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二氧化碳的地下储存

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二氧化碳的地下储存

二氧化碳的地下储存

摘要:本文介绍了二氧化碳地下储存的进展情况,主要包括二氧化碳的油气层储存、煤层储存、盐洞储存、蓄水层储存以及现阶段该技术所存在的问题,和目前该项技术在世界各国的应用情况。(内容少)

关键词:二氧化碳;地下储存;油气层;煤层;盐洞;蓄水层

The Underground Storage of Carbon Dioxide

Abstract:This paper introduce the process of the underground storage of carbon dioxide, including its storage in oil and gas reservoirs, in coal seams, in salt caverns, in aquifers, and the technical problems at this stage. We also introduce the technology application at present. Keywords: carbon dioxide; underground storage; oil and gas reservoirs; coal seams; salt caverns; aquifers

随着近代大工业的发展,人类生产和生活方式发生了急剧变化,与此同时,我们的生存环境也在悄然变化。由于大量二氧化碳气体的排放,造成了全球范围内的“温室效应”。为了控制二氧化碳的排放量,国际社会签署了《京都议定书》,科学家们也在努力探寻减少二氧化碳排放量的方法。近年来,将二氧化碳储藏于地下的方法成为人们关注的焦点。

目前,二氧化碳的地下埋藏技术就是将超临界状态或液态的二氧化碳储藏于一定的地质结构,包括油气田、煤层等地质结构,整个过程包括碳捕集、碳运输、碳储存三个环节,最终达到减少排放、保护环境、增加油田或煤层采出量等目的。但目前此项技术还不够成熟,仍处于试验阶段,还有许多问题需要解决。本文就是将目前的二氧化碳地下储存技术进行汇总。(去掉)

1 油气层储存二氧化碳

目前国内外常见的将CO2储存与油气层的情况有二种,第一种是利用废弃的或商业开采价值的油气田,应用原始储层中多孔的结构储存,具有稳定性高、开发成本低、储层的地质特征清楚、部分原有油气生产装置可以用来注入CO2等优点[13](不易懂);第二种是利用正在开采的油气田,通过这种方法可以提高采油率,达到强化采油的目的,并且可以了解储层内部的参数,从而减少成本增加利益。

CO2极易溶解于油,其在油中溶解度比在水中的溶解度大3~9倍,大量的CO2与轻烃混合,可大幅度的降低油水界面张力,减少残余油饱和度。当CO2溶解于原油时,可使原油粘度显著下降、体积膨胀,如果溶解充分,膨胀的幅度可达到10%~40%,大大减少了原油流动过程中的毛管阻力和流动阻力,提高了原油的流动能力。CO2在水中溶解后使水碳酸化,粘度增加,流度下降;综合作用的结果,使原油和水的流度趋于接近,使水的驱油能力提高。同时溶解了CO2的地层水可与地层基质相互反应,在页岩中,由于地层水pH值降低,可以抑制储层的粘土膨胀,对粘土有稳定作用;在碳酸岩和砂岩中,CO2水与储层矿物发生反应,部分溶解油层中的碳酸盐,生成易溶于水的碳酸氢盐,提高了储层的渗透性。在地层条件下,未被地层油溶解的CO2气相密度较高,CO2驱替和吞吐浸泡期间,当压力超过一定值时(此值与原油性质及温度有关),能气化或萃取原油中的轻质成分增加单井产量,还能形成CO2和轻质烃混合的油带,通过油带移动可使原油的采收率达到90 %以上[4]。

目前注CO2主要的开发方式主要有两种[4]:CO2混相驱替和CO2非混相驱替。在混相驱替过程中,CO2抽提原油中的轻质组分或使其汽化,从而实现混相以及降低界面张力等作用。

