CN102942006B - 封存二氧化碳的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封存二氧化碳的方法，包括如下步骤：（一）注入层位的选择，注入层位包括不可采煤层和/或煤层采空区；（二）根据注入层位所处位置钻井；（三）对不可采煤层和/或采空区顶板的裂隙带射孔，（四）当需注入层位的数量大于一层时，为从下至上依次分层注入二氧化碳，每层注入层位注入完成并封存后再进行下一层注入层位的注入与封存；（五）最后钻井填埋封盖。本发明是一种针对目前煤炭发电排放二氧化碳量多、温室效应明显，处理工序复杂，费用高等问题，设计的一种向不可采煤层或采空区注入二氧化碳气体封存二氧化碳的方法，达到相对永久封存二氧化碳，减少处理二氧化碳费用的目的。

Description

封存二氧化碳的方法

技术领域

本发明涉及一种在采空区和/或不可采煤层封存二氧化碳的工艺与方法。

背景技术

煤炭在我国一次性能源结构中占有很重要的地位。煤炭作为一种重要能源，发电是其重要用途之一。研究表明：一般情况下，1吨发电的煤会产生2.66-2.72吨的二氧化碳气体，同样条件下，CO₂的温室效应是甲烷的20～25倍，这些气体直接排放到大气中，会引起全球气候变暖，造成人类生活环境的巨大变化。对已经产生的CO₂进行人为处置成为近年来人们关注的焦点。

目前，处理CO₂的方法主要有：（1）将人类活动产生的碳排放物捕获、收集并以安全的方式存储、封存到深层地质结构或深海等碳库中；（2）直接从大气中分离出CO₂并将其进行安全存储、封存。目前，向深层海洋注入CO₂或是通过海洋增肥的方式会引发更多的碳沉降，与此同时也会增加海洋中碳由上至下的传输，引起海洋碳循环的变动；且处理费用相对比较高。

我国具有悠久的煤炭开采历史，迄今为止，有许多矿井因为资源枯竭而成为废弃矿井，这些废弃矿井存在大面积的采空垮落区和废弃巷道硐室。同时，在煤系地层中，普遍存在着因技术或经济原因而弃采的煤层，如不可采薄煤层、埋藏超过终采线的深部煤层和构造破坏严重的煤层等。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对目前煤炭发电排放二氧化碳量多、温室效应明显，处理工序复杂，费用高等问题，设计出一种向不可采煤层或采空区注入二氧化碳气体封存二氧化碳的方法，达到相对永久封存二氧化碳，减少处理二氧化碳费用的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种封存二氧化碳的方法，包括如下步骤：（一）注入层位的选择，注入层位包括不可采煤层和/或煤层采空区；（二）根据注入层位所处位置钻井；（三）对不可采煤层和/或采空区顶板的裂隙带射孔，（四）当注入层位为不可采煤层时，通过压裂设备对注入层位压裂，同时或者先后对注入层位注入二氧化碳，并封存；当注入层位为采空区时，通过裂隙带向采空区注入二氧化碳，并封存；当需注入层位的数量大于一层时，为从下至上依次分层注入二氧化碳，每层注入层位注入完成并封存后再进行下一层注入层位的注入与封存；（五）最后钻井填埋封盖。

在步骤（四）中，所述压裂为水力压裂，二氧化碳为液态二氧化碳，液态二氧化碳通过增压泵注入所述注入层位。

所述不可采煤层的上、下部均有厚度大于2m的砂质泥岩层或者泥岩层存在。

在步骤（一）中，注入层位包括采空区及其上部的不可采薄煤层，在步骤（二）中，钻井井身为三开井身结构，在步骤（三）中，对不可采煤层、不可采煤层顶、底板的砂岩层以及采空区顶板的裂隙带均进行射孔。

在步骤（一）中，注入层位包括采空区和分别位于采空区上侧、下侧的不可采薄煤层，在步骤（二）中，钻井井身为四开井身结构，在步骤（三）中，对每层不可采煤层、每层不可采煤层顶、底板的砂岩层以及采空区顶板的裂隙带均进行射孔。

