【技术实现步骤摘要】
本申请涉及能源储备及利用，尤其涉及一种玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法及评估方法。
技术介绍
1、目前，在能源储备及利用领域，亟需加强油气的地下储存，以保障油气供应安全；另外，为利用电网中夜间负荷低谷时的电力以及多余的风力发电量和太阳能发电量，需要将多余的能量，例如：风能、太阳能或低谷的电能以热能的形式储存起来，等到需要的时候再重新利用，例如：夜间储存-白天利用或夏季储层-冬季利用。目前地下储库主要建造在盐穴或较为致密的天然岩体中，然而这两种储库建造都需要进行人为造穴，投入成本较高。
2、此外，随着我国“双碳”目标的提出，co2地质埋存技术被认为是大规模处置co2的有效手段。然而，该技术注入的大部分co2以游离态形式长期存在于埋存储层中，co2泄漏风险大，因此，亟需一种将co2转化为固碳矿物的地下储库建造方法。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请针对传统地下储库人工造穴投入成本高，以及传统co2地质埋存技术co2泄漏风险大且无经济效益等问题，提供一种碳泄露风险低且具有较好经济效益的基于矿物固碳的玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，从而实现高效安全固碳以及低成本地下储库建造，所述技术方案如下：
2、本申请第一方面提供一种玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，包括以下步骤：
3、s1对目标区域进行多点位取芯，通过岩芯的岩性分布情况获取深部地层的岩层分布，特别是玄武岩储层的分布情况；
4、s2测试玄武岩储层年龄、孔隙度和
5、s3针对目标玄武岩储层进行钻井、下套管以及固井作业，并沿井筒布设温度及压力传感器；
6、s4在注入井附近布设地面co2-水混合泵站，将玄武岩储层中的水抽取到co2-水混合泵站，与co2气体充分混合至饱和，形成饱和co2的地层水；
7、s5向目标玄武岩储层注入饱和co2的地层水，近井co2-水-玄武岩储层发生反应，玄武岩储层孔隙度增大；远井处次生矿物沉淀导致玄武岩储层孔隙度下降，孔隙度下降的玄武岩包围的空间即为地下储库空间；
8、s6通过注水试验，检验玄武岩地下储库空间的密闭性和储库空间包围玄武岩的连通性；若密闭性和连通性不足，则需要延长玄武岩矿物固碳的反应时间，必要时通过注浆实现储库完全密闭；
9、s7向地下储库空间注入原油或天然气以形成地下油气储库；或向地下储库空间注入热水以形成地下储热储库。
10、例如，在一个实施例提供的所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法中，所述s1中，目标玄武岩储层地层压力不小于2.5mpa，地层温度不超过300℃。
11、例如，在一个实施例提供的所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法中，所述s2中，玄武岩储层选取年轻/新生代且多孔的玄武岩储层，孔隙度不低于10％。
12、例如，在一个实施例提供的所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法中，所述s3中，套管采用耐酸腐蚀、可抵抗注采循环疲劳荷载及地应力的高强度合金，且套管与井筒之间采用耐酸腐蚀、高密封性的固井材料，以避免注入的原油或天然气或热水泄漏。
13、例如，在一个实施例提供的所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法中，所述s4中，所述co2-水混合泵站具有至少两个储水罐，以分别用于混合地层水和co2、以及储存用于后期密封的地层水；所述co2-水混凝土泵站具有抽取玄武岩储层中地层水和注入混合溶液的功能。
14、例如，在一个实施例提供的所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法中，所述s5中，所述饱和co2的地层水的注入量、注入速率、注入总时间与储库规模关联，通过结合拟建储库的总体积综合确定饱和co2的地层水注入参数。
15、例如，在一个实施例提供的所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法中，所述s6中，若储库密闭性和连通性不足，再次注入饱和co2的地层水的水量和反应时间需要结合注水试验确定，直至满足玄武岩储库的要求；远井处次生矿物沉淀填充的玄武岩储层渗透率小于0.001倍近井附近玄武岩储层渗透率。
16、例如，在一个实施例提供的所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法中，所述s7中，当玄武岩地下储库空间储油气时，直接向地下储库空间注入原油或天然气，并实时监测井筒、储库空间的温度和压力变化，原油或天然气的注入压力不大于底层压力；
17、当地下储库空间注入的原油或天然气达到预定注入量时，通过井筒注入所述s4中玄武岩储层中的水，起到密封原油或天然气的目的，并实时监测液面变化，若监测的地层水液面变化不大，则认为储库安全运行；若监测的液面变化较大则需要检查原因，并进行维护。
18、例如，在一个实施例提供的所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法中，所述s7中，当玄武岩地下储库空间储热时，需在注入井附近布设地面冷水加热泵站，冷水加热泵站所需水源来自建库使用的地层水，所需能源来自电网中夜间负荷低谷时的电力以及多余的风力发电量和太阳能发电量，将加热后的热水注入到储库中，并实时监测井筒、储库空间的温度和压力变化，热水的注入压力不大于底层压力；
19、当地下储库空间注入的热水达到预定注入量时，停止注入，监测液面的变化，并根据需求对热水进行循环注入-抽采，以满足特定的需求；
20、其中，热水循环注入-开采包括两种模式：
21、(1)夜间注入-白天开采，夜间注入热水，白天利用热水进行供暖或发电，夜间若监测的液面变化较大则需要检查原因，并进行维护；
22、(2)夏季注入-冬季开采，夏季注入热水，冬季利用热水进行供暖或发电，期间：若监测的液面变化较大则需要检查原因，并进行维护；若监测的温度降低幅度超过10％，可继续向储库注入热水，以恢复储库温度。
