专利汇可以提供减少温室气体向大气中的排放的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种减少向地面之上的大气中排放 温室 气体 如二 氧 化 碳 的方法,该方法包括将含有一种或多种温室气体的气体流注射到地下注射 地层 中,其中,该地下注射地层包括含有地层 水 的载水层,存在于气体流中的一些或全部温室气体溶解到地下注射地层内的地层水中,将所述一种或多种温室气体隔离在所述地下注射地层中,从而减少温室气体向大气的排放。,下面是减少温室气体向大气中的排放的方法专利的具体信息内容。
1.减少向地面之上的大气中排放温室气体的方法,该方法包括:
a)从生产源处选择气体流,该气体流中包含一种或多种温室气体;
b)选择一位于地面之下的地下注射地层,用于隔离来自生产源的所述气体流中的一种或 多种温室气体,所述地下注射地层包括含有地层水的载水层;
c)选择所述气体流的地面注射位点,该地面注射位点位于所述地下注射地层的上方、用于 通向该地下注射地层;
d)将来自生产源的、包含一种或多种温室气体的所述气体流从所述地面注射位点处注入 到所述地下注射地层的载水层的地层水中;以及
e)让气体流中的温室气体保留在所述地下注射地层中,直到至少一些或全部温室气体:i) 溶解到所述地下注射地层的载水层内的地层水中,或者ii)置换所述地下注射地层的载水 层内的地层水,或者同时iii)溶解到所述地下注射地层的载水层内的地层水中、并置换所 述地下注射地层的载水层内的地层水,从而将一些或全部的温室气体隔离在所述地下注射 地层中。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述地下注射地层与该地下注射地层上方的 地面之间隔着一个或多个相对不透水的层。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述一种或多种温室气体选自:二氧化碳、 六氟乙烷、甲烷、氧化亚氮、六氟化硫、四氟甲烷(四氟化碳)、三氟甲烷、1,1,1, 2-四氟乙烷,以及1,1-二氟乙烷。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述生产源来自人类的工业活动。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述人类的工业活动选自:乙烯生产厂、化 肥生产厂、甲醇生产厂、采矿作业、天然气生产作业、天然气处理厂、石油生产作业和石 油炼制作业。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述生产源为火电厂。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述地下注射地层的载水层的盐度为至少 10,000ppm(10克/升)。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述地下注射地层的pH值处在4~10之间。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述地下注射地层位于地面以下至少100米 处。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述地下注射地层位于地面以下100~1000 米处。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述地下注射地层位于地面以下至少500 米处。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在另一个实施方式中,所述地下注射地层 位于地面以下500~1000米处。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述方法还包括对所述地下注射地层的载 水层内的地层水进行地球化学分析,以证实所述地下注射地层只包含古代水,且所述地层 水不与较浅的新水源相通。
14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在距生产源5公里、10公里、50公里、或 者100公里处进行气体流的注射。
15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:气体流的注射包括将气体流从生产源处输 送至位于地面的气体流注射位点处的注射泵,所述注射位点位于所述地下注射地层的上 方。
16.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,气体流的注射包括:a)提供选自压缩机、 冷凝器、管道、泵和阀的一种或多种设备进行处理,并b)将温室气体从生产源输送至地 下注射地层上方的气体流地面注射位点。
17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述方法还包括在注射之前或者在注射时 改变所述气体流的一个或多个属性,以促进存在于气体流中的一种或多种温室气体在地下 注射地层的载水层中的溶解,所述一个或多个属性选自:pH值、压力、盐度和温度。
18.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述方法还包括压缩所述气体流。
19.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述方法还包括提供热交换器,以降低气 体流的温度。
