專利名稱：基于混合流體自分離的天然氣分離及廢棄氣體地質(zhì)封存方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于混合流體自分離的天然氣地質(zhì)分離方法，尤其涉及一種 基于混合流體自分離的天然氣地質(zhì)分離和廢棄氣體地質(zhì)封存方法，主要利用地質(zhì) 結(jié)構(gòu)特性、雜質(zhì)氣體在地層水中的高溶解性質(zhì)和混合流體在地層中遷移的水動力 現(xiàn)象實現(xiàn)天然氣自分離過程和廢棄氣體的地質(zhì)封存雙重目標。
背景技術(shù)：
天然氣中含有大量雜質(zhì)氣體，特別是我國的天然氣中一般含硫量較高，需要 進行天然氣分離過程。目前全球的天然氣分離的主要方法有胺法、混合胺工藝、
Benfield法、Sulfmol法、Sulfatreat法、低溫甲醇洗工藝、物理凈化、液化分離 工藝、變壓吸附分離技術(shù)、膜分離技術(shù)、低溫分餾技術(shù)等方法，在天然氣分離中 得到了較好的運用，在天然氣分離中也取得了良好的效果。
廢棄氣體地質(zhì)封存方法主要將純度到達90%以上的廢棄氣體高壓注入地質(zhì)結(jié) 構(gòu)中，實現(xiàn)廢棄氣體與大氣長期隔離的方法，如C02、 H2S、 S02、 S03、 N20、 N0、 N02、 NH:,氣體?，F(xiàn)存的封存場地類型主要有石油和天然氣儲層、深部含水層、 不可開釆的煤層、玄武巖、'巖鹽腔穴等地質(zhì)構(gòu)造中。在每一種類型中，廢棄氣體 的地質(zhì)封存都將廢棄氣體壓縮注入深部地層中。各種廢氣地質(zhì)封存工程在工業(yè)和 商業(yè)規(guī)模的階段運行，且廢棄氣體減排效果非常好。
以上天然氣分離方法都采用工業(yè)過程進行天然氣的分離過程，其中廢棄氣體 的分離成本在整個天然氣成本中的比重是非常大的，若能夠降低雜質(zhì)氣體的分離 成本，則可以大大降低整個天然氣的生產(chǎn)成本；天然氣中的雜質(zhì)氣體基本屬于廢 棄氣體范疇，若能夠在分離天然氣過程中同時實現(xiàn)廢棄氣體的地質(zhì)封存，則整個 天然氣分離過程可達到天然氣分離與廢棄氣體封存的雙重目的，可以實現(xiàn)天然氣 分離、廢棄氣體減排、環(huán)境效益、以及減排交易實現(xiàn)的經(jīng)濟利益等多重效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供了一種基于混合流體自分離的天然氣分離及廢棄 氣體地質(zhì)封存的方法，它是一種經(jīng)濟、簡單、有效的方法。該發(fā)明為全新的天然 氣分離方法，可大幅度降低天然氣的分離成本，同時天然氣分離過程可達到天然 氣分離與廢棄氣體封存的雙重目的，可以實現(xiàn)天然氣的初步分離、廢棄氣體減排、 環(huán)境效益、以及減排交易實現(xiàn)的經(jīng)濟利益等多重效益。
天然氣常規(guī)分離方法和廢棄氣體地質(zhì)封存技術(shù)，為本發(fā)明的提出奠定了基 礎(chǔ)。為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明依次包括下列步驟
① 在選定的地質(zhì)封存場地形成注入井和排放井，一直貫穿帽巖進入地質(zhì)分離
層；
② 通過高壓注入設(shè)備(氣罐，增壓泵、高壓氣泵等高壓、增壓設(shè)備)將含有 廢棄氣體的天然氣混合流體連續(xù)不斷地通過注入井注入地質(zhì)分離層。天然氣中的
雜質(zhì)氣體成分包括二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、三氧化硫、氧化亞氮、氧化