由于受地层破裂压力等条件限制,混相驱替只适用于API重度比较高的轻质油藏。在国外通常采用混相驱替的方法,但是如果二氧化碳与原油的最低混相压力大于油层的破裂压力,为防止地层破裂,就只能进行非混相的二氧化碳驱油手段。非混相二氧化碳驱油机理,主要是降低原油黏度和使原油体积膨胀,所以非混相的驱油效率不如混相驱油。CO2非混相驱替的主要采油机理,是降低原油的粘度,使原油体积膨胀,减小界面张力。当地层及流体的性质决定油藏不能采用混相驱替时,利用CO2非混相驱的开采机理,也能达到提高原油采收率的目的,其主要应用包括:①用CO2来恢复枯竭油藏的压力;②重力稳定非混相驱替;

③应用CO2驱开采高粘度原油。

2 煤层储存二氧化碳

一方面,煤表面的碳原子不同于内部碳原子被四周碳原子饱和,而是处于一种力的不平衡状态,有向煤体内部运动的趋势,即产生了表面能,当气体靠近煤表面时,气体分子会被吸附,导致表面能降低;另一方面,从煤的有机结构分析,由于煤结构中含有含氧官能团,脂肪族侧链等,造成了煤结构价键和作用力的不平衡,也会对靠近煤体的气体产生吸附作用[5]。在这两种因素的作用下,使得煤表面具有有吸附能力的表面能,可以选择在煤层中封存CO2。研究表明,在储层压力下,2个或更多的CO2分子可以置换出1个甲烷分子和1个水分子。在储层压力不受扰动时CO2能以吸附状态长期存在,储存时间可以达到地质时代的尺度,能够达到永久封存的目的[6]。

CO2在煤中主要以吸附方式存在,煤级不同的煤,对CO2吸附能力不同。降文萍等[6]对长焰煤、气煤、焦煤和无烟煤四个不同煤级CO2的等温吸附试验,发现随煤级增高,吸附量增加,即无烟煤>焦煤>气煤>长焰煤。Ekrem Ozdemir[7]通过不同煤在不同温度下CO2的等温吸附试验,证明了随着温度升高CO2的吸附量有所降低。Ekrem Ozdemir还发现水分的存在会减少煤对CO2的吸附量,且水分含量越高,煤对CO2的吸附量越低。煤中存在的水分会减少CO2的吸附量,若煤层水含量较多,将对封存CO2不利。实验表明,在有CH4、N2等其他气体存在的条件下,同一煤种对CO2的吸附量要大于CH4、N2,CO2在竞争吸附中占有优势。

进行CO2的地质封存过程中还需考虑以下几点地质因素[5]:①煤质。褐煤、低变质烟煤吸附CO2的能力明显高于吸附CH4的能力,但往往因为这些煤种的埋藏深度较小,不适合进行CO2的地下储存;煤中矿物质越多,吸附的CO2气体量越低;灰分产率较高的煤,被矿物质充填会减少其渗透性,影响气体产出速率,不适宜进行储存。②煤厚。煤层厚度越大,CO2的存储空间越大,储存量越多;此外,煤层的分布、顶层的质地也是影响CO2储存的因素。③煤层埋深。过浅则地层的压力不够,容易造成泄漏;过深则煤层的渗透率过低。因此需要因地制宜选择埋藏深度,通常不会少于800米。④裂隙(割理)系统的渗透率。一般选取中等渗透率的煤层。⑤地质构造。⑥水文地质。煤层中的水一方面影响CO2的封存量,另一方面影响注入效率。⑦甲烷气含量。选择CH4气含量较高的煤层,将会对封存有利,煤层气开发一般要求气含量不低于8m3/t。

3 盐洞储存二氧化碳

在盐洞中储存CO2的过程中,盐丘可被溶解,盐产品可以销售,因而储藏CO2的成本较低。一旦开采完盐水,原有的设施可以用来注入CO2。纯盐基本上不具渗透性,对于距大块盐层有一段距离的被束缚的地层,通常孔隙塞满晶状盐,降低了CO2通过多孔介质逸散的可能,CO2可从盐洞中通过盐洞周围的多孔介质、井眼和顶岩裂缝向外逸散。盐通过蔓延行为在自然状态下自封。钻井和溶解过程产生的裂缝和断裂会自行愈合,在相当短的时间范围内,封闭就会形成。CO2能以超临界形式储藏在相对浅的、低温的盐洞中,这与以液态和自由态