在步骤（一）中，注入层位仅由若干层不可采薄煤层组成，在步骤（二）中，钻井井身为二开井身结构，在步骤（三）中，对每层不可采煤层、每层不可采煤层顶、底板的砂岩层均进行射孔。

在步骤（一）中，注入层位仅为采空区，在步骤（二）中，钻井井身为三开井身结构，在步骤（三）中，仅对采空区顶板的裂隙带进行射孔。

在步骤（四）中所述的封存为每层注入层位注入完毕后，均封堵该注入层位的所对应的射孔孔眼，并将井筒向上填埋至下一个需注入层位的底部下侧。

所述在步骤（五）中，对整个井筒填砂，在井口内注水泥且井口封盖。

本发明所述的封存二氧化碳的方法，具有如下有益效果：（1）针对不同的不可采煤层与采空区的位置关系，设计出不同的井身结构。可以完成不同情况下的二氧化碳注入。（2）针对不可采煤层和采空区空间位置的不同，设计出不同的压裂注入二氧化碳工艺与方法，该工艺流程操作简便、费用低、适用范围广，可以大大减少大气中温室气体的排放量。

并且，煤炭产地火电、水泥、建材、煤化工等行业比较发达，这些大型的CO₂固定排放源比较集中地分布在这些废弃煤矿区的周围，这些废弃矿井及不可采煤层为CO₂就地封存处理提供了良好的场所。如果能将这些地方产生的二氧化碳进行收集，采用一种工艺技术把其注入到这些采空区或不可采煤层中，既有效阻止了CO₂气体的排放，同时其处理成本也大大降低。基于此思想，如何设计一种工艺及方法，把煤炭发电产生的二氧化碳注入到地下不可采煤层或采空区中，使二氧化碳能够永久封存，既减少了温室效应，又节省了处理成本。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例2的结构示意图；

图3是本发明实施例3的结构示意图；

图4是本发明实施例4的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示的一种封存二氧化碳的方法，包括如下步骤：

（一）注入层位的选择：注入层位包括采空区11及其上部的不可采薄煤层17，所选注入层位的不可采薄煤层17的上侧具有厚度大于2m的砂质泥岩层或者泥岩层16存在。

在此首先应对注入层位所在的注入地点进行选择：要使注入的CO₂能够得到较好地封存，为了防止注入后隐患，注入的地点不能选择在正在开采的煤矿的采空区11，也不能选择在采空区11上部煤层已经开采，下部不远处（一般距离不超过200m）的煤层还要开采的地区。因此，注入地点选择在已经开采的，废弃的，下部煤层在今后几乎无开采可能的废弃煤矿进行注入二氧化碳封存施工。当然，如果不是废弃煤矿，对于仅有若干层不可采薄煤层17的地点也可进行选择注入，此时，注入层位即为上述若干层不可采薄煤层17。

紧挨不可采薄煤层17的顶板以及底板均为砂岩层18，但同时为了保证能对注入的二氧化碳起到封闭的作用，所以在所选注入层位为不可采薄煤层17时，在顶板的砂岩层18的上部、在底板的砂岩层18的下部均具有厚度大于2m的砂质泥岩或泥岩16存在。

本例中由于采空区11下部没有不可采薄煤层17，仅对采空区11上部的不可采薄煤层17及采空区11进行注入。

综上，地层从上至下依次为：泥岩或砂质泥岩层16、砂岩层18、不可采薄煤层17、砂岩层18、泥岩或砂质泥岩层16、弯曲下沉带14、裂隙带13、冒落带12以及采空区11。

