛选结果与泄漏行为之间关系的任何一般性推断。所提出的框架并不取代详细的井完整性分析(well integrity analysis)或风险评估(risk assessment),而是为许可区层面的早期筛选和遗留井优先级排序提供了一种实用、透明且空间化(spatially enabled)的方法,为海上CO?封存项目的场地评估和监管审查提供支持。
**论文解读文章**

**研究背景与现存问题**

全球油气行业在过去一个世纪钻探了数以百万计的井,估计全球总数介于600万至2900万口之间。现代井的封堵弃置(Plugging and Abandonment, P&A)遵循严格法规,如挪威的NORSOK D-10标准、英国的OGUK弃置指南及欧盟的CO?地质封存指令等,但大量遗留井在相关标准建立之前即已完成弃置。历史上,成本控制、恶劣作业条件和有限监管往往导致弃置程序不完整,使这些井成为地下流体自深层向浅部地层或地表运移的潜在泄漏通道。随着能源转型加速,地下构造被考虑用于CO?封存或氢能存储,然而遗留井并非为承受长期循环化学与机械应力而设计,CO?饱和盐水或抬升的孔隙压力可能造成水泥退化与套管腐蚀。因此,系统评估和优先处理遗留井对安全复用地下储层至关重要。欧洲北海因高储存容量和较高公众接受度成为CO?封存部署的核心区域,区域内已钻探约21000口井。现有评估方法,如TNO的CASSIF方法、Performance and Risk Management方法与CO? PENS框架等,虽对理解井完整性有重要贡献,但应用往往彼此割裂,结果通常被孤立分析,跨方法的空间整合与比较可视化鲜有开展。即使欧洲监管框架已设定弃置最低标准,仍亟需一种能将多样化评估方法综合为连贯、空间化工作流程的统一方案。

**研究内容与总体结论**

研究人员开发了名为SCREEN4WELL的开源QGIS插件框架,该框架整合井建造数据、地质背景表示和三种互补的评估方法于同一地理信息系统(Geographic Information System, GIS)工作流中,并应用于挪威大陆架两个CO?封存许可区EXL002(Smeaheia)与EXL007(Sleipner附近),共评估13口遗留井,另纳入5口有海底CH?观测的井进行比较分析。研究得出三方面总体结论:第一,不同筛选方法应用于同一批井会产生系统性不同的分类,说明遗留井筛选本质上依赖于方法选择;第二,筛选结果在许可区内及许可区之间存在显著差异,无法仅由钻井年份或井深等单一属性解释,必须采用多准则筛选方法;第三,量化甲烷通量数据的有限性排除了筛选结果与泄漏行为之间一般关系的推断,筛选产出应理解为优先级排序的指示指标,而非泄漏风险或完整性性能的直接度量。

**关键技术方法**

研究依赖挪威近海管理局(Norwegian Offshore Directorate)公开的地球空间与技术数据集,样本队列涵盖EXL002许可区5口井、EXL007许可区8口井(另有3口因保密或浅层无可用数据被排除)及5口有海底气体观测的井。主要方法包括:①在QGIS中构建SCREEN4WELL框架,以JSON项目文件关联CSV数据表存储井元数据、套管与水泥信息、桥塞位置和地层分层,并提供单井可视化与多井管道图(plumbing diagram)功能;②实施三种筛选方法——Cahill和Samano的层级分类(基于井龄、类型、偏差等有限输入
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