CN106894796B - 将气体注入地层的方法及装置、设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将气体注入地层的方法及装置、设备。其中，该方法包括：获取不同地层对应的不同射孔的位置信息，其中，射孔设置在用于向各地层注入气体的井筒上；根据气体注入量需求，在位置信息对应的位置上对井筒进行射孔操作，得到不同射孔，以通过不同射孔向不同地层注入气体；将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中。本发明解决了相关技术中将气体注入地下封存时，无法实现低渗储层规模化应用的技术问题。

Description

将气体注入地层的方法及装置、设备

技术领域

本发明涉及环境保护领域，具体而言，涉及一种将气体注入地层的方法及装置、设备。

背景技术

二氧化碳地质封存技术(CCS)是指在地面捕集CO2，再注入地下封存的技术，该技术是一种减少CO2向大气排放的理想技术。但该技术在我国还没有实施规模化应用，目前的注入方法在整个注入过程中，不能满足设计要求的年注入量，以及地址封存效果和后期的安全性评价。而为了以后规模化实施高浓度CO2捕集与地质封存提供技术支撑，开发一种规模化实施气体注入方法已经迫在眉睫。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种将气体注入地层的方法及装置、设备，以至少解决相关技术中将气体注入地下封存时，无法实现低渗储层规模化应用的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种将气体注入地层的方法，包括：获取不同地层对应的不同射孔的位置信息，其中，上述射孔设置在用于向各地层注入气体的井筒上；根据气体注入量需求，在上述位置信息对应的位置上对上述井筒进行射孔操作，得到上述不同射孔，以通过上述不同射孔向上述不同地层注入气体；将目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中。

进一步地，在将目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中之前，上述方法还包括：检测上述目标气体到达注入点位置时的温度是否达到预设温度；若未达到上述预设温度，则对上述目标气体进行加热，以使上述目标气体的温度升至上述预设温度，其中，在上述目标气体的温度升至上述预设温度之后，执行将目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中的步骤。

进一步地，上述方法还包括：若已达到上述预设温度，则执行将目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中的步骤。

进一步地，在将目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中之前，上述方法还包括：测试各地层的综合吸气能力，得到与上述综合吸气能力对应的吸气数据；根据上述吸气数据，确定将上述目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中时需要对上述目标气体施加的压力，其中，在确定上述压力之后，根据获取的位置信息，按照上述压力，将上述目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中。

进一步地，在获取不同地层对应的不同射孔的位置信息之前，上述方法还包括：对上述不同地层进行吸气能力测试，得到对应的测试结果；根据上述测试结果，确定是否对上述不同地层中的目标地层进行压裂或酸化改造处理，以减小上述不同地层中各地层之间的吸气差异。

进一步地，在获取不同地层对应的不同射孔的位置信息之前，上述方法还包括：对上述不同地层中的每一层进行单层气体试注，得到每一层对应的试注结果；根据上述每一层对应的试注结果，确定上述不同地层中全部地层的可注气体总量，以保证上述不同地层能够完全吸入上述目标气体。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种将气体注入地层的装置，包括：获取单元，用于获取不同地层对应的不同射孔的位置信息，其中，上述射孔设置在用于向各地层注入气体的井筒上；执行单元，用于根据气体注入量需求，在上述位置信息对应的位置上对上述井筒进行射孔操作，得到上述不同射孔，以通过上述不同射孔向上述不同地层注入气体；注入单元，用于将目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中。

进一步地，上述装置还包括：检测单元，用于在将目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中之前，检测上述目标气体到达注入点位置时的温度是否达到预设温度；加热单元，用于在未达到上述预设温度的情况下，对上述目标气体进行加热，以使上述目标气体的温度升至上述预设温度，其中，在上述目标气体的温度升至上述预设温度之后，上述注入单元，还用于将目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中。

进一步地，上述装置还包括：第一测试单元，用于将目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中之前，测试各地层的综合吸气能力，得到与上述综合吸气能力对应的吸气数据；确定单元，用于根据上述吸气数据，确定将上述目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中时需要对上述目标气体施加的压力，其中，在确定上述压力之后，上述注入单元，还用于根据获取的位置信息，按照上述压力，将上述目标气体注入与上述位置信息对应的射孔所对的地层中。

根据本发明的另一方面，还提供了一种将气体注入地层的设备，用于将气体注入地层，其特征在于，包括：井筒，其上设置有用于向各地层注入气体的射孔，不同射孔对应不同地层；通气管道，设置在上述井筒中，用于在向地层注入气体时输送目标气体。

进一步地，该设备还包括：封隔器，设置在上述通气管道上，用于封隔气体。

在本发明实施例中，采用一种多层注入气体的方式，通过获取不同地层对应的不同射孔的位置信息，其中，射孔设置在用于向各地层注入气体的井筒上；根据气体注入量需求，在位置信息对应的位置上对井筒进行射孔操作，得到不同射孔，以通过不同射孔向不同地层注入气体；将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中，达到了将气体注入地下封存时，规模化应用的目的，由于采用多层射孔方式，从而实现了提高注入速度，注入过程经济高效的技术效果，进而解决了相关技术中将气体注入地下封存时，无法实现低渗储层规模化应用的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的将气体注入地层的方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的将气体注入地层的装置的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的将气体注入地层的设备的示意图。