（二）根据注入层位所处位置钻井，钻井钻至采空区11顶板的裂隙带13：先在地面进行钻井，钻井向下依次穿过泥岩或砂质泥岩层16、砂岩层18、不可采薄煤层17、砂岩层18、泥岩或砂质泥岩层16、弯曲下沉带14、并钻进到采空区11顶板的裂隙带13为止，为了节省钻井成本，同时又要考虑到后续的二氧化碳注入，在钻头设计上，与传统的煤层气井相比，其钻头相应来说比其要小，同时又要考虑钻井直径与套管的匹配度。所以，一开采用Ф269.9mm钻头，钻至基岩5m处停钻，下入Ф219.1mm套管固井；二开采用φ200mm钻头，钻至采空区11顶板的裂隙带13以上10m左右处的稳定区停钻，下入φ168.3mm套管固井；三开采用φ120.6mm钻头，钻至三带中的裂隙带13中间部位停钻，下入φ101.6mm套管固井。钻井井身为三开井身结构。上述的固井为利用位于井口外的水泥固井注浆系统15完成，水泥固井注浆系统15的注浆泵通过管子向套管与井壁之间注入固井水泥，钻井以及注浆固井的方法步骤均为现有技术，故不详细叙述。

当然，由于注入地点选择在废弃煤矿，钻井位置应选择在避开断层或煤炭开采时的巷道及其边缘150m的范围。

由于采空区11以上依次为冒落带12、裂隙带13和弯曲下沉带14，其中冒落带12、裂隙带13常用的经验计算公式为：

a.开采单一煤层时，垮落带计算公式：

式中：m-煤层开采厚度，m；W-垮落过程中顶板的下沉值；α-矿体倾角，°；Hm-冒落带12高度，m；K为岩石破碎系数，一般为1.10-1.40。

b.厚煤层分层开采时，垮落带计算公式为：

坚硬岩层（）：

中硬岩层（）：

软弱岩层（）：

极软弱岩层（＜10）：

式中：H_li-裂隙带13高度，m；m-煤层开采厚度，m。

②裂隙带13计算公式：

坚硬岩层（）：

中硬岩层（）：

软弱岩层（）：

极软弱岩层（＜10）：

式中：H_li-裂隙带13高度，m；m-煤层开采厚度，m。

（三）分别对不可采薄煤层17和采空区11顶板的裂隙带13射孔：具体操作时，又可分为如下步骤：

①射孔层位的选择

射孔是为后续的压裂注入服务的。

针对不可采薄煤层17发育的情况，若仅在不可采薄煤层17中射孔，其二氧化碳注入量将受到很大限制。因此，为了增加注入量，在若干薄煤层及其附近的砂岩层18中都进行射孔。

针对采空区11，因采煤时上部的岩层已经受到了扰动，形成了裂隙带13，因此，射孔时不需要在采空区11进行射孔，仅在采空区11顶板的裂隙带13内射孔即可。

②射孔参数的确定

因钻井时井径扩大不严重，为节约成本，采用102型射孔枪127弹或102弹即可。

因煤层段与砂岩层18段的岩石力学性质不同，导致压裂时裂缝起裂所需的压力不同。压裂时，通过改变其孔眼摩阻，一定程度上可改变煤层段及砂岩层18段的施工压力。基于此，煤层段采用16孔/m；砂岩层18段采取加密射孔方式，即32孔/m。当压裂层段为采空区11上方裂隙带13时，采用16孔/m进行射孔。

本发明不拘泥于上述形式，同理，当采空区11上部具有若干不可采薄煤层17时，应分别对每层不可采薄煤层17及其顶、底板的砂岩层18射孔。

（四）由于需注入层位为不可采薄煤层17及其下侧的采空区11，注入层位的数量大于一层，所以为从下至上分层分别依次注入，即先对采空区11注入二氧化碳，再对不可采薄煤层17注入二氧化碳，每个注入层位注入封存完成后再进行下个注入层位的注入与封存；对于不可采薄煤层17，通过压裂设备对该注入层位压裂，同时对该注入层位注入二氧化碳，并封存；对于采空区11，则通过裂隙带13向采空区11注入二氧化碳，并封存。

所述压裂为水力压裂，二氧化碳为液态二氧化碳，液态二氧化碳通过增压泵20注入所述注入层位。

具体来说，进行水力压裂的设备主要包括：水箱1、压裂泵车、压裂液罐、管汇5、仪表车6、混砂车3、砂罐车2和辅助设备（压力传感器和流量传感器等）等；将数个水箱1并联，所有水箱1的出水口汇总后接入混砂车3的进口，混砂车3还连接有砂罐车2，混砂车3的出口接入管汇5，并且有数辆上述压裂泵车也通过高压软管并联并接入管汇5，然后管汇5的出口端连接第一高压软管7A，第一高压软管7A再接入钻井井筒8的井口内。第一高压软管7A上设有仪表车6，仪表车6设置上述辅助设备——压力传感器和流量传感器等。

