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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：一种海洋沉积层多层注抽CO2封存新方法，属于二氧化碳封存技术领域。通过注气平台将二氧化碳注入水合物稳定层以水合物盖层形式封存，防止下部气体向上运移溢出；将二氧化碳注入咸水层进行咸水层封存，实现长期稳定封存。多层封存过程中，通过注气和抽水监测系统实时监测各项参数，保证封存的安全顺利进行。同时，监测发现水合物稳定层或咸水层压力过大时，动态调控注气以及抽水过程维持压力稳定。咸水层压力过大时，停止注气并开始抽水，气体仅注入水合物稳定层，压力稳定后继续注气，反之亦然。采用多层以及交替封存的动态调控方法可以保证二氧化碳气体高效稳定且安全长期的海洋封存。

主权项：1.一种海底沉积层多层注抽CO2封存方法，其特征在于，包括以下步骤：该封存方法采用注气平台1和抽水平台6工作，注气平台1下方设置带有注气监测系统2的注气井3，注气井3穿过沉积层后分别在水合物稳定层延伸出第一注气分支井4和在咸水层延伸出第二注气分支井5；所述第一注气分支井4上设置第一注气开关阀11，第二注气分支井5上设置第二注气开关阀12；所述注气井3的第一注气分支井4和第二注气分支井5内均设有参数传感装置，用于测定对应水合物稳定层和咸水层的参数，同步至注气监测系统2；所述抽水平台6下方设置带有抽水监测系统7的抽水井8，抽水井8穿过沉积层后分别在水合物稳定层设置第一抽水分支井9和在咸水层设置第二抽水分支井10；所述第一抽水分支井9上设置第一抽水开关阀13，第二抽水分支井10上设置第二抽水开关阀14；所述抽水井8的第一抽水分支井9和第二抽水分支井10内设有参数传感装置，用于测定对应水合物稳定层和咸水层的参数并同步至抽水监测系统7；所述封存方法为通过注气平台1的第一注气分支井4和第二注气分支井5分别向水合物稳定层和咸水层内注入二氧化碳气体，过程中通过交替封存动态维持地层稳定性以及提高气体封存量；所述交替封存动态维持地层稳定性以及提高气体封存量的方法，交替封存及注气抽水过程终止条件由所述注气监测系统2和抽水监测系统7监测到的各位置压力值确定；选定地层后，结合二氧化碳封存量计算公式和地层的详细参数，确定水合物稳定层和咸水层的封存临界压力值，根据该值进行交替封存过程； 式中P为封存压力，为地层中的二氧化碳实际注入量，Aw为地层实际占用面积；h为地层高度，φ为地层平均孔隙度，ρCO2为超临界二氧化碳密度，E为封存系数；则水合物稳定层封存临界压力的计算表达式为： 水合物咸水层封存临界压力的计算表达式为： 注气井注入压力为抽水井抽水压力的1.5-2倍，则稳定层抽水井抽水压力：Pl稳定＝0.5-0.8Pg稳定；咸水层抽水井抽水压力：Pl咸水＝0.5-0.8Pg咸水；若水合物稳定层压力达到稳定层封存临界压力值Pg稳定时，关闭第一注气开关阀11，停止向水合物稳定层的注气过程，此时二氧化碳仅注入咸水层，同时开启第一抽水开关阀13，通过第一抽水分支井9抽出水合物稳定层内的海水，降低地层压力，扩大二氧化碳注入空间；当水合物稳定层注气压力值小于0.8倍Pg稳定且第一抽水分支井9压力值小于0.5倍的Pg稳定时，停止抽水进一步注入二氧化碳，过程中由注气监测系统2和抽水监测系统7进行实时观测记录；若咸水层压力达到咸水层封存临界压力值Pg咸水时，关闭第二注气开关阀12，停止向咸水层的注气过程，此时二氧化碳仅注入水合物稳定层，同时开启第二抽水开关阀14，通过第二抽水分支井10抽出咸水层内的海水，降低地层压力，扩大二氧化碳注入空间；当咸水层注气压力值小于0.8倍Pg咸水且第二抽水分支井10压力值小于0.5倍的Pg咸水时，停止抽水进一步注入二氧化碳，过程中由注气监测系统2和抽水监测系统7进行实时观测记录；所述水合物稳定层经过交替注气、抽水的过程，当第一抽水分支井9的压力大于0.8倍Pg稳定时，停止二氧化碳的进一步注入，即水合物稳定层封存过程结束；所述咸水层经过交替注气、抽水的过程，当第二抽水分支井10的压力大于0.8倍Pg咸水时，停止二氧化碳的进一步注入，即水合物稳定层封存过程结束。

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