[實用新型]一種二氧化碳地質(zhì)封存蓋層泄露監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922146051.6
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN212406711U
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 王維波;王偉;趙習森;江紹靜;陳龍龍;湯瑞佳;李劍;王蓓蕾;王賀誼;康宇龍;李娜
• 申請（專利權）人: 陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院
• 主分類號: E21B47/11
• 分類號: E21B47/11;E21B49/08
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 賀珊

本實用新型具體地說涉及一種二氧化碳地質(zhì)封存蓋層泄露監(jiān)測裝置。一種二氧化碳地質(zhì)封存蓋層泄露監(jiān)測裝置，包括監(jiān)測井，監(jiān)測井井口設有氣體采集口，監(jiān)測井位于蓋層主要應力集中區(qū)域和蓋層、儲層裂縫發(fā)育區(qū)域、地質(zhì)構造的高點位置、注氣井所在井場；二氧化碳氣體捕集裝置，與氣體采集口連接，對氣體采集口采集到的二氧化碳氣體進行捕集的二氧化碳氣體捕集裝置；用于對未注氣與注氣后的氣體采集口捕集到的二氧化碳中的碳同位素¹³C、¹²C含量進行分析的同位素質(zhì)譜分析儀。本實用新型能夠準確及時有效的發(fā)現(xiàn)二氧化碳突破蓋層向上泄漏的跡象，對儲層二氧化碳可能的泄露途徑進行監(jiān)測，做到二氧化碳尚未泄露至淺地表時發(fā)出安全預警。

技術領域

本實用新型涉及一種二氧化碳泄露監(jiān)測方法，具體地說涉及一種二氧化碳地質(zhì)封存蓋層泄露監(jiān)測裝置。

背景技術

全球氣候變化背景下，二氧化碳地質(zhì)封存、海洋封存是目前最具潛力的減排措施。加拿大的韋本(Weyburn)、挪威北海斯萊普內(nèi)爾(Sleipner)油田、阿爾及利亞的薩拉赫(InSalah) 運營著世界三大主要二氧化碳封存項目。國內(nèi)的中國石油、中國石化、神華集團、華能集團、延長石油集團也分別開展了較大規(guī)模的CCS示范項目。

二氧化碳被地質(zhì)封存后可能突破蓋層毛細管力向淺地表泄漏，也可能通過斷層和斷裂帶向儲層上方運移至淺地表。另外，注入井井壁、監(jiān)測井井壁也可能成為向周邊擴散的途徑。

地質(zhì)封存的二氧化碳逃逸至淺地表時，可導致土壤的酸化和土壤中氧的置換，進而影響植被生態(tài)系統(tǒng)。高流量的二氧化碳會引起土壤氣體中二氧化碳濃度增高，會導致植物呼吸作用受限，甚至死亡。此外，低pH值和高二氧化碳濃度環(huán)境可促使部分生物大量繁殖，導致另外一部分生物由于自然競爭的優(yōu)勝劣汰而逐漸萎縮甚至消失。一般土壤氣里二氧化碳的正常含量應該維持在0.2％～4％之間，當含量增加到5％時將對植物的生長產(chǎn)生不利的影響。隨二氧化碳逃逸一起移動的污染物對地下水質(zhì)量也會造成影響。

地質(zhì)封存的二氧化碳，可能會發(fā)生水平與垂直方向的運移。從封存的安全性考慮，二氧化碳水平方向的擴散引起氣體前緣突進，而垂直方向上的運移具有較大安全隱患。二氧化碳往上運移的距離越大，二氧化碳封存的安全性越低，運移突破蓋層時發(fā)生泄露的幾率大大增強。綜上所述，準確有效的發(fā)現(xiàn)二氧化碳突破蓋層向上泄漏的跡象，對儲層二氧化碳可能的泄露途徑進行監(jiān)測，做到二氧化碳尚未泄露至淺地表時發(fā)出安全預警至關重要。

傳統(tǒng)意義上的監(jiān)測往往基于淺地表土壤及大氣環(huán)境下二氧化碳濃度與背景值的差異比較，但是在實際測量空間中二氧化碳存在被稀釋的可能性，而且測量準確性取決于測量儀器的精度和誤差，對泄漏監(jiān)測比較滯后。土壤中植物呼吸、微生物作用也可釋放的二氧化碳，空氣中本身含有二氧化碳對測量的干擾，使得這些方法不能區(qū)分自然環(huán)境中的二氧化碳以及封存泄露的二氧化碳，僅依據(jù)濃度變化很難對泄露進行判定。

近年來興起的地表形變與環(huán)境變化遙感監(jiān)測技術，利用星載熱紅外傳感器以及低空無人機熱成像儀通過監(jiān)測儲層和蓋層地質(zhì)力學影響，監(jiān)測地表植被、地物、地形的變化，識別潛在的管道和地下的泄露，實現(xiàn)了二氧化碳地質(zhì)封存環(huán)境變化遙感監(jiān)測。中國發(fā)射的二氧化碳監(jiān)測科學實驗衛(wèi)星(碳衛(wèi)星)搭載高光譜二氧化碳探測儀通過測量二氧化碳光譜吸收線反演出大氣二氧化碳濃度，精度達到4ppm，初步形成針對全球、中國及其他重點地區(qū)的大氣二氧化碳濃度監(jiān)測能力。但這些投資巨大的技術適合大面積大范圍立體式長期監(jiān)測及戰(zhàn)略研究，有必要針對較小范圍、較小規(guī)模封存量的區(qū)域，研究經(jīng)濟性、時效性均可行的二氧化碳地質(zhì)封存泄露監(jiān)測方法。

其中，TEA為三乙醇胺，MEA為一乙醇胺，BTB為溴麝香草酚藍，別稱溴百里酚藍、溴百里香酚藍。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型旨在針對上述問題，提出一種科學合理部署監(jiān)測井、化學法高效捕集二氧化碳氣體樣品、同位素質(zhì)譜儀精確分析δ¹³C，準確判斷二氧化碳是否來源于注入的二氧化碳，監(jiān)測蓋層是否有泄漏跡象，從而對尚未運移到淺地表的泄露發(fā)出安全預警。