液态二氧化碳通过CO₂注入设备注入，所述CO₂注入设备主要包括设置CO₂液罐的CO₂液罐车10、上述增压泵20、气控车、计量仪器（流量计和压力计）等。CO₂液罐车10的CO₂的二氧化碳排出口通过第二高压软管7B接入钻井井筒8的井口内，上述增压泵20以及气控车、计量仪器依次设置在第二高压软管7B上。

在水力压裂设备中：压裂泵车主要是为压裂提供施工压力，达到破碎煤及岩石的目的。压裂泵车主要采用石油上压裂时常用的HQ2000型压裂车4或采用HQ1400型压裂车4；为了达到压裂时达到一定的施工排量，需要几台压裂泵车并联。并联时，各个高压软管都汇集到管汇5中。压裂泵车设有压裂液罐，压裂液罐是用钢板焊接成的长方体的容器，大小为6m×3m×3m，压裂液罐中主要盛放压裂时用的清水。仪表车6主要用来对各种压裂泵进行操控，通过档位变换对各个泵的施工排量实施控制。混砂车3主要是把支撑剂和液体搅拌混合均匀；砂罐车2主要装压裂所用的支撑剂；仪表车6上的辅助装置主要包括一些压力传感器、流量传感器等，主要对压裂时的施工压力、流量等进行实时数据采集。

CO₂注入设备中：CO₂液罐车10中主要为了存储液态二氧化碳，一般由椭圆柱的筒子组成；增加泵20的作用是对液态CO₂增压，提供注入时的动力；压力计和流量计分别记录注入时的压力和流量。气控车用于控制气控阀的开启和关闭。

先对采空区11注入二氧化碳，由于裂隙带13本身带有裂隙，所以射孔后不需要压裂裂隙带13直接注入二氧化碳即可，将CO₂注入设备的第二高压软管7B从井口处伸入到井筒8底部裂隙带13所对应的位置，在井筒8内设置封隔器(封隔器图中未示出)，封隔器位于裂隙带13的上侧，第二高压软管7B底端向下穿过封隔器，当通过第二高压软管7B注入液态二氧化碳时封隔器起到稳压的作用，启动CO₂注入设备，液态二氧化碳从CO₂液罐车10经过高压软管从井口处进入到井筒8底部，依次穿过射孔的空隙以及裂隙带13的裂隙进入采空区11。具体的二氧化碳注入程序如下所示：

a.注入方式及封隔位置

为节省成本，注入时，采用套管内注入。对于封隔位置，因仅对采空区11实施压裂注入，因此，封隔器可下入在采空区11上部裂隙带13以上。

b.注入时施工排量的确定

因采空区11顶板的裂隙带13已经受到了扰动，因此，注入时所需要的施工排量不需太大，施工压力也不需要太高即可把二氧化碳注入。一台泵或两台泵并联即可。

c.压裂注入泵注程序设计

采空区11不担心压裂时裂缝的闭合，因此，注入时不需要加入支撑剂进行支撑。注入CO₂的量主要受控于采空区11的体积。根据采空区11的体积，计算出采空区11预留的孔隙体积，换算成CO₂的体积当量，根据经验垮落后的采空区11孔隙率30%左右。为保险起见，注入量为计算量的80%即可。CO₂注入量设计为，式中：A为采空区11面积，H为采空区11高度。压裂注入泵注程序设计如下：

