一种形成二氧化碳水合物储层的方法

技术领域

本发明涉及二氧化碳水合物的形成技术领域，特别涉及一种形成二氧化碳水合物储层的方法。

背景技术

水合物法固态封存二氧化碳技术是指利用二氧化碳容易生成固态水合物的特性(277.6K时生成压力约为2.082MPa)，向陆上冻土地带、海水或是海底泥线以下注入二氧化碳生成固体水合物，以固态的形式将二氧化碳气体封存在海洋中。海洋二氧化碳水合物固态封存作为一种新的技术方向，具有稳定性好、储量巨大、封藏地点分布广泛等优势，近期受到了研究者的高度重视。目前，二氧化碳水合物的形成方法仍未成熟，存在形成速率较低的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种形成二氧化碳水合物储层的方法，具有形成速率较快的优点。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种形成二氧化碳水合物储层的方法，包括以下步骤：

S10：调节容器内部的温度以及压力至预设的温度阈值以及压力阈值；

S20：向所述容器注入液态二氧化碳并通过第一阀口排出所述容器内部的液体介质，保持所述容器的内部压力处于压力阈值内；

S30：当所述第一阀口出现大量气体时，停止注入并关闭所述第一阀口，观察所述容器内部水合物的生成情况；

S40：当生成速率下降时，打开所述第一阀口释放所述容器内部的气体，液态二氧化碳汽化吸收大量的热，所述容器内部的温度下降，促进所述容器内部的二氧化碳形成水合物，继续观察所述容器内部水合物的生成情况；

S50：当生成速率下降时，关闭所述第一阀口，并再次注入液态二氧化碳，所述容器内部的压力重回压力阈值后停止注入；

S60：循环S40-S50步骤，直至得到二氧化碳水合物储层。

在其中一个实施例中：

所述S60得到二氧化碳水合物储层后，在所述容器的底部通入混有氮气的二氧化碳气体；实验过程中定时从所述第一阀口取气体样品，分析样品气体组分是否含有氮气，确定二氧化碳水合物储层的密封性，分析二氧化碳的封存量。

在其中一个实施例中：

所述容器通过管路外接控温设备，所述控温设备循环所述容器内的液体进行温度调节。

在其中一个实施例中，

所述容器设置有参数监测器，所述参数监测器检测所述容器内的温度、压力、声波以及电阻；

所述参数监测器与外部计算机电性连接，并通过所述计算机显示检测数据。

在其中一个实施例中，所述温度阈值为7摄氏度。

在其中一个实施例中，所述压力阈值为10MPa。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

在水合物的形成过程中，通过多次反复注入二氧化碳并泄压释放的方式形成致密的二氧化碳水合物储层，在液态二氧化碳泄压的过程中，液态二氧化碳汽化需要吸热，以此进一步降低容器体系温度，可以促使体系中液态二氧化碳进一步迅速转化为二氧化碳水合物，以此提高二氧化碳水合物的形成速率，与现有技术相对比，具有形成速率较快的优点。

附图说明

图1是本发明一实施例中模拟装置的具体原理示意图；

图中各标记如下：

1、容器；2、控温设备；3、计算机；4、第一阀口；5、第二阀口；6、第三阀口；7、参数监测器；8、观察窗。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

水合物法固态封存二氧化碳技术是指利用二氧化碳容易生成固态水合物的特性(277.6K时生成压力约为2.082MPa)，向陆上冻土地带、海水或是海底泥线以下注入二氧化碳生成固体水合物，以固态的形式将二氧化碳气体封存在海洋中。海洋二氧化碳水合物固态封存作为一种新的技术方向，具有稳定性好、储量巨大、封藏地点分布广泛等优势，近期受到了研究者的高度重视。目前，二氧化碳水合物的形成方法仍未成熟，存在形成速率较低的问题。针对该技术问题，本发明提供一种形成二氧化碳水合物储层的方法，具有形成速率较快的优点。

下面结合具体实例对本发明的技术方案进行详细说明。

参照图1所示，本发明所涉及的一种形成二氧化碳水合物储层的方法，其中，为了模拟海底工作，在该实施例中，本方法整体应用于模拟装置。

模拟装置具体包括容器，控温设备以及计算机，其中，容器内部的液体介质为水，容器通过管道与控温设备连接，控温设备循环对容器内的液体进行温度调节。容器具体设置有第一阀口，第二阀口以及第三阀口，第一阀口位于容器的顶部，第二阀口位于侧部，第三阀口位于容器的底部。

一种形成二氧化碳水合物储层的方法，具体包括以下步骤：

S10：调节容器内部的温度以及压力至预设的温度阈值以及压力阈值；

S20：通过第二阀口向容器注入液态二氧化碳并通过第一阀口排出容器内部的液体介质，保持容器的内部压力处于压力阈值内；

S30：当第一阀口出现大量气体时，停止注入并关闭第一阀口，观察容器内部水合物的生成情况；

S40：当生成速率下降时，打开第一阀口释放容器内部的气体，液态二氧化碳汽化吸收大量的热，容器内部的温度下降，促进容器内部的二氧化碳形成水合物，继续观察容器内部水合物的生成情况；

S50：当生成速率下降时，关闭第一阀口，并再次注入液态二氧化碳，容器内部的压力重回压力阈值后停止注入；

S60：循环S40-S50步骤，直至得到二氧化碳水合物储层。

需要说明的是，在水合物的形成过程中，通过多次反复注入二氧化碳并泄压释放的方式形成致密的二氧化碳水合物储层，在液态二氧化碳泄压的过程中，液态二氧化碳汽化需要吸热，以此进一步降低容器体系温度，可以促使体系中液态二氧化碳进一步迅速转化为二氧化碳水合物，以此提高二氧化碳水合物的形成速率，与现有技术相对比，具有形成速率较快的优点。

在一实施例中，对温度阈值以及压力阈值作出进一步的细化，为了优化模拟效果，在该实施例中，温度阈值具体为7摄氏度，压力阈值具体为10MPa，具体预设值接近海上目标区的实际条件。

更优的是，在一实施例中，为了便于观察容器内部水合物的形成状况，在容器上设置有参数监测器，参数监测器检测容器内的温度、压力、声波以及电阻，参数监测器与外部计算机电性连接，并通过计算机显示检测数据，操作人员通过观察计算机显示的实时数据，即可得知容器内部水合物的形成状况。另外，为了便于观察容器的内部，在容器的外侧设置有观察窗。

在一实施例中，在S60得到二氧化碳水合物储层后，在容器的底部，通过第三阀口通入混有氮气的二氧化碳气体，同时，实验过程中定时从第一阀口取气体样品，分析样品气体组分是否含有氮气，确定二氧化碳水合物储层的密封性，分析二氧化碳的封存量。

需要说明的是，该步骤能够验证二氧化碳水合物储层的密封性能，当密封性能较好时，样品气体的组成成分中将检测不出氮气成分，以此对二氧化碳水合物储层进行实验验证。

参照图1所示，在该应用实施例中，为了便于对容器进行控温，容器整体划分为上中下三个部分，各个部分均对应设置有第二阀口、参数检测器以及控温设备，其中，第一阀口设置在容器整体的顶部，第三阀口设置在容器整体的底部。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。