【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于二氧化碳?xì)怏w地質(zhì)封存，具體涉及一種二氧化碳分段注入封存方法。
技術(shù)介紹
1、二氧化碳是導(dǎo)致全球變暖的重要因素，為了盡可能減少溫室氣體排放，緩解全球氣候變化趨勢(shì)，將收集或鋪集到的二氧化碳成壓縮液的形式注入地下巖石構(gòu)造中進(jìn)行封存，減少二氧化碳排放的二氧化碳地質(zhì)封存技術(shù)逐漸得到人們的關(guān)注。
2、但是，將二氧化碳?jí)嚎s液通過(guò)井筒直接注入巖層(煤層、砂巖、咸水層)后，由于二氧化碳相變后會(huì)在巖石體內(nèi)的一定范圍具有運(yùn)移和吸收速度固定的特征，即當(dāng)二氧化碳在巖層中的注入量達(dá)到一定程度后，會(huì)在局部范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)飽和(巖層在一定范圍內(nèi)達(dá)到吸收最大飽和度)，形成一個(gè)二氧化碳邊界吸收圈(類比氣藏圈)，導(dǎo)致二氧化碳?xì)怏w的擴(kuò)散范圍受到限制，也就是說(shuō)，煤層、砂巖、咸水層對(duì)二氧化碳的吸收量在局部范圍內(nèi)達(dá)到飽和后不會(huì)隨著二氧化碳的持續(xù)注入而增加，最終導(dǎo)致二氧化碳?xì)怏w擴(kuò)散速率急速降低，巖層整體吸收性出現(xiàn)不均勻、不充分，降低了巖層吸收效率，延長(zhǎng)了封存施工周期。
3、綜上所述，巖層(煤層、砂巖、咸水層)對(duì)二氧化碳的吸收無(wú)法達(dá)到整體飽和及均勻性吸收的效果，極大地降低了巖層對(duì)二氧化碳的地質(zhì)封存利用程度，同時(shí)增加了二氧化碳地質(zhì)封存工程的施工周期，亟需改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷和不足，本專利技術(shù)提供一種二氧化碳分段注入封存方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的巖層(煤層、砂巖、咸水層)對(duì)二氧化碳的吸收無(wú)法達(dá)到整體飽和、無(wú)法實(shí)現(xiàn)均勻性吸收的技術(shù)問(wèn)題。
2、為達(dá)到上述目的，本專利技
3、一種二氧化碳分段拖注封存方法，所述方法通過(guò)二氧化碳分段注入封存裝置實(shí)現(xiàn)，所述二氧化碳分段注入封存裝置包括由后向前同軸連接設(shè)置的噴射器、丟手、過(guò)油管封隔器和導(dǎo)向頭，所述噴射器上沿周向設(shè)置有若干個(gè)噴射眼；
4、所述方法包括以下步驟：
5、步驟1、確定二氧化碳封存層以及位于二氧化碳封存層內(nèi)的封存區(qū)域，并將封存區(qū)域劃分為多個(gè)依次連接設(shè)置的封存段，多個(gè)依次連接設(shè)置的封存段包括第一封存段、第二封存段、...、第n封存段；根據(jù)前期勘探得到的地質(zhì)資料確定每個(gè)封存段內(nèi)的甲烷儲(chǔ)量；根據(jù)甲烷儲(chǔ)量確定每個(gè)封存段內(nèi)的二氧化碳理論封存注入量；
6、步驟2、在封存區(qū)域內(nèi)施工水平定向鉆孔并下入套管固孔；
7、步驟3、采用連續(xù)油管將二氧化碳分段注入封存裝置推送到第一封存段與第二封存段交界處；利用所述噴射眼對(duì)套管進(jìn)行水力噴砂射孔作業(yè)，以在第一封存段內(nèi)的全段套管管壁上形成篩孔；
8、步驟4、下放連續(xù)油管帶動(dòng)二氧化碳分段注入封存裝置至第一封存段底部；
9、步驟5、進(jìn)行二氧化碳注入作業(yè)，至充注量達(dá)到該封存段內(nèi)的二氧化碳理論封存注入量后停止注入；
10、步驟6、上提連續(xù)油管，利用過(guò)油管封隔器坐封所述套管，繼續(xù)上提連續(xù)油管至丟手與所述噴射器脫離，將所述噴射器提出井口；
11、步驟7、采用連續(xù)油管將二氧化碳分段注入封存裝置推送到第二封存段與第三封存段交界處；利用所述噴射眼對(duì)套管進(jìn)行水力噴砂射孔作業(yè)，以在第二封存段內(nèi)的全段套管管壁上形成篩孔；下放連續(xù)油管帶動(dòng)二氧化碳分段注入封存裝置至第二封存段底部；
12、步驟8、重復(fù)步驟5和步驟6，完成第二封存段內(nèi)的二氧化碳注入作業(yè)；
13、以此類推，直至完成第n封存段內(nèi)的二氧化碳注入作業(yè)。
14、本專利技術(shù)還具有以下技術(shù)特征：
15、具體的，步驟1所述的二氧化碳封存層包括煤層和砂巖層。
16、更進(jìn)一步的，所述過(guò)油管封隔器和導(dǎo)向頭之間還設(shè)置有單向閥。
17、更進(jìn)一步的，所述噴射器依次通過(guò)扶正器和連續(xù)油管管接頭與連續(xù)油管相連。
18、更進(jìn)一步的，步驟1所述的每個(gè)封存段內(nèi)的二氧化碳理論封存注入量通過(guò)以下公式確定：
19、
20、式中：