氮、二氧化氮、氨氣(C02、 S02、貼、S03、 N20、 N02、 N0、 NH3)氣體中的一種或 二至八種氣體的任意混合。雜質(zhì)氣體的體積濃度范圍為0.5% 90%之間。注入氣 體的量根據(jù)排放井釋放的烴類氣體的濃度低于經(jīng)濟濃度為止。
③ 混合流體注入一定時間(l天到2年)后，通過排放井釋放遷移到排放井 的混合流體；
④ 持續(xù)進行混合流體的注入和排放井的釋放，直到排放井排出的流體中甲 烷、乙垸、丙烷等低碳烴類氣體的總濃度低于經(jīng)濟濃度值為止，停止整個分離過 程。從而實現(xiàn)天然氣的雜質(zhì)氣體的分離，獲取烴類氣體，同時封存雜質(zhì)氣體。
優(yōu)選方案為，地質(zhì)分離層為深部含水層，地質(zhì)封存場地至少包含一個注入井 和一個排放井，可以根據(jù)地質(zhì)條件需要設(shè)置一個注入井和與其相對應的兩個排放 井，或者兩個注入井及相對應的三個排放井，可以理解的是，排放進與注入井間 應間隔設(shè)置，可參考油田注入井和采收井井場布置方式,其中一種平面布置如圖 7。
另外，需要控制排放井井口的壓力(0.1MPa 50MPa)，以溶解于排放井周圍 地層水中雜質(zhì)氣體不大量析出為準。 本發(fā)明的工作原理-
4本發(fā)明主要利用C02、 S03、 S02、 N20、 N02、 N0、 H2S、 ,3雜質(zhì)氣體在水中的溶 解度遠遠大于甲垸、乙烷、丙垸、丁烷等烴類氣體在水體中的溶解度、地層結(jié)構(gòu) 和天然氣混合流體在地層遷移過程中的水動力特點。將從天然氣田和其他氣源中 的直接獲取的含雜質(zhì)的天然氣，采用高壓注入設(shè)備將混合流體在一定壓力 (IMPa-50MPa)下通過注入井注入地質(zhì)分離層中。混合流體注入的早期階段，注 入的混合流體主要排開地質(zhì)分離層多孔介質(zhì)中的水，占據(jù)封存地層中的部分多孔 介質(zhì)空間，如圖l.l所示，部分混合流體被束縛在或溶解于多孔介質(zhì)孔隙水中。 對于厚度較大的砂巖層，由于地層水的密度大于注入混合流體的密度，混合流體 在排開和驅(qū)趕地層流體的過程中，混合流體密度小于深部地層水，混合流體受到 上浮力作用向上遷移，同時由于天然氣混合流體的低粘度(混合流體的粘滯系數(shù) 遠低與水的粘滯系數(shù))，混合流體主要沿上部帽巖層底部優(yōu)勢遷移，混合流體沿 帽巖底部遷移的速度大于沿底板的遷移速度，形成圖1中的倒三角天然氣混合流 體區(qū)域31、地層水區(qū)域32、混合流體與地層水分界帶33三個比較區(qū)別明顯的區(qū) 域(依據(jù)地層中含水飽和度區(qū)分，天然氣混合流體區(qū)域的含水飽和度小于90%， 地層水區(qū)域的含水飽和度大于96%,中間含水飽和度區(qū)域為混合流體與地層水分 界帶)。特別在傾斜構(gòu)造埤層中的遷移過程，混合流體沿帽巖底部遷移的速度更 快，相同的時間內(nèi)混合流體沿帽巖遷移更長的距離，形成圖1.2中的倒三角混合 流體區(qū)域31?；旌狭黧w中的各種成分在遷移過程中不斷溶解，隨著時間，混合 流體中小溶解度的氣體成分會在帽巖底部形成連通的通道，如圖1. 3所示混合流 體區(qū)域31。形成連通通道后，天然氣混合流體不斷同下部地層水作用，其中可 溶成分主要通過溶解和分子擴散、對流、水力彌散、異重流等形式溶解到地層水 中，未溶解的混合流體成分將通過連通通道在圈閉構(gòu)造的穹窿或者微隆起部位匯 集，通過排放井將這部分氣體排出地層，這樣地質(zhì)分離層中將會封存絕大多數(shù) C02、 S0:,、 S02、 N20、 N02、 N0、 H2S、 NH:,氣體，其它小溶解度的氣體會被排放井排 出封存地層外，主要為甲垸、乙垸、丙垸等小溶解度的烴類氣體，從而實現(xiàn)天然 氣的雜質(zhì)氣體的分離與封存。