Groningen 天然气储层诱发地震的控制框架

与天然气生产相关的诱发地震在 Groningen 场等地引发重大的运营和社会挑战。虽然许多研究聚焦于在给定生产情景下预测地震活动，但鲜有研究关注解决逆问题：设计在保持生产目标的同时最小化地震活动的作业策略。本文提出了一种面向控制的 methodology，用于在诱发地震约束下运行 Groningen 场。我们采用耦合孔压扩散与地震率 (SR) 动力学的级联模型，并补充以随机事件生成程序，将连续的 SR 场转换为具有事件时间、位置和震级的合成地震目录。从该目录中，我们估计区域 SR 测量值，并设计一个鲁棒的反馈控制器，用于计算井产量命令以将 SR 调节到所需的参考值，同时满足运营要求，包括规定的生产约束。该提出的控制架构显式地考虑了注入和抽取流量限制（作动机饱和）。由控制器产生的井流在离散时间间隔（数字控制）内更新。我们对建模组件与 Groningen 数据进行验证，并通过不同情景的数值实验来说明该方法，包括各种控制更新周期和增益选择，以及结合生产和补偿注入（例如氮气回注）。结果表明，所提出的框架能够在控制的方式下降低地震水平，同时最大化生产目标。