存储或吸附在有微孔隙的煤或油页岩中相比,有更强的储藏能力。在需要的时候,可以迅速地获得纯的CO2。盐洞充满和排空的速度不受孔隙介质中流动能力的限制,只受管状传输系统的流动能力的影响。即使有缓慢的泄露发生,也有安全机制使CO2保留在地质媒介的深处而不是突然返回大气中。由于盐洞的存储能力很大,盐洞可以临时(数月或数十年)储藏大量的CO2,可作为其他缓慢地质储藏技术的缓冲器。

4 蓄水层储藏二氧化碳

地下深处含盐(深部咸水层)和不适合作饮用水的蓄水层也适宜储藏CO2,且存储能力很大。根据对全球范围内CO2地质储存容量的评估,全球范围内深部咸水含水层的CO2埋存容量为400×108~10 000×108t,为油气藏埋存容量的10多倍,煤层埋存容量的数百倍,潜力巨大。其中最利于CO2地质存储的是砂岩。在这些地区,深部咸水的年龄达数万年至数十万年,地下咸水的运移极其缓慢,更多的CO2将在其流到盆地边缘之前与其围岩中矿物反应形成碳酸盐类而固定下来,因此极其有利于CO2储存[8]。利用含水层储存有两个优点[11]:一是含水层的圈闭构造比油田和气田更普遍;二是在含水层中可能有一些适于储存的巨大储气构造。

适合储存CO2的地下咸水体,应该具备以下几个条件[8]:①咸水含水层中咸水的咸度应大于100g/L,以避免破坏地下饮用水源;②最小孔隙度应大于20%,最小的渗透系数应大于500mD;③地下咸水层的埋藏深度应大于800m,此时CO2处于液态,并且距离地表较远。④地下咸水层的厚度应大于50m,盖层的厚度应大于100m;⑤地下咸水层应具有低渗透性的盖层(如泥岩、页岩),和允许地下咸水体透过的边界,以便注入的CO2得到地下咸水的置换空间,并使CO2的泄漏量达到最小。

常用的注入方法有两种[10]:一种是水力捕集,在800m以下,CO2达到超临界状态,一旦进入蓄水层,CO2以与地层水同样的速度流动。另一种是矿物捕集,在蓄水层里,CO2与矿物和有机质反应形成固体碳酸盐矿物。当CO2溶解在水中,不论压力大小,都会产生少量的HCO3—和H+,降低了地层水的pH值,从而与硅酸盐矿物反应,释放出钙、镁和铁的自由离子,达到储存CO2的目的。

5 海洋储存二氧化碳

海洋面积占地球总面积的71%,所以深海是一个可供CO2储存的巨大场所。研究表明,目前80%的CO2排放量最后被海洋吸收[13]。海洋埋存CO2有两种方式[13]:一是使用陆上的管线或移动的船只将CO2注入到水下1500米。这是CO2具有浮力的临界深度。在这个深度CO2将被有效地溶解和驱散;二是使用垂直的管线将CO2注入到3000米深度。由于CO2的密度比海水大,CO2不能溶解,只能沉入海底,形成CO2液体湖。移动船可将固体CO2投入CO2液态湖中,由于固体CO2密度高及其传热特性,在下沉过程中只有非常小的溶解量。虽然潜力巨大,但尚有一些问题需要解决[13]:一是海洋溶解和驱散在技术上的可行性;二是长时间埋存的效果评价;三是CO2海洋埋存是否对海洋生物有影响。

6 其他储存方法

除上面介绍的方法,还有用盐岩溶腔储存二氧化碳等方法,这里就不一一陈述了。表1是对各种储存方法的综合比较。

存在的问题

由于现阶段二氧化碳的地下储存技术还不够完善,在许多方面仍然存在问题,主要包括[1]:①CO

可能在储层中发生泄漏,一旦泄露,大量的CO2进入大气层或水层中,给地球造

2

成的影响将是无法想象的;②CO2的捕获与提纯技术有待继续改进;③CO2在运输和储存过程中对金属材质有强腐蚀性,必须研究出合适的防腐防垢技术;④必须通过深入研究地质构造、岩石性质以及地理分布和系统实验,进行CO2封存地点的选择;⑤CO2地下储存技术包括捕获、输送和封存三个部分,每部分要消耗大量的能源,成本高昂;⑥CO2的储存可能造成包括地震、地面沉降或升高在内的一系列地质活动。