20.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述地下注射地层的载水层包含孔隙压力 和破裂压力,且所述方法还包括:将气体流注入地下注射地层之前,先压缩所述气体流, 使其压力值大于所述地下注射地层的孔隙压力、但又小于所述地下注射地层的破裂压力。
21.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述方法还包括将一种或多种化学添加剂 加入到气体流中,以促进存在于气体流中的一种或多种温室气体在地下注射地层的载水层 中的溶解。
22.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:在注射所述气体流之前, 先用水压致裂法使所述地下注射地层中产生裂缝。
23.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述气体流为来自火电厂的废气流,所述 火电厂包括燃料气烟囱,且所述气体流的注射包括将火电厂废气流中存在的温室气体从该 火电厂的燃料气烟囱转移到地下注射地层上方的注射位点。
24.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在来自生产源的气体流中温室气体的含量 为25%或以上。
25.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在来自生产源的气体流中温室气体的含量 为50%或以上。
26.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在来自生产源的气体流中温室气体的含量 为95%或以上。
27.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述气体流由温室气体组成。
28.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述气体流既含有温室气体,也含有非温 室气体。
29.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:气体流的注射包括将注入井从地下注射地 层上方的地面注射位点安装到地下注射地层中。
30.根据权利要求29所述的方法,其特征在于:所述注入井的类型选自直井、斜井、水平 井。
31.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述方法还包括进行地质学数据分析、地 质力学数据分析、以及数字模拟技术中的一项或多项,以确定最优的注入-处理井模式、井 距和井结构,以使温室气体在载水层中的溶解达到最优化。
32.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述气体流包括氮气,所述地下注射地层 包括朝向地面的(上)表面侧,所述方法还包括,在将温室气体隔离在载水层中时或之后, 让氮气向着所述地下注射地层的(上)表面侧上升、或者在地下注射地层与地面之间上升, 直到一些或所有的氮气到达相对不透水的层时为止,且所述方法还包括将氮气排放到地面 之上的大气中。
33.根据权利要求32所述的方法,其特征在于:注射所述气体流包括将注入井从地下注射 地层上方的地面注射位点安装到地下注射地层中,其中所述注入井为第一井,且所述排放 包括提供从地面至地下注射地层的第二井。
34.根据权利要求33所述的方法,其特征在于:所述方法还包括提供第二井,该第二井具 有套管射孔、井下或地面基水-气分离系统、以及井下或地面泵中的一项或多项。
35.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,注射所述气体流包括:随着生产源对气体 流的生产,连续不断地从所述生产源获得气体流进行注射。
36.根据权利要求35所述的方法,其特征在于,注射所述气体流包括:在一段时间内,连 续不断地注射从所述生产源获得的气体流,所述一段时间选自:至少一天、至少一星期、 至少一个月、至少一年、至少五年、至少十年。
37.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,注射所述气体流包括:随着生产源对气体 流的生产,间歇地从所述生产源获得气体流进行注射。
近些年,已有迹象证明,由于人类活动产生的某些温室气体(GHG)的排放量上升而 引起的“温室效应”,全球气候正在变暖。大气中会引起温室效应的气体成分是二氧化碳、 甲烷、氧化亚氮和臭氧。与之相比,氧气、氮气、二氧化硫不会引起温室效应。
为了减轻人类活动产生的温室气体的增加产生的影响,已有多种减少向大气中排放温 室气体的提议。但现在没有一种方法能够在温室气体的产生源头处除去刚产生的温室气 体。
因此,需要一种新的减少向大气中排放温室气体的方法。
发明内容
根据本发明的一个实施方式,本发明提供一种减少向地面之上的大气中排放温室气体 的方法。该方法包括:a)从生产源处选择气体流,该气体流中包含一种或多种温室气体; b)选择一位于地面之下的地下注射地层,将来自生产源的所述气体流中的所述一种或多 种温室气体注射到所述地下注射地层中隔离起来,所述地下注射地层包括含有地层水的载 水层;c)选择所述气体流的地面注射位点,该位点位于所述地下注射地层的上方、用于通 向该地下注射地层;d)将来自生产源的、包含一种或多种温室气体的所述气体流从所述 地面注射位点处注入到所述地下注射地层的载水层的地层水中;以及e)让气体流中的温 室气体保留在所述地下注射地层中,直到至少一些或全部温室气体:i)溶解到所述地下注 射地层的载水层内的地层水中,或者ii)置换所述地下注射地层的载水层内的地层水,或 者同时iii)溶解到所述地下注射地层的载水层内的地层水中、并置换所述地下注射地层的 载水层内的地层水,从而将一些或全部的温室气体隔离在所述地下注射地层中。