表1采空区11压裂注CO2泵注程序

备注：泵注程序中的清水由水力压裂设备的水箱1提供，混合砂浆由水泥固井注浆系统15提供，混合液注入时，为延长增压泵使用寿命，注CO₂的增压泵应交替注入。

注入完毕后，每层注入层位注入完毕后，均应封存：封堵该注入层位的所对应的射孔孔眼19，并将井筒8向上填埋至下一个需注入层位的底部下侧30m处。所以采空区11注入后，用水泥砂浆封堵射孔孔眼19，水泥砂浆由水泥固井注浆系统15提供，水泥固井注浆系统15将其输出管伸入到井筒8套管内采空区11裂隙带13射孔孔眼19的位置即可，然后对井筒8内填砂至需压裂的不可采薄煤层17之下30m左右处。

将CO₂注入设备的第二高压软管7B与水力压裂设备的第一高压软管7A均伸入到井筒8内不可采薄煤层17对应处，启动水力压裂设备和CO₂注入设备，对不可采薄煤层17同时进行压裂和二氧化碳注入。注入后封存，封存方法同上，用水泥砂浆封堵不可采薄煤层17及其顶、底板砂岩层18的射孔孔眼19，然后井筒8内填砂。

具体二氧化碳对不可采薄煤层17的注入程序如下：

a.注入方式及封隔位置

注入方式采用向井筒8内注入，封隔器只需下入到需要注入不可采薄煤层17顶部即可。CO₂注入设备的第二高压软管7B与水力压裂设备的第一高压软管7A底端均向下穿过上述封隔器。

b.注入时施工排量、砂量的确定

因不可采薄煤层17及砂岩层18一起压裂，压裂时，既要保证煤层段破裂，又要保证砂岩层18段破裂，同时还要防止煤层段及砂岩层18段压裂后裂缝的闭合，使用的施工排量相对比较大，即由几台压裂泵车并联，施工排量设计为7～9m³/min。

注入后，为防止裂缝闭合，则需注入支撑剂来支撑裂缝，同时为了防止注入量过多造成砂堵，一般情况下，煤层段砂量为7～9m3/m，砂岩层18段为4～7m³/m。

c.压裂注入泵注程序设计

煤层段和砂岩层18段压裂时，会形成一个椭圆形的裂缝，一般长轴方向上裂缝半长为80～100m，短轴方向上裂缝半长为30～50m，根据椭圆计算公式，结合压裂层段，结合孔隙率，即可计算出可封埋的二氧化碳的体积。CO2注入量设计为Q=H煤/砂φπab，式中H煤/砂为煤层或砂岩层18平均厚度，Q为CO2注入量；φ为煤层或砂岩层18孔隙率（煤层或砂岩层18φ均取0.05）；a为长轴方向裂缝半长，取90m；b为短轴方向裂缝半长，取40m；薄煤层压裂注二氧化碳封存的泵注程序设计如下：

表2薄煤层及砂岩层18压裂注CO₂泵注程序

备注：泵注程序中的清水由水力压裂设备的水箱1提供，混合砂浆由水泥固井注浆系统15提供，混合液注入时，为延长增压泵使用寿命，注CO₂的增压泵应交替注入。

由于本例中不可采薄煤层17仅为一层，不可采薄煤层17注入完成后，然后对井筒8进行填砂操作。

（五）最后钻井填埋封盖：即对整个井筒8填砂，在井口内注水泥且井口封盖。

当水力压裂设备以及CO₂注入设备均接到井口后，井口通过井盖9密封。

本例中仅以一层不可采薄煤层17为例进行说明。当然，本发明不拘泥于上述形式，采空区11上部的不可采薄煤层17也可为若干层，从下至上当所有的不可采薄煤层17都压裂注入完毕时，然后对整个井筒8填砂，在井口处注水泥封盖井口。由于原理相同，故不重复叙述。此外，对于不可采薄煤层17，也可先进行压裂再进行注入，同样可达到发明目的，将压裂与注入同时进行，较为节省时间。

实施例2：

由图2所示的封存二氧化碳的方法，与实施例1的不同之处在于：在步骤（一）中，注入层位包括采空区11和分别位于采空区11上侧、下侧的不可采薄煤层17，这种情况下，可采煤层形成的采空区11上部和下部均具有不可采薄煤层17，出于成本上的考虑，上、下部的不可采薄煤层17分别离采空区11的间距不超过200m，这时，既要对采空区11上部、下部的薄煤层进行注入，同时又要对采空区11进行注入。地层从上至下依次为：泥岩或砂质泥岩层16、砂岩层18、不可采薄煤层17、砂岩层18、泥岩或砂质泥岩层16、弯曲下沉带14、裂隙带13、冒落带12、采空区11，泥岩或砂质泥岩层16、砂岩层18、不可采薄煤层17、砂岩层18、泥岩或砂质泥岩层16。