展望

由于二氧化碳的地下储存相比传统的二氧化碳处理方式具有一定的优越性,美国、欧盟、澳大利亚、加拿大、挪威等国家或政府间组织都制订了相应的研究规划,开展CO2地下掩埋技术的理论、试验、示范和应用研究,并且已经有了成功的实例[2]。包括中国在内的22个国家成立了“碳收集领导人论坛”,共同组织开展理论与实验研究。

受新构造运动的影响,中国主要大型盆地沉积了多层组合的沉积体系,层与层之间的相对隔水层或弱透水层构成相对较好的密封CO2的条件。中国各大型沉积盆地主要油田的开采区,鄂尔多斯盆地,东部平原(主要为松辽平原和黄淮海平原)、长江三角洲、西北内陆盆地和四川盆地的咸水区,华北聚气区等[3],都是储存CO2的良好地带。

表1 CO2储存方法综合比较[11]

参考文献

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[13] 世界二氧化碳埋存及利用方式研究[J],江怀友,沈平平,李治平;国际石油经济,2007

年7月:16-19.

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二氧化碳使用以及保存注意事项

二氧化碳 相对分子质量:44.01(国际原子量) 纯品: 99.5% 分子式:CO 2 1.危险性概述 危险性类别:根据《常用危险化学品的分类及标志》,将该物质划为第2.2 类,不燃液化气体。 侵入途径:吸入,皮肤接触,眼睛接触。 健康危害:皮肤等外接触或灼烧,若吸入空气中二氧化碳的浓度高的气体可出现呼吸困难。环境危害:无毒无害。 燃爆危险:盛装液体二氧化碳的钢瓶,遇阳光、火源等会引起破裂。 2.急救措施 皮肤接触:须用水冲洗,若果引起冻伤,须就医诊治。 眼睛接触:须用水冲洗后,急送医院就诊。 吸入:经口或鼻孔吸入蒸汽,引起呼吸困难,须到通风处,严重时须送医院就诊。 3.消防措施 危险特性:液体二氧化碳钢瓶在日光下爆晒,或搬运时,易使钢瓶膨胀,若果钢瓶阀门被摔坏,易引起爆裂。但能在密封的空间内置换空气。当在空气中二氧化碳的浓度生到5000PPM 时,严重时,可出现呼吸困难,如不及时处理,可使意识丧失而死亡,液体二氧化碳可引起皮肤和其他有机组织冻伤。 灭火方法及灭火剂:着火的环境中,用雾水的水喷浇容器外壁。 灭火注意事项:灭火人员须穿戴防护用品且用重雾水保护操作人员。 4.泄漏应急处理 应急处理:处理泄漏物必须穿戴氧气防毒面具和防护服,防止液体二氧化碳灼 烧。 消除方法:关闭泄漏的钢瓶、贮槽阀门,并开雾水保护关闭阀门人员,若解决不了,将二氧化碳排放到大气中,驱散周围的人及动物。 5.操作处理与储存 操作注意事项:钢瓶装液体二氧化碳,须配戴安全附件,平时用肥皂水检查钢瓶是否漏气,搬动时,避免滚动和撞击,贮存液体二氧化碳的容器须时刻检查容器的阀门、仪表等容器外壁。 储存注意事项:储存于阴凉、通风良好的库房内,远离热源、火源,防止容器破裂。