對于薄層含水層，不會出現(xiàn)圖1.2中的倒三角混合 流體區(qū)域，但由于含雜質(zhì)的天然氣混合流體相對水具有較低的粘度，含雜質(zhì)的天 然氣混合流體在遷移過程中會發(fā)生指進、重力異重流、毛細張力作用和混合流體 與巖石的反應流動過程中會導致各種優(yōu)勢流動現(xiàn)象的發(fā)生，如圖6所示，在封存地層中形成優(yōu)勢流動通道，導致天然氣混合流體只能置換封存層中極少部分水, 天然氣中的雜質(zhì)氣體可通過溶解的方式進入地下水中，天然氣中的烴類氣體通過 優(yōu)勢流動通道匯集于排氣井附近，同樣可以實現(xiàn)雜質(zhì)氣體的分離和封存過程。
混合流體到達排放井附近初期，混合流體中還沒有束縛和溶解的成分絕大多 數(shù)為甲垸、乙垸、丙烷、丁垸等低碳烴類氣體，極少部分為C02、 H2S、 S02、 S03、 N20、 N02、 N0、 NHj雜質(zhì)氣體，排放井排出的流體成分主要為甲垸、乙烷、丙烷等 烴類氣體，隨著注入過程的發(fā)展，高濃度雜質(zhì)氣體C02、 S03、 S02、 N20、 N02、 NO、 H2S、 NH:,會向排放井方向遷移，因此排放井中的雜質(zhì)氣體濃度會越來越高。當排 放井的雜質(zhì)氣體體積濃度超過經(jīng)濟濃度后，分離過程可以停止了，如圖3排放井 中廢棄氣體總濃度和烴類氣體濃度隨時間變化關(guān)系圖所示,封存的廢棄氣體在地 層中的變化可參見廢棄氣體地質(zhì)封存指南，保證廢棄氣體封存工程的安全。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點和積極效果
利用地層進行天然氣初步分離，可望大幅度降低天然氣的分離成本；分離天 然氣中的可溶性雜質(zhì)氣體，可實現(xiàn)天然氣雜質(zhì)氣體分離與雜質(zhì)氣體(廢棄氣體) 地質(zhì)封存雙重目的，降低常規(guī)分離過程中的雜質(zhì)氣體排放，實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)保雙重 目標。
本發(fā)明適用于天然氣分離領(lǐng)域，適用于將廢棄氣體地質(zhì)封存領(lǐng)域，特別適合 穹窿構(gòu)造和傾斜地層條件下的天然氣分離和廢棄氣體地質(zhì)封存工程。
含水層指深部含水層、水力入侵后的油氣層。廢棄氣體地質(zhì)封存層和天然
氣地質(zhì)分離層為同一地層，利用地層同時進行分離和封存。


圖1. 1是混合流體注入初期的示意圖1. 2是混合流體在封存地層中形成連通通道示意圖1. 3是混合流體到達排放井示意圖2是本發(fā)明的水平面示意圖3是排放井中廢棄氣體總濃度和烴類氣體濃度隨時間變化關(guān)系圖; 圖4是多地層情況下的封存剖面示意圖(多層水平井)； 圖5是水平地層情況下的封存剖面示意6圖6是薄層砂巖層中混合流體的優(yōu)勢流動示意圖7是采用垂直井型式的注入井和排放井的井場平面布置示意圖。
圖8是算例中的排放井中的烴類氣體與雜質(zhì)氣體體積比例隨時間的變化關(guān)系。
其中
10—注入井；
11— 注入井水平部分；
12— 注入井垂直部分。 20—排放井；
21— 排放井水平部分；
22— 排放井垂直部分。
(地層流體區(qū)域劃分情況)
31— 混合流體區(qū)域；
32— 地層水區(qū)域；
33— 混合流體與地層水分界帶(混合帶)。 (地層巖性劃分情況)
41一帽巖；
42— 底板(或中間夾層)；
43— 封存地層； 44一穹窿。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明
