一种基于储层咸水循环的二氧化碳地质封存设备及方法与流程

本发明涉及温室气体减排，具体涉及一种基于储层咸水循环的二氧化碳地质封存设备及方法。

背景技术：

1、在实现可再生能源全面普及之前，传统化石燃料仍然是能源供应的主要来源。ccs可以将二氧化碳捕获并储存起来，减少化石燃料的碳排放，为过渡期提供一个更加可持续和低碳的能源选择。在减少温室气体排放的同时，通过捕捉和储存碳来实现净零排放。ccs可以帮助实现这些目标，使得过渡到碳中和经济更为可行。

2、二氧化碳咸水层储存技术：地球上存在大量的适合二氧化碳储存的咸水层。将二氧化碳气体在地面上输送到合适的地点，然后通过注入井将其注入深层咸水层。咸水层由非透水的盖层封闭，形成一个稳定的封存区域。二氧化碳溶解在咸水层，并与储层岩石反应形成固碳矿物，同时，上覆的盖层岩石也可作为密封层，防止其逸出到地表。目前二氧化碳咸水层储存技术存在的问题：

3、①二氧化碳需要加工为超临界状态再注入，所需要的温度、压力要求较高，要达到相应的温度及压力所需要的成本较高。

4、②二氧化碳注入咸水层后主要以超临界状态存在，超临界二氧化碳密度大于咸水层中咸水密度，超临界二氧化碳会向上运移，泄露风险较大。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种基于储层咸水循环的二氧化碳地质封存设备及方法，旨在解决现有技术中的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种基于储层咸水循环的二氧化碳地质封存设备，包括开采井组、注入井组、输送泵组和二氧化碳混合器，所述开采井组和所述注入井组分别竖直延伸，其下端分别用于延伸至地表之下的储层内，且其上端分别用于延伸至地表之上并通过输送管路组连通；所述输送泵组固定安装在所述输送管路组上，用于将所述开采井组内的咸水送至所述注入井组内；

4、所述二氧化碳混合器与所述输送管路组或所述注入井组连通，用于将二氧化碳送入所述输送管路组或所述注入井组内，以混合形成饱和二氧化碳的咸水并储存在储层内。

5、本发明的有益效果是：二氧化碳封存过程中，输送泵组通过输送管路组将开采井组内的咸水送至注入井组内，同时二氧化碳混合器将二氧化碳送入输送管路组或注入井组内，以混合形成饱和二氧化碳的咸水并储存在储层内，封存方便快捷，性质稳定。

6、本发明实现将二氧化碳储存于地表以下的储存内，二氧化碳在储层中性质较为稳定，有助于提高封存效率和储层容纳能力，成本低。

7、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

8、进一步，所述注入井组包括一个注入井，所述开采井组包括至少一个开采井，所述输送管路组包括至少一个与所述开采井一一对应的输送管路，每个所述输送管路的两端分别与所述注入井的上端和对应所述开采井的上端连通；所述输送泵组包括至少一个与所述输送管路一一对应的输送泵，每个所述输送泵均固定安装在对应所述输送管路上；所述二氧化碳混合器包括二氧化碳混合组件，所述二氧化碳混合组件安装在所述注入井内。

9、采用上述进一步方案的有益效果是二氧化碳封存过程中，输送泵通过输送管路将开采井内的咸水送至注入井内，同时二氧化碳混合组件将二氧化碳送入注入井内，以混合形成饱和二氧化碳的咸水并储存在储层内，封存方便快捷，性质稳定。

10、进一步，所述注入井组包括一个注入井，所述开采井组包括至少一个开采井，所述输送管路组包括至少一个与所述开采井一一对应的输送管路，每个所述输送管路的两端分别与所述注入井的上端和对应所述开采井的上端连通；所述输送泵组包括至少一个与所述输送管路一一对应的输送泵，每个所述输送泵固定安装在对应所述输送管路上；

11、所述二氧化碳混合器包括至少一个与所述输送管路一一对应的二氧化碳混合组件，每个所述二氧化碳混合组件均安装在对应的所述输送管路上。

12、采用上述进一步方案的有益效果是二氧化碳封存过程中，输送泵通过输送管路将开采井内的咸水送至注入井内，同时二氧化碳混合组件将二氧化碳送入输送管路内，以混合形成饱和二氧化碳的咸水注入上述注入井内后储存在储层内，封存方便快捷，性质稳定。