其中，图3中：1--压力计托筒；2--XD滑套；3--PHL封隔器；4--坐落短节；

5--RH球座；A--电缆；B--电缆保护接箍。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种将气体注入地层的方法实施例，图1是根据本发明实施例的一种将气体注入地层的方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

S102：获取不同地层对应的不同射孔的位置信息，其中，射孔设置在用于向各地层注入气体的井筒上；

S104：根据气体注入量需求，在位置信息对应的位置上对井筒进行射孔操作，得到不同射孔，以通过不同射孔向不同地层注入气体；

S106：将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中。

也即，为了实现将气体注入地层当中，并且保证一定的注入速度，可以先获取不同地层对应的射孔的位置信息，该位置信息可以是不同的深度条件下位置，具体的深度间隔可根据实际情况确定，根据获取的位置信息，将气体注入到与位置信息对应的射孔所对的地层中，需要说明的是，目标气体可以是二氧化碳，也可以二氧化硫等其他目标气体，并且，将气体注入地层当中，选定的工区可以为陆相沉积地层，地层渗透性差，可用于封存的1500m以下地层渗透率基本在毫达西数量级。

通过上述实施方式，采用一种多层注入气体的方式，通过获取不同地层对应的不同射孔的位置信息，其中，射孔设置在用于向各地层注入气体的井筒上；根据气体注入量需求，在位置信息对应的位置上对井筒进行射孔操作，得到不同射孔，以通过不同射孔向不同地层注入气体；将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中，达到了将气体注入地下封存时，规模化应用的目的，由于采用多层射孔方式，从而实现了提高注入速度，注入过程经济高效的技术效果，进而解决了相关技术中将气体注入地下封存时，无法实现低渗储层规模化应用的技术问题。

可选地，在将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中之前，上述方法还包括：检测目标气体到达注入点位置时(即在注入点位置时)的温度是否达到预设温度；若未达到预设温度，则对目标气体进行加热，以使目标气体的温度升至预设温度，其中，在目标气体的温度升至预设温度之后，执行将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中的步骤。

也即，为了满足地层封存效果，在将目标气体如二氧化碳注入与位置信息对应的射孔所对的地层中之前，可以检测二氧化碳的温度是否达到预设温度，在没有达到的情况下，对二氧化碳进行加热,使其达到预设温度，之后再将其注入与位置信息对应的射孔所对的地层中，可选地，方法还包括：若已达到预设温度，则执行根据获取的位置信息，将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中的步骤。通过控制注入温度，实现在井下达到超临界态时地面更节省能量消耗，可以满足地层封存效果，为以后规模化实施高浓度CO2捕集与地质封存提供技术支撑。

可选地，在将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中之前，方法还包括：测试各地层的综合吸气能力，得到与综合吸气能力对应的吸气数据；根据吸气数据，确定将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中时需要对目标气体施加的压力，其中，在确定压力之后，根据获取的位置信息，按照压力，将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中。

为了达到合理的注入目标气体总量，明确在地层是否已经达到目标气体注入浓度，可以测试各地层的综合吸气能力，得到与综合吸气能力对应的吸气数据，可以对不同的层进行单层试注，取得每一层的可注性资料。同时，为了节约能量，可以根据吸气数据，确定将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中时需要对目标气体施加的压力，节省因为压气所需的能量。在确定压力之后，根据获取的位置信息，按照压力，将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中。

为了实现均衡注气，对吸气较差的地层进行压裂与酸化改造，减少各层之间吸气差异。在获取不同地层对应的不同射孔的位置信息之前，方法还包括：对不同地层进行吸气能力测试，得到对应的测试结果；根据测试结果，确定是否对不同地层中的目标地层进行压裂或酸化改造处理，以减小不同地层中各地层之间的吸气差异。需要说明的是，可以采用不同工作制度进行注入测试，取得注入的温度和/或压力基本数据，并取得各层之间的整体吸气数据。当然也可以其他基本数据，根据试注资料优化地面注入温度与压力，确保注入过程经济高效。

可选地，在获取不同地层对应的不同射孔的位置信息之前，方法还包括：对不同地层中的每一层进行单层气体试注，得到每一层对应的试注结果；根据每一层对应的试注结果，确定不同地层中全部地层的可注气体总量，以保证不同地层能够完全吸入目标气体。通过上述步骤，可以达到合理的注入目标气体总量，明确在地层是否已经达到目标气体注入浓度。

实施例2

根据本发明的另一方面，提供了一种将气体注入地层的装置，图2是根据本发明实施例的一种可选的将气体注入地层的装置的示意图，包括：获取单元20，用于获取不同地层对应的不同射孔的位置信息，其中，射孔设置在用于向各地层注入气体的井筒上；执行单元40，用于根据气体注入量需求，在位置信息对应的位置上对井筒进行射孔操作，得到不同射孔，以通过不同射孔向不同地层注入气体；注入单元60，用于根据获取的位置信息，将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中。