本方法是對廢棄氣體地質(zhì)封存方法和天然氣分離方法的創(chuàng)新，傳統(tǒng)方法中的 部分技術(shù)仍然適用于本發(fā)明。傳統(tǒng)的天然氣分離方法采用工業(yè)過程等措施進行分 離，本發(fā)明利用地層水作為吸收溶劑，類似與溶劑吸收法，同時封存吸收雜質(zhì)氣 體的地層水，相當于傳統(tǒng)方法與本發(fā)明的方法相結(jié)合具體描述，本方法分離后不 純的天然氣可能仍然需要傳統(tǒng)的方法再次分離，不過進行初步分離后的天然氣分 離成本大幅度降低。1、 關(guān)于場地選擇和預備工作
本發(fā)明適用于一般深部含水層，特別適用于有較好的圈閉地質(zhì)構(gòu)造、褶皺構(gòu) 造或者傾斜地層條件，封存的深部含水層具有良好的帽巖(41)或頂板， 一般為 頁巖、泥巖、板巖等致密、完整連續(xù)、低滲透的巖層，要求帽巖(41)滲透性遠 遠低于含水層的滲透系數(shù)；帽巖(41)具有較高的進氣值(毛細張力極限封存能 力)[進氣值大于通過注入井(10)注入的混合流體壓力，至少4MPa以上，
(lMPa-50MPa)]，帽巖(41)必須連續(xù)，在分離工程范圍內(nèi)不允許出現(xiàn)穿過帽巖 的強滲透性斷層或破碎帶。對于多層含水層的地質(zhì)情況，嚴格要求最上層帽巖
(41)具有同上的性質(zhì)，但對中間夾層[圖4中為底板(42)]不需要如此嚴格 的標準，中間夾層泄漏氣體，會在上一層夾層或帽巖(41)底部匯集，對整個天 然氣分離工程的影響不大，如圖4所示。
深部含水層中帽巖(41)最好有穹窿(44)(背斜構(gòu)造或其它穹窿形狀構(gòu)造)， 在穹窿內(nèi)形成匯集區(qū)域，便于匯集的流體通過排放井(20)集中排出，如圖1.3 所示，對于多層含水層，有同樣的要求。若無穹窿或傾斜地層，排放井(20)位 置可以采用圖5水平地層情況下的封存剖面示意圖中的形式，不過排放操作難度 相對穹窿或傾斜地層的排放井(20)要大一些，流體的流動的不確定性較大,天 然氣有用成分損耗要大些。
天然氣在進行分離之前，需要作預處理，將天然氣中的高碳烴類液化成分和 粉塵去除后進行分離工程，避免在地層中液化而損失部分烴類成分，或者堵塞孔 隙，造成注入困難。
2、 關(guān)于步驟①
如圖l. 1 1.3所示，本發(fā)明所述的天然氣分離的地層為深部含水層，至少 包含一個注入井(10)和一個排放井(20)。注入井(10)和排放井(20)的形 式各種各樣，可采用垂直井、水平井等各種形式的鉆井。
在選定的地質(zhì)封存場地形成注入井(10)和排放井(20)， 一直貫穿帽巖(41) 進入分離地層(43)。
注入井(10)和排放井(20) —般釆用水平井技術(shù)成井，水平井包含超長 水平井、小曲率水平井、垂直水平井、多分支水平井、羽狀水平井等水平井技術(shù)， 參見石油和煤炭工業(yè)的鉆井技術(shù)。水平井的技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，可以直接釆用。如圖2和圖4中的一般水平布置示意圖，注入井垂直部分(12)和排放井垂直部 分(22)的垂直部分穿過帽巖(41)進入圈閉構(gòu)造內(nèi)部，形成注入井水平部分(ll) 和排放井水平部分(21)。采用水平井注入的流體的分布狀況類似與垂直井注入 的流體分布狀況，如圖1中所示。鉆井的垂直部分穿過帽巖的鉆井套管和帽巖 (41)之間需要充分密封，防止混合流體通過密封薄弱環(huán)節(jié)逃逸出分離地層(43)。 鉆井的水平部分盡量平行于地層走向，實現(xiàn)更大面積上的天然氣分離。
