一种评估盐水层地质中CO2封存潜力的方法技术

本发明专利技术公开了一种评估盐水层地质中CO2封存潜力的方法，包括如下步骤：S1、收集地质地层数据；S2、确定封闭盐水层的厚度、盐水层的有效边界以及初始CO2注入速率；设定CO2通过竖井注入径向范围无限的封闭盐水层；S3、根据CO2羽流厚度将盐水层划分为区域1、2和3三个区域，并确定区域1、2和3内的绝对压力；S4、根据当前时刻下的绝对压力，确定下一时刻CO2的注入速率；S5、根据S4确定的CO2注入速率，确定盐水剖面的分布；S6、评估CO2的储存量。通过绝对压力方程，能够确定当前时刻下盐水层内的绝对压力，从而在绝对压力超过一定的阈值时，实时调整当前时刻后的CO2注入速率，能够避免因地层压力过大损坏CO2注入设备以及井喷事故的发生。注入设备以及井喷事故的发生。注入设备以及井喷事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种评估盐水层地质中CO2封存潜力的方法


[0001]本专利技术涉及CO2捕集与封存
，尤其涉及一种评估盐水层地质中CO2封存潜力的方法

技术介绍

[0002]目前，全球气候已发生明显改变，极端气候现象频发，由极端气候现象引起的地质灾害也明显增多，温室气体对全球气候的影响已成为共识，而CO2作为最重要的温室气体也越来越受到人们的关注。从大的CO2排放源捕获二氧化碳，然后将其在地下深层地质构造中储存，通常称为碳捕获和储存，这已被证明是减少CO2的有效方法排放的手段。CO2地质封存技术是直接把CO2注入地下适当地质构造并使其永久封存的技术。
[0003]CO2适宜的候选储存库主要包括盐水层、枯竭的石油和天然气储层等。由于我国石油天然气工业化开采时间较短，因此枯竭的油田和气田相对较少，与其他地质构造相比，深层密闭的盐水层具有更大的封存CO2的能力，且在我国广泛分布，因此，在盐水层中封存CO2的潜力巨大。
[0004]现阶段的CO2封存潜力评价中，例如，中国专利CN115128244A提供了一种考虑岩石流体作用力的注二氧化碳封存潜力分析方法,其考虑岩石流体作用力(范德华力、静电力、结构力)和气水界面毛管力，建立不同形状孔隙内不同驱替压力下二氧化碳地层水赋存分析方法；计算孔隙网络侵入孔隙内二氧化碳饱和度，分析不同驱替压力下的二氧化碳封存潜力。
[0005]例如，中国专利CN113821937A提供了一种定量预测二氧化碳强化气藏开采和封存的方法，通过将GCMC和PR EOS结合的方式，实现多次连续注采过程的模拟还原，包括初次降压过程和多次CO2吞吐过程。
[0006]例如，中国专利CN104850742A涉及一种计算CO2咸水层矿物封存潜力的方法，其根据单位岩石体积内长石类矿物溶解过程消耗掉的CO2量和岩石有效体积，计算CO2封存潜力。
[0007]例如，中国专利CN103544361A提供了一种油气开发中CO2地质封存潜力的评价方法，其涉及CO2注入前期的封存体地质综合评价CO2注入过程流体动向分析以及CO2注入完成后的泄露风险评估，提出一种利用油气藏描述原理精细刻画下封存体的地质特征及圈闭条件。
[0008]例如，中国专利CN108614076A提供了一种二氧化碳地质封存评价方法，通过短期室内水岩模拟实验确定CO2充注油气层后发生的反应路径及反应过程，在此基础上，通过长期数值模拟进行封存量评价，使CO2充注模拟过程更接近实际的二氧化碳规模充注实验，避免了根据典型的化学反应方程式推测CO2充注后的封存过程造成封存量评价的不确定性，明显提高了实际封存地质体的封存潜力评价的准确性。
[0009]然而，现有技术中的二氧化碳封存潜力预测方法，大多通过间接的方式来定性分析二氧化碳的封存潜力。另一方面，现有技术中也提供了一些二氧化碳封存潜力的定量计算方法，但是，这些计算方法需要大量的关键参数作为输入参数，这无疑增加了计算成本；
并且，某些关键参数，仅使用较少的输入参数来进行估计，这又影响了计算结果的精确性。
[0010]因此，如何提供一种能够快速、准确的定量评估盐水层地质中CO2库封存潜力的方法，成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0011]本专利技术采用以下技术方案：
[0012]本专利技术采用一种评估盐水层地质中CO2封存潜力的方法，包括如下步骤：
[0013]S1、收集地质地层数据：
[0014]所述地质地层数据包括：CO2注入速率、盐水层厚度、渗透率系数、盐水有效渗透率、CO2有效渗透率、盐水相对粘度、CO2相对粘度、地层的孔隙率及CO2和盐水的迁移率；