通过上述实施方式，达到了将气体注入地下封存时，规模化应用的目的，此外，多层统注可以取得单位面积条件下较大的注入量，由于采用多层射孔方式，从而实现了提高注入速度，注入过程经济高效的技术效果，进而解决了相关技术中将气体注入地下封存时，无法规模化应用的技术问题。

可选地，上述装置还包括：检测单元，用于在将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中之前，检测目标气体到达注入点位置时的温度是否达到预设温度；加热单元，用于在未达到预设温度的情况下，对目标气体进行加热，以使目标气体的温度升至预设温度，其中，在目标气体的温度升至预设温度之后，注入单元，还用于根据获取的位置信息，将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中。

可选地，上述装置还包括：第一测试单元，用于在将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中之前，测试各地层的综合吸气能力，得到与综合吸气能力对应的吸气数据；确定单元，用于根据吸气数据，确定将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中时需要对目标气体施加的压力，其中，在确定压力之后，注入单元，还用于根据获取的位置信息，按照压力，将目标气体注入与位置信息对应的射孔所对的地层中。

需要说明的是，实施例2中装置部分各实施方式与实施例1中方法部分各实施方式是相应的，在此不再赘述。

实施例3

根据本发明的另一个方面，还提供了一种将气体注入地层的设备，图3是根据本发明实施例的一种可选的将气体注入地层的设备的示意图，用于将气体注入地层，包括：井筒，其上设置有用于向各地层注入气体的射孔，不同射孔对应不同地层；通气管道，设置在井筒中，用于在向地层注入气体时输送目标气体。可选地，上述设备还包括：封隔器，设置在通气管道上，用于封隔气体。

从保护井筒完整性出发，设计了注入管柱结构，注入管柱包括耐腐蚀封隔器与气密封耐腐蚀通气管道，通气管道进行气密封检测，保证密封有效，封隔座封后，通气管道与套管之间充填缓蚀剂，进一步保护套管。通气管道穿过封隔器与射孔层段地层可以实现连通。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种将气体注入地层的方法，其特征在于，包括：

获取不同地层对应的不同射孔的位置信息，其中，所述射孔设置在用于向各地层注入气体的井筒上；

根据气体注入量需求，在所述位置信息对应的位置上对所述井筒进行射孔操作，得到所述不同射孔，以通过所述不同射孔向所述不同地层注入气体；

将目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中；

其中，在获取不同地层对应的不同射孔的位置信息之前，所述方法还包括：对所述不同地层进行吸气能力测试，得到对应的测试结果；根据所述测试结果，确定是否对所述不同地层中的目标地层进行压裂或酸化改造处理，以减小所述不同地层中各地层之间的吸气差异；

其中，在将目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中之前，所述方法还包括：

检测所述目标气体到达注入点位置时的温度是否达到预设温度；

若未达到所述预设温度，则对所述目标气体进行加热，以使所述目标气体的温度升至所述预设温度，

其中，在所述目标气体的温度升至所述预设温度之后，执行将目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若已达到所述预设温度，则执行将目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中之前，所述方法还包括：

测试各地层的综合吸气能力，得到与所述综合吸气能力对应的吸气数据；

根据所述吸气数据，确定将所述目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中时需要对所述目标气体施加的压力，

其中，在确定所述压力之后，根据获取的位置信息，按照所述压力，将所述目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取不同地层对应的不同射孔的位置信息之前，所述方法还包括：

对所述不同地层中的每一层进行单层气体试注，得到每一层对应的试注结果；

根据所述每一层对应的试注结果，确定所述不同地层中全部地层的可注气体总量，以保证所述不同地层能够完全吸入所述目标气体。

5.一种将气体注入地层的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取不同地层对应的不同射孔的位置信息，其中，所述射孔设置在用于向各地层注入气体的井筒上；

执行单元，用于根据气体注入量需求，在所述位置信息对应的位置上对所述井筒进行射孔操作，得到所述不同射孔，以通过所述不同射孔向所述不同地层注入气体；

注入单元，用于将目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中；

其中，所述执行单元还用于在获取不同地层对应的不同射孔的位置信息之前，对所述不同地层进行吸气能力测试，得到对应的测试结果；根据所述测试结果，确定是否对所述不同地层中的目标地层进行压裂或酸化改造处理，以减小所述不同地层中各地层之间的吸气差异；

其中，所述装置还包括：

检测单元，用于在将目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中之前，检测所述目标气体到达注入点位置时的温度是否达到预设温度；

加热单元，用于在未达到所述预设温度的情况下，对所述目标气体进行加热，以使所述目标气体的温度升至所述预设温度，

其中，在所述目标气体的温度升至所述预设温度之后，所述注入单元，还用于将目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一测试单元，用于将目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中之前，测试各地层的综合吸气能力，得到与所述综合吸气能力对应的吸气数据；

确定单元，用于根据所述吸气数据，确定将所述目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中时需要对所述目标气体施加的压力，

其中，在确定所述压力之后，所述注入单元，还用于根据获取的位置信息，按照所述压力，将所述目标气体注入与所述位置信息对应的射孔所对的地层中。