21、q1為封存段內(nèi)的二氧化碳理論封存注入量，單位為m3；q2為封存段內(nèi)的甲烷儲(chǔ)量，單位為m3；n1為co2分子量；n2為ch4分子量；ρ1為封存段內(nèi)co2氣體的密度，單位為g/m3；ρ2為封存段內(nèi)ch4氣體的密度，單位為g/m3；x為封存段內(nèi)ch4氣體的孔隙體積百分比；m1為被封存段吸附的co2氣體的質(zhì)量，單位為g；m2為被封存段吸附的ch4氣體的質(zhì)量，單位為g；ρf1為平衡條件下的co2氣體的自由氣體密度，單位為g/m3；ρf2為平衡條件下的ch4氣體的自由氣體密度，單位為g/m3；va1為co2氣體的絕對(duì)吸附量，單位為cm3/g；va2為ch4氣體的絕對(duì)吸附量，單位為cm3/g；vg1為co2氣體的的gibbs吸附量，單位為cm3/g；vg2為ch4氣體的的gibbs吸附量，單位為cm3/g，ω為修正系數(shù)，當(dāng)二氧化碳封存層為煤層時(shí)，0.8≤ω≤1.0，當(dāng)二氧化碳封存層為砂巖層時(shí)，0.6≤ω≤0.9。
22、更進(jìn)一步的，步驟3所述的水力噴砂射孔作業(yè)的射孔壓力為18～20mp，噴射排量為2.0～2.5m3/min，噴射液為清水，射孔磨料為石英砂，且石英砂的粒徑為40～70目，石英砂的砂比為6％-8％。
23、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：
24、本專利技術(shù)公開(kāi)的二氧化碳分段拖注封存方法提供了每個(gè)封存段內(nèi)的二氧化碳理論封存注入量的公式，為二氧化碳分段封存提供了理論依據(jù)，可以有效解決盲目充注導(dǎo)致二氧化碳?xì)怏w的擴(kuò)散范圍受到限制的問(wèn)題；通過(guò)預(yù)先計(jì)算每個(gè)封存段內(nèi)的二氧化碳理論封存注入量，能夠?qū)崿F(xiàn)在巖層封存區(qū)域內(nèi)對(duì)二氧化碳的分段可靠注入封存，使得每個(gè)封存段內(nèi)的二氧化碳的吸收達(dá)到整體飽，且各封存段能夠均勻性吸收，提高了巖層對(duì)二氧化碳的地質(zhì)高效封存和吸收效率，增加了巖層對(duì)二氧化碳的地質(zhì)封存利用程度，降低了二氧化碳地質(zhì)封存工程的施工周期，提高施工效率、降低施工成本。
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1.一種二氧化碳分段拖注封存方法，其特征在于，所述方法通過(guò)二氧化碳分段注入封存裝置實(shí)現(xiàn)，所述二氧化碳分段注入封存裝置包括由后向前同軸連接設(shè)置的噴射器(1)、丟手(2)、過(guò)油管封隔器(3)和導(dǎo)向頭(4)，所述噴射器(1)上沿周向設(shè)置有若干個(gè)噴射眼(5)；
2.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳分段拖注封存方法，其特征在于，步驟1所述的二氧化碳封存層包括煤層和砂巖層。
3.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳分段拖注封存方法，其特征在于，所述過(guò)油管封隔器(3)與導(dǎo)向頭(4)之間還設(shè)置有單向閥(6)。
4.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳分段拖注封存方法，其特征在于，所述噴射器(1)依次通過(guò)扶正器(7)和連續(xù)油管管接頭(8)與連續(xù)油管相連。
5.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳分段拖注封存方法，其特征在于，步驟1所述的每個(gè)封存段內(nèi)的二氧化碳理論封存注入量通過(guò)以下公式確定：
6.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳分段拖注封存方法，其特征在于，步驟3所述的水力噴砂射孔作業(yè)的射孔壓力為18～20MP，噴射排量為2.0～2.5m3/min，噴射液為清水，射孔磨料為石英砂，
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種二氧化碳分段拖注封存方法，其特征在于，所述方法通過(guò)二氧化碳分段注入封存裝置實(shí)現(xiàn)，所述二氧化碳分段注入封存裝置包括由后向前同軸連接設(shè)置的噴射器(1)、丟手(2)、過(guò)油管封隔器(3)和導(dǎo)向頭(4)，所述噴射器(1)上沿周向設(shè)置有若干個(gè)噴射眼(5)；
2.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳分段拖注封存方法，其特征在于，步驟1所述的二氧化碳封存層包括煤層和砂巖層。
3.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳分段拖注封存方法，其特征在于，所述過(guò)油管封隔器(3)與導(dǎo)向頭(4)之間還設(shè)置有單向閥(6)。
4.如...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉磊，董書(shū)寧，王皓，李丹丹，郭小銘，張溪彧，董興玲，張文忠，劉博，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中煤科工西安研究院集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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