[发明专利]一种利用原位热解后的有机矿层进行碳封存的方法

说明书

本发明属于二氧化碳地质封存和捕捉技术领域，公开了一种利用原位热解后的有机矿层进行碳封存的方法；是在有机矿层原位高效热解的基础上，利用热解后矿层内部大量的孔裂隙空间进行碳的物理封存，以及利用热解后矿层内部大量的游离金属离子进行碳的化学封存，从而对二氧化碳进行高效稳定封存的方法。在原位热解后的矿层中注入水使得矿层内部的钙镁离子溶解到水中，为二氧化碳与钙镁离子的反应提供良好条件；形成物理封存和化学封存的双重封存技术；本发明尤其适用于利用300m以深不同厚度的原位热解后的有机矿层对二氧化碳的封存。

技术领域

本发明涉及二氧化碳地质封存和捕捉技术领域，具体为一种利用原位热解后的有机矿层进行碳封存的方法。

背景技术

煤炭等化石能源燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳温室气体以及其它有毒有害气体，造成十分严峻的环境和生态问题。将大气中的二氧化碳高效永久封存在地下是“双碳”背景和要求下行之有效的方法。通过原位注热开采的方式可将地下的有机岩石热解形成油气产物排采到地面，而热解后的矿层依然留存于地下，起到支撑覆岩和控制地表变形的作用。充分利用巨大储量的地下资源进行碳捕捉和封存可以大量减少大气中二氧化碳的含量。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种利用原位热解后的有机矿层进行碳封存的方法；是一种在有机矿层原位高效热解的基础上，充分利用热解后矿层内部大量的孔裂隙空间进行碳的物理封存，以及利用热解后矿层内部大量的游离金属离子进行碳的化学封存，从而对二氧化碳进行高效稳定封存的方法。解决目前二氧化碳排放过量的问题，使之可以高效稳定封存在地下。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种利用原位热解后的有机矿层进行碳封存的方法，包括以下步骤：

a）从地面至地下的有机矿层之间设置有注入井和开采井；在原位热解有机矿层完成后，在注入井或开采井中注入常温水，常温水经过高温矿层换热，换热过程中矿层内形成滞留水用于溶解钙镁离子。

b）关闭开采井，向注入井注入CO₂，使CO₂和钙镁离子溶液充分发生化学反应。

c）开启开采井，向注入井注入高温流体，监测各个井筒内的温度，当矿层温度达到常温时，关闭开采井，向注入井中注入高压CO₂，使多孔高渗透矿层内部充满液态二氧化碳；所述高温流体的温度为150-200℃；所述高压CO₂的压力高于地层压力。

d）封固所有井管，使得二氧化碳封存在地下。

优选的，步骤b中，当排采口监测水蒸汽的温度＜150℃时关闭开采井。

优选的，步骤b中，注入井中注入的CO₂压力为0.5MPa~1MPa。

优选的，所述的高温流体是高温空气、高温氮气、高温氧气其中一种或任意组合。

优选的，重复步骤b中所述的向注入井注入CO₂，直到开采井的压力不再变化，以使二氧化碳和钙镁离子溶液的化学反应完全。

优选的，步骤c中，当开采井井口不再有水蒸汽排出时，停止高温流体的注入工作。

优选的，步骤d中，通过高压注浆方式封固所有井管。

优选的，注浆压力高于高压CO₂的注入压力。

优选的，所述注入井位于中心，围绕注入井外围开设若干开采井。

优选的，原位热解后的有机矿层的深度≥300m。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：