鉆井施工過程中，而排放井的水平部分(21)盡量位于地質(zhì)分離層(43)的 上部，便于匯集在穹窿頂部或鉆孔周圍流體的排放。
注入井(10)和排放井(20)的位置主要取決于地層構(gòu)造，排放井(20) — 般位于穹窿(44)頂部位置，主要便于注入混合流體的遷移和匯集，注入井(10) 和排放井(20)的(水平井為水平段的間距)間距一般為50m 100km，從經(jīng)濟 上考慮時，在相同地質(zhì)條件下，注入井和排放井之間的最佳間距為250m 10km， 這樣可以優(yōu)化整個注入過程的成本。
在注入混合流體初期，可以通過注入井(10)和排放井(20)抽排或釋放壓 力等方式適當降低整個封存地層的流體壓力，然后可以降低混合流體的注入壓 力，提高注入性。成井過程中需要特別注意套管耐壓和鉆井與巖層之間密封問題， 其鉆井方式參照酸性氣體地質(zhì)封存工程指南和標準(類似的出版物可參見Andy Chadwick, Rob Arts, Christian Bernstone， et al, Best Practice for the Storage of C02 in Saline Aquifers - Observations and Guidelines from the SACS and C02ST0RE projects, 2007; Flammable Material Storage Guidelines, 2007， California State, USA)。
3、關(guān)于步驟②
通過高壓注入設(shè)備將天然氣，主要成分為低碳烴類氣體和雜質(zhì)氣體，通過注 入井(10)連續(xù)注入地質(zhì)分離層(43);注入壓力下限大于地層流體的壓力(通 常為地層的靜水壓力)，注入壓力的上限為地層溫度條件下混合流體中大部分低 碳烴類氣體變成液體同時缺體密度接近與或高于水的密度，避免天然氣中有用成 分無法在排放井(20)釋放。
獲取相同的烴成分條件下，注入混合流體中雜質(zhì)氣體濃度越高，封存的雜質(zhì) 氣體也越多，注入量相應增加、注入成本增加；若雜質(zhì)氣體濃度非常低，注入壓縮的成本也會增加，天然氣的分離成本也會增加，因此在兩者之間必須平衡和妥 協(xié)，雜質(zhì)氣體的體積濃度范圍為0. 5% 90%之間，最好能夠達到10% 85%之間， 從而實現(xiàn)整個天然氣分離和廢棄氣體封存工程的總成本最低。對于含雜質(zhì)氣體較 多的天然氣均可應用本發(fā)明所述方法。
4、 關(guān)于步驟③
注入一定時間后(時間的控制需根據(jù)對排放井附近氣體的濃度、壓力、范圍 變化的監(jiān)測進行確定，時間范圍為1天到2年)，通過排放井(20)排放釋放遷 移到排放井(20)附近的流體，排放過程中需要控制排放井(20)井口的壓力 (0. lMPa-20MPa范圍內(nèi)，在這個壓力范圍內(nèi)任何一個壓力值均能很好實現(xiàn)本發(fā) 明，20Mpa—50MPa范圍內(nèi)'，在這個壓力范圍內(nèi)任何一個壓力值也能實現(xiàn)本發(fā)明) 在一定的范圍，實時監(jiān)測排出氣體中的雜質(zhì)氣體濃度，不允許(即控制排放井井 口壓力)雜質(zhì)氣體的分壓過低，導致排放井周圍溶解于地層水中雜質(zhì)氣體析出進 入排放井(20)。
排放井(20)井口的壓力控制方法
上述所述的一定時間沒有明確界定，主要取決于混合流體遷移到排放井(20) 并在穹窿(44)或者帽巖(41)底部匯集的程度。 一般根據(jù)監(jiān)測信息確定。時間 的范圍為流體剛到達排放井的時間(下限)至流體在排放井附近匯集并置換排放 井(20)附近地質(zhì)分離層的水分達到地質(zhì)分離層的體積的20%左右(上限)。
5、 關(guān)于步驟④ .