在一个实施方式中,地下注射地层与地表面之间由位于所述地下注射地层之上的一个 或多个相对不透水层隔开。在另一个实施方式中,所述一种或多种温室气体选自:二氧化 碳、六氟乙烷、甲烷、氧化亚氮、六氟化硫、四氟甲烷(四氟化碳)、三氟甲烷、1,1, 1,2-四氟乙烷,以及1,1-二氟乙烷。在另一个实施方式中,所述生产源来自人类的工业 活动。在一个实施方式中,所述人类的工业活动选自:乙烯生产厂、化肥生产厂、甲醇生 产厂、采矿作业、天然气生产作业、天然气处理厂、石油生产作业和石油炼制作业。
在一个实施方式中,所述生产源为火电厂。在另一个实施方式中,所述地下注射地层 的载水层的盐度为至少10,000ppm(10克/升)。在另一个实施方式中,所述地下注射地层 的pH值处在4~10之间。在另一个实施方式中,所述地下注射地层位于地面以下至少100 米处。在另一个实施方式中,所述地下注射地层位于地面以下100~1000米处。在另一个 实施方式中,所述地下注射地层位于地面以下至少500米处。在另一个实施方式中,所述 地下注射地层位于地面以下500~1000米处。
在一个实施方式中,所述方法还包括对所述地下注射地层的载水层内的地层水进行地 球化学分析,以证实所述地下注射地层只包含古代水,且所述地层水不与较浅的新水源相 通。在另一个实施方式中,在距生产源5公里、10公里、50公里、或者100公里处进行 气体流的注射。在另一个实施方式中,气体流的注射包括将气体流从生产源处输送至位于 地面的气体流注射位点处的注射泵,所述注射位点位于所述地下注射地层的上方。在另一 个实施方式中,气体流的注射包括:a)提供选自压缩机、冷凝器、管道、泵和阀的一种或 多种设备进行处理,并b)将温室气体从生产源输送至地下注射地层上方的气体流地面注 射位点。在另一个实施方式中,所述方法还包括在注射之前或者在注射时改变所述气体流 的一个或多个属性,以促进存在于气体流中的一种或多种温室气体在地下注射地层的载水 层中的溶解,所述一个或多个属性选自:pH值、压力、盐度和温度。在另一个实施方式中, 所述气体流的注射包括将气体流从生产源运送到位于地下注射地层上方的气体流地面注 射位点,且所述方法还包括在运送气体流时,压缩所述气体流。在另一个实施方式中,所 述地下注射地层的载水层包含孔隙压力和破裂压力,且所述方法还包括压缩所述气体流, 使其压力值大于所述地下注射地层的孔隙压力、但又小于所述地下注射地层的破裂压力。
在一个实施方式中,所述方法还包括将一种或多种化学添加剂加入到气体流中,以促 进存在于气体流中的一种或多种温室气体在地下注射地层的载水层中的溶解。在另一个实 施方式中,所述方法还包括在注射所述气体流之前,先用水压致裂法使地下注射地层中产 生裂缝。在另一个实施方式中,所述气体流为来自火电厂的废气流,所述火电厂包括燃料 气烟囱,且所述气体流的注射包括将火电厂废气流中存在的温室气体从该火电厂的燃料气 烟囱转移到地下注射地层上方的注射位点。
在一个实施方式中,在来自生产源的气体流中温室气体的含量为25%或以上。在另一 个实施方式中,在来自生产源的气体流中温室气体的含量为50%或以上。在另一个实施方 式中,在来自生产源的气体流中温室气体的含量为95%或以上。在另一个实施方式中,所 述气体流由温室气体组成。在另一个实施方式中,所述气体流既含有温室气体,也含有非 温室气体。
在一个实施方式中,气体流的注射包括将注入井从地下注射地层上方的地面注射位点 安装到地下注射地层中。在另一个实施方式中,所述注入井的类型选自直井、斜井、水平 井。在另一个实施方式中,所述方法还包括进行地质学数据分析、地质力学数据分析、以 及数字模拟技术中的一项或多项,以确定最优的注入-处理井模式、井距和井结构,以使温 室气体在载水层中的溶解达到最优化。
在另一个实施方式中,所述气体流包括氮气,所述地下注射地层包括朝向地面的(上) 表面侧,所述方法还包括,在将温室气体隔离在载水层中时或之后,让氮气向着所述地下 注射地层的(上)表面侧上升、或者在地下注射地层与地面之间上升,直到一些或所有的 氮气到达相对不透水的层时为止,且所述方法还包括将氮气排放到地面之上的大气中。在 另一个实施方式中,注射所述气体流包括将注入井从地下注射地层上方的地面注射位点安 装到地下注射地层中,其中所述注入井为第一井,且所述排放包括提供从地面至地下注射 地层的第二井。在另一个实施方式中,所述方法还包括提供第二井,该第二井具有套管射 孔、井下或地面基水-气分离系统、以及井下或地面泵中的一项或多项。
在另一个实施方式中,注射所述气体流包括:随着生产源对气体流的生产,连续不断 地从所述生产源获得气体流进行注射。在另一个实施方式中,注射所述气体流包括:在一 段时间内,连续不断地注射从所述生产源获得的气体流,所述一段时间选自:至少一天、 至少一星期、至少一个月、至少一年、至少五年、至少十年。在另一个实施方式中,注射 所述气体流包括:随着生产源对气体流的生产,间歇地从所述生产源获得气体流进行注射。
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