23、本申请第二方面提供一种玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的评估方法，采用上述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法建造储库，在所建造的玄武岩储库中注入原油或天然气或热水后运营期的渗漏率定量评估方法为：实时监测井筒、储库空间的温度和压力变化，当地下储库空间注入的原油或天然气或热水达到预定注入量时，实时监测液面变化，若监测的地层水液面变化不大，则认为储库安全运行；若监测的液面变化较大则需要检查原因，并进行维护。
24、本申请一些实施例提供的一种玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法及评估方法带来的有益效果为：本申请针对传统地下储库空间人工造穴投入成本高，以及传统co2地质埋存技术存在co2泄漏风险大且无经济效益等问题，提供一种碳泄露风险低且具有较好经济效益的基于矿物固碳的玄武岩地下储库的建造方法，既提高了碳封存的经济效益，又降低了地下储库空间的建造成本，从而实现高效安全固碳以及低成本地下储库建造。
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1.一种玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述S1中，目标玄武岩储层地层压力不小于2.5MPa，地层温度不超过300℃。
3.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述S2中，玄武岩储层选取年轻/新生代且多孔的玄武岩储层，孔隙度不低于10％。
4.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述S3中，所述套管采用耐酸腐蚀、可抵抗注采循环疲劳荷载及地应力的高强度合金，且套管与井筒之间采用耐酸腐蚀、高密封性的固井材料，以避免注入的原油或天然气或热水泄漏。
5.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述S4中，所述CO2-水混合泵站具有至少两个储水罐，以分别用于混合地层水和CO2、以及储存用于后期密封的地层水；所述CO2-水混凝土泵站具有抽取玄武岩储层中地层水和注入混合溶液的功能。
6.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建
7.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述S6中，若储库密闭性和连通性不足，再次注入饱和CO2的地层水的水量和反应时间需要结合注水试验确定，直至满足玄武岩储库的要求；远井处次生矿物沉淀填充的玄武岩储层渗透率小于0.001倍近井附近玄武岩储层渗透率。
8.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述S7中，当玄武岩地下储库空间储油气时，直接向地下储库空间注入原油或天然气，并实时监测井筒、储库空间的温度和压力变化，原油或天然气的注入压力不大于底层压力；
9.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述S7中，当玄武岩地下储库空间储热时，需在注入井附近布设地面冷水加热泵站，冷水加热泵站所需水源来自建库使用的地层水，所需能源来自电网中夜间负荷低谷时的电力以及多余的风力发电量和太阳能发电量，将加热后的热水注入到储库中，并实时监测井筒、储库空间的温度和压力变化，热水的注入压力不大于底层压力；
10.一种玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的评估方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法建造储库，在所建造的玄武岩储库中注入原油或天然气或热水后运营期的渗漏率定量评估方法为：实时监测井筒、储库空间的温度和压力变化，当地下储库空间注入的原油或天然气或热水达到预定注入量时，实时监测液面变化，若监测的地层水液面变化不大，则认为储库安全运行；若监测的液面变化较大则需要检查原因，并进行维护。
...【技术特征摘要】
1.一种玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述s1中，目标玄武岩储层地层压力不小于2.5mpa，地层温度不超过300℃。
3.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述s2中，玄武岩储层选取年轻/新生代且多孔的玄武岩储层，孔隙度不低于10％。
4.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述s3中，所述套管采用耐酸腐蚀、可抵抗注采循环疲劳荷载及地应力的高强度合金，且套管与井筒之间采用耐酸腐蚀、高密封性的固井材料，以避免注入的原油或天然气或热水泄漏。
5.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述s4中，所述co2-水混合泵站具有至少两个储水罐，以分别用于混合地层水和co2、以及储存用于后期密封的地层水；所述co2-水混凝土泵站具有抽取玄武岩储层中地层水和注入混合溶液的功能。
6.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述s5中，所述饱和co2的地层水的注入量、注入速率、注入总时间与储库规模关联，通过结合拟建储库的总体积综合确定饱和co2的地层水注入参数。
7.根据权利要求1所述玄武岩中二氧化碳快速矿化建造储库的方法，其特征在于，所述s6中，若储...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡大伟，杨福见，周辉，张丰收，王贵玲，甘泉，王晓光，杨阳，马涛，乔梓琮，刘源，赵治豪，田爽，董文豹，罗宇杰，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：
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