一种深部浅部地层联合封存CO2的方法与流程

本发明涉及环保，特别涉及一种深部浅部地层联合封存co2的方法。

背景技术：

1、石油、煤炭等化石燃料仍是当前主要能源消费构成，co2的大量排放将严重威胁人类赖以生存的地球环境。随着近年来绿色低碳理念的普及以及生态文明建设的需要。

2、co2地质封存技术被认为是大规模处置co2的有效手段，该技术将油气藏、深部咸水以及不可开采煤层等作为封存地点，并进行了大量示范工程。在这些地质体中，co2的封存依赖于一系列的封存机理，包括构造封存、残余气封存、溶解封存以及矿物封存。其中，将co2转化为固体矿物是最安全、泄漏风险最低的封存机理，但常规地质体(例如深部咸水层)中可用于固碳的矿物的质量分数较少，注入的大部分co2会以游离态形式长期存在于封存储层中，对地质构造的封闭条件依赖度高，co2泄漏风险大，需要在注入期间以及停注之后的很长时间内采取必要的监测手段，以确保co2封存的安全性，这大大增加了co2地质封存工程的成本。

3、此外，co2注入常规地质体(例如深部咸水层)进行封存，一定程度上将使得地层压力升高。地层压力升高一方面可能带来地质不稳定因素；另一方面，为了防止地层压力过分升高，将采取减少注入量的措施，这样一来co2的储量/注入量将受到地层压力的限制。为了减少地层压力的上升、同时提高地质体对co2的储量/注入量，可以采用co2驱替咸水技术，即通过将co2注入深部咸水层，通过驱替作用将咸水从深部咸水层中驱赶采出，提高地下空间的容量，然后再对采出的咸水进行咸水处理，其过程如图1所示。但是，目前的环保政策要求针对深部咸水层中采出的咸水进行淡化处理后，作为污水排放，而当前的法律法规政策对采出咸水的环保处理有相当高的要求，导致咸水处理的费用高昂，进而大大提高了co2地质封存成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种深部浅部地层联合封存co2的方法。本发明提供的方法充分利用深部和浅部地质体，提高封存效率，而且，本发明方法使咸水得到充分利用，且不需要采出地面，减少了咸水处理费用和污水排放相关的环保问题。

2、本发明提供了一种深部浅部地层联合封存co2的方法，包括以下步骤：

3、s1、选取地层：

4、按照以下条件选取地质封存区：

5、1)800m深度以下含有深部咸水层；

6、2)所述深部咸水层上方的上覆盖层的完整性良好；

7、3)所述上覆盖层的上方有浅部玄武岩储层；

8、s2、布井：

9、在所述深部咸水层的地层上方布置co2深部封存注入井1，所述co2深部封存注入井1的下端通入所述深部咸水层；

10、在所述浅部玄武岩储层的地层上方co2浅部封存注入井2，所述co2浅部封存注入井2的下端通入所述浅部玄武岩储层；

11、在所述浅部玄武岩储层的下方布置井段3，所述井段3的下端通入所述深部咸水层；

12、s3、封存co2：

13、将co2经由co2深部封存注入井1注入深部咸水层，并驱动深部咸水层中的咸水经由所述井段3进入浅部玄武岩储层；

14、将co2经由co2浅部封存注入井2注入浅部玄武岩储层，与浅部玄武岩储层中的咸水进行反应。

15、优选的，所述co2深部封存注入井1与co2浅部封存注入井2之间的间距为2～4km。

16、优选的，步骤s1中，所述深部咸水层的孔隙度为15％～40％，渗透率为30～1000md。

17、优选的，步骤s1中，所述上覆盖层的孔隙度为＜5％，渗透率为＜0.1md。

18、优选的，步骤s1中，选取地层的条件还包括：4)地质封存区内没有大断裂。

19、本发明提供的方法，将咸水由深部地层的咸水层(岩石成分为砂岩)引至浅部地层的玄武岩储层。玄武岩与砂岩是两种不同类型的岩石，对co2的封存原理也不同，砂岩主要通过孔隙中的咸水溶解co2，玄武岩直接与co2发生矿化反应实现封存目标，但矿化过程中需要用咸水将co2溶解以提高反应速率。在本发明方案下，咸水得到充分利用，不需要采出地面，减少了咸水处理的一系列费用和与污水排放相关的环保问题。同时co2在浅地层矿化封存，生成沉淀，可以进一步提高co2封存地层的密封性，降低深部地层的co2逃逸的可能性。

技术特征：

1.一种深部浅部地层联合封存co2的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述co2深部封存注入井1与co2浅部封存注入井2之间的间距为2～4km。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述深部咸水层的孔隙度为15％～40％，渗透率为30～1000md。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述上覆盖层的孔隙度为＜5％，渗透率为＜0.1md。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，选取地层的条件还包括：4)地质封存区内没有大断裂。

技术总结
本发明提供了一种深部浅部地层联合封存CO2的方法。本发明提供的方法，先按照一定条件选取地层，然后结合选取的地层按照一定方式布井，然后再进行封存CO2。本发明的方法，充分利用深部和浅部地质体，提高封存效率；而且将深部咸水层与浅部玄武岩结合，浅部玄武岩固碳后生成沉淀，还可以有效阻隔深部咸水层中封存的CO2泄露至浅表；另外，深部咸水原地利用，解决了咸水采出带来的环保问题，节约了高昂的水处理费用。

技术研发人员：周娟,荆铁亚,徐元强,李寿君,王波,聂耀武,刘练波
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14