在步骤（二）中，钻井井身要从上至下依次穿过上述的层位：泥岩或砂质泥岩层16、砂岩层18、不可采薄煤层17、砂岩层18、泥岩或砂质泥岩层16、弯曲下沉带14、裂隙带13、冒落带12、采空区11，泥岩或砂质泥岩层16、砂岩层18、不可采薄煤层17、砂岩层18、泥岩或砂质泥岩层16，并延伸至最底层泥岩或砂质泥岩层16的下侧。

考虑到要钻穿采空区11，钻穿采空区11时，因采空区11已受到了扰动，比较松散，因此，在采空区11的顶板的裂隙带13及下部都需要变径，用套管固定来使其形成完整的井筒8，为后续的注入提供方便。钻井井身结构采用四开的井身结构，具体为：一开采用φ347.6mm钻头，钻至基岩5m处停钻，下入φ298.4mm套管固井；二开采用φ269.9mm钻头，钻至采空区11上部裂隙带13以上10m左右处的稳定区停钻，下入φ219.1mm套管固井；三开采用φ200mm钻头，钻至三带中的裂隙带13中间部位停钻，下入φ168.3mm套管固井；四开采用φ120.6mm钻头，钻穿采空区11，钻至采空区11以下煤层下部20m处停钻，下用φ101.6套管固井。

在步骤（三）中，与实施例1的步骤（三）相同，射孔的参数基本一致，射孔的地点选择原则一致：上、下部两不可采薄煤层17以及与每个不可采薄煤层17上下侧紧挨的顶、底板砂岩层18和采空区11顶板的裂隙带13。即对每层不可采煤层、每层不可采煤层顶、底板的砂岩层18以及采空区11顶板的裂隙带13均进行射孔。

在步骤（四）中，也相应与实施例1的步骤（四）原理相同，由于注入层位大于一层，所以也是从下至上依次分层注入二氧化碳，先进行最底部的不可采薄煤层17的二氧化碳注入，再进行采空区11的注入，最后进行最顶部不可采薄煤层17的注入。每个注入层位注入封存完成后再进行下个注入层位的注入与封存。顶、底部不可采薄煤层17的压裂注入方法、步骤与所使用的设备、参数与实施例1中的相同，并且对于采空区11的注入程序也相同。步骤（五）与实施例1中的也相同。

当然，本发明不拘泥于上述形式，采空区11的上、下部不可采薄煤层17均可为若干层，本例以及附图2中均以上、下部不可采薄煤层17各一层为例。

实施例3：

由图3所示的封存二氧化碳的方法，与实施例1的不同之处在于：在步骤（一）中，注入层位仅由从上至下若干层不可采薄煤层17组成。但出于成本考虑，该若干层薄煤层的埋藏深度不超过800m。每层不可采薄煤层17的顶、底板均具有砂岩层18且上侧砂岩层18的上侧以及下侧砂岩层18的下侧均具有泥岩或砂质泥岩层16。

在步骤（二）中，钻井井身为二开井身结构：当仅在若干层不可采煤层注入二氧化碳时，井身结构与常规煤层气井的井身结构相似，即采用二开井身结构，同时考虑到钻井成本，钻头直径相对较小。具体为：一开采用φ200mm钻头，钻至基岩5m处停钻，下入φ168.3mm套管固井；二开采用φ120.6mm钻头，钻至最后一层不可采薄煤层17的泥岩或砂质泥岩层16的下侧3m处停钻，下入φ101.6mm套管固井。在步骤（三）中，对每层不可采薄煤层17、每层不可采薄煤层17上、下侧的砂岩层18均进行射孔。在步骤（四）中，也相应与实施例1的步骤（四）原理、步骤、参数相同，由于注入层位大于一层，所以也是从下至上依次分层注入二氧化碳，每个注入层位注入封存完成后再进行下个注入层位的注入与封存。步骤（五）与实施例1中的也相同。