二氧化碳气瓶搬运存放及使用管理规定

二氧化碳气瓶搬运存放及 使用管理规定 Newly compiled on November 23, 2020

二氧化碳气瓶搬运、存放及使用管理制度一、二氧化碳气瓶的搬运 气瓶要避免敲击、撞击及滚动。阀门是最脆弱的部份,要加以保护,因此,搬运气瓶,要注意遵守以下的规则: 1、搬运气瓶时,不使气瓶突出车旁或两端,并应采取充分措施防止气瓶从车上掉下。运输时不可散置,以免在车辆行进中,发生碰撞。不可用铁链悬吊,可以用绳索系牢吊装,每次不可超过一个。如果用起重机装卸超过一个时,应用正式设计托架。 2、气瓶搬运时,应罩好气钢瓶帽,保护阀门。 3、避免使用染有油脂的人手、手套、破布接触搬运气瓶。 4、搬运前,应将联接气瓶的一切附件如压力调节器、橡皮管等卸去。 二、二氧化碳气瓶的存放 1、气瓶应贮存于通风阴凉处,不能过冷、过热或忽冷忽热,使瓶材变质。也不能暴于日光及一切热源照射下,因为暴于热力中,瓶壁强度可能减弱,瓶内气体膨胀,压力迅速增长,可能引起爆炸。 2、气瓶附近,不能有还原性有机物,如有油污的棉纱、棉布等,不要用塑料布、油毡之类盖,以免爆炸,勿放于通道,以免碰跌。 3、不同气瓶不能混放。空瓶与装有气体的瓶应分别存放。

4、在实验室中,不要将气瓶倒放、卧倒,以防止开阀门时喷出压缩液体。要牢固地直立,固定于墙边或实验桌边,最好用固定架固定。 5、接收气瓶时,应用肥皂水试验阀门有无漏气,如果漏气,要退回厂家,否则会发生危险。 三、二氧化碳气瓶的使用 1、使用前检查连接部位是否漏气,可涂上肥皂液进行检查,调整至确实不漏气后才进行实验。 2、使用时先逆时针打开钢瓶总开关,观察高压表读数,记录高压瓶内总的二氧化碳压力,然后顺时针转动低压表压力调节螺杆,使其压缩主弹簧将活门打开。这样进口的高压气体由高压室经节流减压后进入低压室,并经出口通往工作系统。使用后,先关闭顺时针关闭钢瓶总开关,再逆时针旋松减压阀。 3、钢瓶千万不能卧放。如果钢瓶卧放,打开减压阀时,冲出的二氧化碳液体迅速气化,容易发生导气管爆裂及大量二氧化碳泄漏的意外。 4、减压阀、接头、及压力调节器装置正确连接且无泄漏、没有损坏、状况良好。 5、二氧化碳不得超量填充。液化二氧化碳的填充量,温带气候不要超过钢瓶容积的75﹪。

CO2地质储存研究现状与启示

CO2地质储存研究现状与启示 摘要:目前,地质储存CO 2 的途径和方法很多,而地质储存却一直被认为是最有前景的方式之一。该储存 方法与其他的方法相比,相对安全、可靠、适应范围广、副作用小。研究表明,有利的、精心设 计和妥善管理的地质储存储层,可以储存注入99%的CO 2 ,时间长达千年以上。为了应对全球气候变化的挑战,西方主要发达国家都在大力开展碳捕集与储存项目(CO2的捕集和储存)研究。本 文依据收集的CCS的研究资料,概述CO 2地质储存的研究现状,提出了一些对我国CO 2 地质储存工 作的启示。 关键词:CO 2 ;地质储存;CCS;风险评估;选址; 1 引言 CO2地质储存研究历时尚短,但是,它对于世界各国的意义重大,由于其特殊的复杂性和可能引发的安全和环境风险问题,人们已经意识到制定系列法律、法规以规避风险,是推广CO2地质储存技术前必须加以谨慎解决的问题[1]。无论国外、国内,已有的法律、法规同CO2 地质储存发展的需要都存在一定的差距。到目前为止,欧盟、美国、澳大利亚、挪威等国家和地区已经在制定专门的CO2地质储存法律、法规方面做出了尝试,我国在这一方面仅刚刚起步[2]。 2 国外选址概况 2.1 国外选址指南发展概况 国外关于CCS(Carbon Capture and Storage,CCS,二氧化碳捕获与储存)技术方面的指南基本上是在近十年制定和发布的。其中,欧盟、美国、澳大利亚、挪威等国家和地区是CCS 技术主要倡导者,也是法制化管理CCS技术队主要推动者[2]。 2.1.1 国际能源署 国际能源署(IEA)[3]作为世界能源权威机构,对CCS技术的发展起到了巨大的推动作用。IEA十分注重在政策方面的引导,在过去十年间发布了很多与CCS技术相关的政策文件以及研究成果报告。其中,最具代表性的包括2008年发布的《CO2储存项目能力评估、选址及场地鉴定》(Storage Capacity Estimation,Site Selection and Characterization for CO2 Storage Projects)以及2009年发布的《CCS技术路线图》(Technology Roadmaps-Carbon Capture and Storage),从全球角度规划了面向2050年的共同目标,并且提出了利益相关方需要采取的行动,对世界各国CCS的发展起到了引导作用。 收稿日期: 作者简介:葛秀珍,学士学位,高级工程师,主要研究方向为国外水工环地质技术方法动态情报研究。2.1.2 美国 从全球层面上看,美国是制定CCS技术相关指南最为全面的国家。最早在2003年,美国能源部劳伦斯伯克利实验室(LBNL)就分布了《CO2地质储存的风险评估和补救措施方案》(Risk Assessment and Remediation Options for Geologic Storage of CO2)。接着于2004年