持續(xù)進行步驟②③(重復步驟②③多次，次數(shù)〉5次，或者兩個步驟可以合 為一步，連續(xù)不斷注入天然氣混合流體和不斷釋放排放井中的流體)，實現(xiàn)以下 目的。
隨著注入過程和排氣過程的進行，排放井(20)排出混合流體中的烴類氣體 比例的變化如圖3所示； 一旦監(jiān)測到烴類氣體濃度低于經(jīng)濟濃度值，馬上停止混 合流體注入，進行封井，整個天然氣分離與廢棄氣體封存工程完成。
本發(fā)明中的地質(zhì)封存場地為地質(zhì)分離層及以上所有空間(包含地質(zhì)分離層、 帽巖層、夾層等地質(zhì)構(gòu)造和地表)。
本發(fā)明中的地質(zhì)分離層主要為深部含水層，同樣適用于水力侵入后的含油 層、含氣層；廢棄氣體地質(zhì)封存層和天然氣地質(zhì)分離層為同一地層，利用該地層同時進行分離和廢棄氣體地質(zhì)封存?？奢^經(jīng)濟的實現(xiàn)分離與廢棄氣體地質(zhì)封存的 地層深度范圍為200m到5000m范圍。
本發(fā)明中的帽巖為地層中滲透性較低的巖層(主要為頁巖、泥巖、石灰?guī)r
等低滲巖石，滲透系數(shù)相對地質(zhì)分離層低1個數(shù)量級以上)。 本發(fā)明中的濃度均為體積濃度。
工程算例說明
天然氣分離及廢棄氣體封存場地條件為深度800米、厚度40米的砂巖含水 層中，蓋層為40米厚的頁巖，地層傾角10度，砂巖孔隙率為20%，設(shè)置垂直注 入井和排放井各一口，鉆孔之間距離為5km,
天然氣中含有3%體積的H2S和10%的二氧化碳雜質(zhì)氣體，其他為0. 80的甲 垸和7%的乙烷等其他烴類氣體，將含雜質(zhì)的天然氣混合氣體通過15MPa的壓力 注入并在排放井20控制壓力為3MPa，注入井的注入量為7X10W /天，注入8 個月后在排放井中獲取了分離的經(jīng)類氣體，該工程一直持續(xù)5年分離純度非常高 的烴類氣體，在第6年后出現(xiàn)雜質(zhì)氣體，并隨時間增加，如圖8算例中的排放 井中的烴類氣體與雜質(zhì)氣體體積比例隨時間的變化關(guān)系。
分離過程中會損失部分烴類氣體，但相對成本降低來講可以忽略該損失，天 然氣分離的總成本可控制在0. 1元/m3CH4以下，特備是雜質(zhì)氣體濃度較高的情況 下(雜質(zhì)氣體〉5%的條件)，若是氣田中的高壓氣體直接進行分離，總分離成本可 控制在0.03元/m3CH4以下，由于封存的廢棄氣體可通過排放權(quán)交易獲利，該分離 和封存工程的成本為負值，即可獲利。
權(quán)利要求
1、一種基于混合流體自分離的天然氣分離及廢棄氣體地質(zhì)封存方法，其特征包括下列步驟①在選定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)形成注入井(10)和排放井(20)，一直貫穿帽巖(41)進入地質(zhì)分離層(43)；②通過高壓注入設(shè)備將含有廢棄氣體的天然氣混合流體連續(xù)不斷地通過注入井(10)注入地質(zhì)分離層(43)，天然氣中的雜質(zhì)氣體成分包括二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、三氧化硫、氧化亞氮、氧化氮、二氧化氮、氨氣氣體中的一種或二至八種氣體的任意混合；雜質(zhì)氣體的體積濃度范圍為0.5％～90％之間；③天然氣注入后，通過排放井(20)釋放遷移到排放井(20)的混合流體；④持續(xù)進行混合流體的注入和排放井(20)的釋放，直到排放井(20)排出的流體中甲烷、乙烷、丙烷低碳烴類氣體的總濃度低于經(jīng)濟濃度值為止，停止整個分離過程。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混合流體自分離的天然氣分離及廢棄氣體地質(zhì)封存的方法，其特征在于所述的地質(zhì)分離層(43)為深部含水層，地質(zhì)封存場地至少包含一個注入井 (10)和一個排放井(20)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混合流體自分離的天然氣分離及廢棄氣 體地質(zhì)封存的方法，其特征在于控制排放井(20)井口的壓力，壓力為 0. lMPa 50MPa，以溶解于排放井周圍地層水中的雜質(zhì)氣體不析出為準。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于混合流體自分離的天然氣分離及廢棄氣體地質(zhì)封存方法，包括下列步驟①在選定的地質(zhì)封存場地形成注入井和排放井；②通過高壓注入設(shè)備將含有CO₂、H₂S、SO_x、NO_x、NH₃等雜質(zhì)的天然氣連續(xù)不斷地通過注入井注入地質(zhì)分離層；③通過排放井釋放遷移到排放井的流體；④持續(xù)進行混合流體的注入和排放井的釋放，直到排放井排出的流體中甲烷、乙烷、丙烷等烴類氣體總體積濃度低于經(jīng)濟濃度值為止。在分離過程中實現(xiàn)天然氣雜質(zhì)氣體分離和廢棄氣體封存的雙重目標。本發(fā)明適用于天然氣分離領(lǐng)域，適用于廢棄氣體地質(zhì)封存領(lǐng)域，特別適合天然氣初步分離及廢棄氣體地質(zhì)封存工程。
文檔編號E21B43/40GK101493007SQ20081024630
公開日2009年7月29日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者李小春, 磊 杜, 寧 魏 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所