[0015]S2、确定注入方案：
[0016]确定封闭盐水层的厚度、盐水层的有效边界以及初始CO2注入速率；
[0017]以及，设定CO2通过竖井注入径向范围无限的封闭盐水层；
[0018]S3、确定地层内的绝对压力时空变化：
[0019]根据CO2羽流厚度将盐水层划分为区域1、2和3三个区域，并确定区域1、2和3内的绝对压力；
[0020]S4、根据当前时刻下的绝对压力，确定下一时刻CO2的注入速率；
[0021]S5、根据S4确定的CO2注入速率，确定盐水剖面的分布；
[0022]S6、评估CO2的储存量：
[0023]通过对盐水层的饱和盐水剖面方程进行积分，即可得到CO2的储存量。
[0024]进一步的，S3中：
[0025]CO2的羽流厚度为：
[0026][0027]式中，b为盐水层上层CO2气体羽流厚度，m；r为到注入井中心的径向距离，m；t为CO2注入时间，s；B为含水层厚度，m；λ为CO2和盐水的迁移率之比；Q
well
为CO2初始注入的速率，kg/s；ψ为地层孔隙率；S
wb
为盐水饱和度；
[0028]其中，λ＝λ
c
/λ
w
；λ
c
为CO2的流动性参数，且λ
c
＝k
c
/μ
c
，k
c
为CO2有效渗透率，m2，μ
c
为CO2相对粘度，MPa
·
s；λ
w
为盐水的流动性参数，λ
w
＝k
b
/μ
b
，k
b
为盐水为有效渗透率，m2；μ
b
为盐水相对粘度，MPa
·
s。
[0029]进一步的，S3中：
[0030]区域1、2和3内的绝对压力为：
[0031][0032]式中，P1(r,t)为区域1内压力分布，MPa；P2(r,t)为区域2内压力分布，MPa；P3(r,t)
为区域3内压力分布，MPa；P
R∞
为R
∞
处的地层压力，MPa；k为渗透率系数。
[0033]进一步的，S4中：
[0034]根据当前时刻下的绝对压力，确定是否需要调整下一时刻CO2的注入速率：
[0035]其中，
[0036]式中，Q1为下一时刻CO2的注入速率；P为步骤3中计算的当前时刻下的绝对压力；为阈值。
[0037]进一步的，S5中：
[0038]饱和盐水剖面方程S
b
(r,t)为：
[0039][0040]式中，S
b1
(r,t)为区域1内饱和盐水剖面方程；S
b2
(r,t)为区域2内饱和盐水剖面方程；S
b3
(r,t)为区域3内饱和盐水剖面方程。
[0041]进一步的，S6中：
[0042]CO2的储存量为：
[0043]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0044](1)CO2的储存量评估方法引入了渗透率系数、CO2和盐水的迁移率之比、以及CO2羽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估盐水层地质中CO2封存潜力的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、收集地质地层数据：所述地质地层数据包括：CO2注入速率、盐水层厚度、渗透率系数、盐水有效渗透率、CO2有效渗透率、盐水相对粘度、CO2相对粘度、地层的孔隙率及CO2和盐水的迁移率；S2、确定注入方案：确定封闭盐水层的厚度、盐水层的有效边界以及初始CO2注入速率；以及，设定CO2通过竖井注入径向范围无限的封闭盐水层；S3、确定地层内的绝对压力时空变化：根据CO2羽流厚度将盐水层划分为区域1、2和3三个区域，并确定区域1、2和3内的绝对压力；S4、根据当前时刻下的绝对压力，确定下一时刻CO2的注入速率；S5、根据S4确定的CO2注入速率，确定盐水剖面的分布；S6、评估CO2的储存量：通过对盐水层的饱和盐水剖面方程进行积分，即可得到CO2的储存量。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：S3中，CO2的羽流厚度为：式中，b为盐水层上层CO2气体羽流厚度，m；r为到注入井中心的径向距离，m；t为CO2注入时间，s；B为含水层厚度，m；λ为CO2和盐水的迁移率之比；Q
well
为CO2初始注入的速率，kg/s；ψ为地层孔隙率；S
wb
为盐水饱和度；其中，λ＝λ
c
/λ
w
；λ
c
为CO2的流动性参数，且λ
c
＝k
c
/μ
c
，k
c
为CO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩红霞，徐玉兵，
申请(专利权)人：新疆敦华绿碳技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：