[发明专利]一种二氧化碳地质封存结构和封存方法

权利要求书

1.一种二氧化碳地质封存结构，其特征在于：该封存结构包括封存层、注入通道、二氧化碳水合物和废弃能源区；其中：

封存层：用于将二氧化碳以二氧化碳水合物的形式存储；封存层设置于废弃能源区之内的空间中；

注入通道：用于将二氧化碳废气向封存层内注入；所述注入通道的一端与封存层相连通，注入通道的另一端设于废弃能源区之外；

二氧化碳水合物：所述二氧化碳废气经注入通道进入封存层后，与封存层内的水生成二氧化碳水合物，并存储于封存层内。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳地质封存结构，其特征在于：所述废弃能源区为废弃的油田、废弃的气田或废弃尾矿；所述封存层为废弃的油田、废弃的气田或废弃尾矿中存在的废弃的开采空间。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳地质封存结构，其特征在于：所述封存层内注入的二氧化碳废气的体积为封存层容积的150～200倍。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳地质封存结构，其特征在于：所述封存层内在注入二氧化碳废气前含水饱和度大于0.1，孔隙率为0.1～0.5。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳地质封存结构，其特征在于：所述封存层位于地表面以下300～500米。

6.根据权利要求5所述的二氧化碳地质封存结构，其特征在于：所述封存层内温度为0～8℃，压力为2～6MPa。

7.根据权利要求1所述的二氧化碳地质封存结构，其特征在于：注入封存层内的二氧化碳废气为二氧化碳含量≥90at.％的气体。

8.根据权利要求1所述的二氧化碳地质封存结构，其特征在于：所述注入通道为生产井通道。

9.利用权利要求1所述封存结构进行的二氧化碳地质封存方法，其特征在于：该封存方法是将工厂产生的二氧化碳废气经由注入通道注入到废弃能源区内的封存层中，注入的二氧化碳废气与封存层内残留的水生成固态的二氧化碳水合物，从而实现二氧化碳的封存。

10.根据权利要求9所述的二氧化碳地质封存方法，其特征在于：该封存方法具体包括如下步骤：

(1)将工业生产中产生的烟气收集；

(2)烟气经过粗处理，得到二氧化碳含量大于90at.％的二氧化碳废气；

(3)将二氧化碳废气由注入通道注入封存层内，注入前控制封存层内的压强低于二氧化碳蒸气压，防止液化带来的流动性减弱；由于二氧化碳废气中含有工业生产中自带的氮气，注入初期并不会生成水合物，其有利于二氧化碳废气在封存层中的流动；

(4)当封存层内的压强由于持续不断的气体注入达到二氧化碳水合物生成的临界值时，水合物开始生成；此后封存层内的压强保持恒定在平衡压强以上500kPa，直至气体注入结束。