地下储气库的建设与发展

地下储气库的建设与发展 发表时间:2019-01-17T14:35:40.557Z 来源:《防护工程》2018年第31期作者:贾新辉郭志明何长宏张英东 [导读] 这不仅对于天然气公司的品牌信誉产生影响,同时造成生活生产中不便利,与国外发达国家存在不小的差距。 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司储气库管理处陕西西安 710000 摘要:地下储气库在进行调控峰值以及稳定提供天然气上是十分重要的。中国天然气地下储气库由于发展尚未成熟,但是国家对于天然气使用的普及,基本上多数居民都能用上天然气,这种供给与需求的不对等,造成地下储气库调控峰值能力无法满足其需求。这篇论文是根据实际工作经验,站在较为宏观角度上,对目前中国天然气建设技术现状进行分析,然后根据经验对于地下储气库未来需求提出相关建议,帮助地下储气库建设与发展提供想法。 关键词:地下储气库;建设技术;发展;建议 引言 地下储气库建设是根据不同的储气库特性,将天然气进行压缩储存的技术方式,并且在各种天然气使用高峰期将其取出,满足高峰时期居民的使用要求,所以在进行储存、调控峰值的过程中各个技术使用操作都十分重要。现在天然气储气库建设已经发展一段时间,但是由于发展进度赶不上时代改变,所以在需要调控峰值的阶段,地下储气库无法完全发挥其作用,这不仅对于天然气公司的品牌信誉产生影响,同时造成生活生产中不便利,与国外发达国家存在不小的差距。 1地下储气库建设技术的当前现状进展 1.1枯竭油气藏建设地下储气库技术 枯竭油气藏是当前最为适合建设地下储气库的技术方式,在中国也是建设地下储气库的首要之选,目前由于气田的开采不断进行,已经出现枯竭油气田的开发基本经历了产量升高、产量稳定、产量减少的几个阶段,现在气田地层压力已经下降至废弃压力的附近区域。对于这几个开采阶段研究,建设枯竭油气藏地下储气库是可靠有效的。但是当前中国对这项技术开始发展,但是研究使用较为不成熟,在枯竭油气藏地下储气库运营、使用、监控等方面技术工艺还处于初级阶段,系统零散,体系混乱。但是经过国内研究,在以下几点已经有了研究成果:第一,对枯竭油气藏地下储气库调控峰值方式进行相应的改善优化,提出京津冀地区高峰值时间调控峰值的可行性方案;第二,对于一些特殊地区输气管道腐蚀问题进行阐述探讨,研制出合理的修复气井的工艺流程;第三,对于地下储气库的管理维护系统的问题进行分析,总结有效的运行管理技术经验,形成切实可行的科学技术。通过对于以上枯竭油气藏建设地下储气库技术研究,已经解决较为核心的问题,但是其技术发展还有较远的路要走。 1.2盐穴储气库技术研究及应用现状 这些年以来,由于盐穴地下储气库可以弥补金属储气罐的各种不足,所以这两年来得到较大的关注与研究,国内外由于应用需求,对盐穴地下储气库的各个方面进行分析研究:水溶开采技术、腔体建造工艺、稳定性检测、密封性提升等。同时对于盐穴地下储气库,中国对此研究深入,形成自己特色的技术工艺。中国对于盐穴地下储气库的建设经历了技术探究、技术应用与改善、成熟与完善阶段,目前中国对于盐穴地下储气库建设已经拥有多项特色专利技术,完成老腔的改善扩建、腔体密闭性检测、光纤检测油水临界面等,同时为了能够提高盐穴地下储气库高效运营,研究出相关的体系技术方法。