实施例4：

由图4所示的封存二氧化碳的方法，与实施例1的不同之处在于：在步骤（一）中，注入层位仅为采空区11。在这种情况下，采空区11上部几乎没有薄煤层，下部200m范围内也没有薄煤层，或薄煤层很少，无注入的价值时，这种情况下仅对采空区11实施注入。采空区11上侧也同样具有弯曲下沉带14、裂隙带13、冒落带12。

在步骤（二）中，由于仅在采空区11进行注入，只需在采空区11顶板的裂隙带13内完钻即可，钻井井身结构采用三开井身结构，具体为：一开采用φ269.9mm钻头，钻至基岩5m处停钻，下入φ219.1mm套管固井；二开采用φ200mm钻头，钻至采空区11上部裂隙带13以上10m左右处的稳定区停钻，下入φ168.3mm套管固井；三开采用φ120.6mm钻头，钻至三带中的裂隙带13中间部位停钻，下入φ101.6mm套管固井。其他步骤（三）、（四）、（五）均与步骤（一）中的相同，故不重复叙述。

Claims (8)

1.一种封存二氧化碳的方法，其特征在于：包括如下步骤：（一）注入层位的选择，注入层位包括不可采煤层和/或煤层采空区；（二）根据注入层位所处位置钻井；（三）对不可采煤层和/或采空区顶板的裂隙带射孔，（四）当注入层位为不可采煤层时，通过压裂设备对注入层位压裂，同时或者先后对注入层位注入二氧化碳，并封存，所述不可采煤层的上、下部均有厚度大于2m的砂质泥岩层或者泥岩层存在；当注入层位为采空区时，通过裂隙带向采空区注入二氧化碳，并封存；当需注入层位的数量大于一层时，为从下至上依次分层注入二氧化碳，每层注入层位注入完成并封存后再进行下一层注入层位的注入与封存；（五）最后钻井填埋封盖。

2.如权利要求1所述的封存二氧化碳的方法，其特征在于：在步骤（四）中，所述压裂为水力压裂，二氧化碳为液态二氧化碳，液态二氧化碳通过增压泵注入所述注入层位。

3.如权利要求1所述的封存二氧化碳的方法，其特征在于：在步骤（一）中，注入层位包括采空区及其上部的不可采薄煤层，在步骤（二）中，钻井井身为三开井身结构，在步骤（三）中，对不可采煤层、不可采煤层顶、底板的砂岩层以及采空区顶板的裂隙带均进行射孔。

4.如权利要求1所述的封存二氧化碳的方法，其特征在于：在步骤（一）中，注入层位包括采空区和分别位于采空区上侧、下侧的不可采薄煤层，在步骤（二）中，钻井井身为四开井身结构，在步骤（三）中，对每层不可采煤层、每层不可采煤层顶、底板的砂岩层以及采空区顶板的裂隙带均进行射孔。

5.如权利要求1所述的封存二氧化碳的方法，其特征在于：在步骤（一）中，注入层位仅由若干层不可采薄煤层组成，在步骤（二）中，钻井井身为二开井身结构，在步骤（三）中，对每层不可采煤层、每层不可采煤层顶、底板的砂岩层均进行射孔。

6.如权利要求1所述的封存二氧化碳的方法，其特征在于：在步骤（一）中，注入层位仅为采空区，在步骤（二）中，钻井井身为三开井身结构，在步骤（三）中，仅对采空区顶板的裂隙带进行射孔。

7.如权利要求1-6任一项所述的封存二氧化碳的方法，其特征在于：在步骤（四）中所述的封存为每层注入层位注入完毕后，均封堵该注入层位的所对应的射孔孔眼，并将井筒向上填埋至下一个需注入层位的底部下侧。

8.如权利要求7所述的封存二氧化碳的方法，其特征在于：在步骤（五）中，对整个井筒填砂，在井口内注水泥且井口封盖。