13、进一步，所述开采井组包括多个所述开采井，多个所述开采井呈圆周均匀间隔围设在所述注入井的周围。

14、采用上述进一步方案的有益效果是开采井的数量设计合理，进一步提高二氧化碳封存的效率。

15、进一步，所述开采井组包括一个开采井，所述注入井组包括至少一个注入井，所述输送管路组包括至少一个与所述注入井一一对应的输送管路，每个所述输送管路的两端分别与所述开采井的上端和对应所述注入井的上端连通；所述输送泵组包括至少一个与所述输送管路一一对应的输送泵，每个所述输送泵均固定安装在对应所述输送管路上；

16、所述二氧化碳混合器包括至少一个与所述输送管路一一对应的二氧化碳混合组件，每个所述二氧化碳混合组件均安装在对应的所述输送管路上。

17、采用上述进一步方案的有益效果是二氧化碳封存过程中，输送泵通过输送管路将开采井内的咸水送至注入井内，同时二氧化碳混合组件将二氧化碳送入输送管路内，以混合形成饱和二氧化碳的咸水注入上述注入井内后储存在储层内，封存方便快捷，性质稳定。

18、进一步，所述开采井组包括一个开采井，所述注入井组包括至少一个注入井，所述输送管路组包括至少一个与所述注入井一一对应的输送管路，每个所述输送管路的两端分别与所述开采井的上端和对应所述注入井的上端连通；所述输送泵组包括至少一个与所述输送管路一一对应的输送泵，每个所述输送泵均固定安装在对应所述输送管路上；

19、所述二氧化碳混合器包括至少一个与所述输送管路一一对应的二氧化碳混合组件，每个所述二氧化碳混合组件均安装在对应所述注入井内。

20、采用上述进一步方案的有益效果是二氧化碳封存过程中，输送泵通过输送管路将开采井内的咸水送至注入井内，同时二氧化碳混合组件将二氧化碳送入注入井内，以混合形成饱和二氧化碳的咸水并储存在储层内，封存方便快捷，性质稳定。

21、进一步，所述注入井组包括多个所述注入井，多个所述注入井呈圆周均匀间隔围设在所述开采井的周围。

22、采用上述进一步方案的有益效果是注入井的数量设计合理，进一步提高二氧化碳封存的效率。

23、进一步，所述二氧化碳混合组件包括输入管路和输出管路，所述输入管路竖直固定安装在对应所述注入井内，其上端延伸至所述注入井的上端外，用于连通二氧化碳供气设备，且其下端固定安装有单向阀；所述输入管路的下端固定连接并连通有驱动件，所述输出管路竖直安装在所述驱动件的下方，其上端与所述驱动件的驱动端固定连接并连通，且其上均匀间隔设有若干内外贯穿的曝气孔。

24、采用上述进一步方案的有益效果是封存过程中，二氧化碳供气设备将二氧化碳送入输入管路内，同时通过驱动件驱动输出管路旋转，使得进入输出管路内的二氧化碳经若干曝气孔排至注入井内，并与注入井内的咸水混合形成二氧化碳饱和的咸水并储存于储层内，储存效率高。

25、进一步，每个所述二氧化碳混合组件均包括外壳和搅拌件，每个所述输送管路上均设有断口，所述外壳固定安装在所述断口处，其两端分别与所述断口的两端连通；所述外壳上设有内外贯穿的二氧化碳注入口，所述二氧化碳注入口用于连通二氧化碳供气设备；所述搅拌件安装在所述外壳内。

26、采用上述进一步方案的有益效果是封存过程中，二氧化碳供气设备将二氧化碳送入外壳内，同时咸水同样被送入外壳内，并通过搅拌件搅拌形成二氧化碳饱和的咸水，二氧化碳饱和的咸水被送入注入井内，并储存于上述储层内。

27、本发明还涉及一种采用如上所述的基于储层咸水循环的二氧化碳地质封存设备的方法，包括以下具体步骤：

28、输送泵组通过输送管路组将开采井组内的咸水送至注入井组内，同时通过二氧化碳混合器将二氧化碳送至所述输送管路组或所述注入井组内混合并形成饱和二氧化碳的咸水，饱和二氧化碳的咸水储存于储层内。

29、采用上述进一步方案的有益效果是本发明提供一种二氧化碳封存方法，该方法实现将二氧化碳储存于地表以下的储存内，二氧化碳在储层中性质较为稳定，有助于提高封存效率和储层容纳能力，成本低。