但是中国盐穴地下储气库,仍然还存在腔体建造速度缓慢、腔体形态不适合、改造困难、适宜建造地下储气库地址较少的问题。 2对于中国地下储气库建设技术需求研究及建议 通过上述对于中国建设地下储气技术研究,并且针对不同特征的储气库其技术发展水平也是不太一致,中国目前枯竭油气藏地下储气库建设技术因为起步较晚,基本发展时间较长,已经进入初级发展阶段,较国外先进技术水平有较大差距,但是盐穴地下储气库建设技术能够有自己特色技术,发展较为顺利,但是属于新兴技术,有其薄弱环节亟待解决,为了面对今后的挑战,需要摸清未来的需要,尽快进行研究开发,帮助中国地下储气库更上一个台阶。 2.1优化枯竭油气藏地下储气库 目前枯竭油气藏地下储气库建设技术在国内使用较为广泛,并且在各个专家学者的研究下,其相关技术也有较好的发展,但是目前为止还是处于初级阶段,系统问题层出不穷,这就需要各个公司能够根据我国东西部地质环境条件,对于需要改扩建的枯竭油气藏地下储气库建设技术进行研究优化,根据本单位的执行方案,提出以下建议:第一,积极研究国外先进的技术经验与管理理念,优化运营,改善生产技术,加快发展进程;第二,对于枯竭油气藏地下储气库各个方面的地质勘查、方案设计、工作原理、建库手段、采气井网布置进行研究开发,研制出属于中国特色创新技术,拥有企业核心发展力。 2.2改善盐穴储气库薄弱环节 对于盐穴储气库,我国企业已经开发研制出多种中国特色技术,所以可以将精力集中在盐穴储气库较为薄弱的环节,进行突破研究:第一,提高水溶开采中夹层垮塌控制水平;第二,地下储气库运行过程中,防止天然气水合物产生,提高天然气品质;第三,利用建设技术改善与管理优化,加快腔体建造速度,提高生产效率;第四,根据地质环境选择合适腔体形态分析。 2.3制定地下储气库管理标准 无论利用那种地下储气库建设技术,都应该根据技术特征、使用需求、安全等级,制定地下储气库建设管理标准,改善目前国内对于地下储气库规范标准不全面,企业应该按照自己需求,进行相应补充。这些企业规范与标准的建立健全,可以帮助地下储气库减少使用风险,减少维修率,提高使用效率,增加收益。 2.4建设数字化地下储气库 中国建设地下储气库受到地质环境问题的影响,所以建设复杂,并且对于潜在危险忽略,这导致我国企业技术在对于储气库建设中规划设计、施工建设、运行使用中皆与国外有较大差距,实质性原因就是进行地下储气库数字化建设。所以,企业应该实现全寿命周期的数字化系统建设,能够建立数字化地下储气库,直接实现流程各个环节的实时监控,建立以储备地层渗流为关键、井网-地上为限制约束条件,集地下地面于一体的三维仿真数值模拟技术,建立数字化储气库,实现储气库地下-井网-地上的多维度设计、运营模式管理,提高

二氧化碳气瓶运输、存放及安全使用措施(新版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 二氧化碳气瓶运输、存放及安全 使用措施(新版)

二氧化碳气瓶运输、存放及安全使用措施(新 版) 导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。 一、编制依据 1、实施性施工组织设计、施工图纸. 2、《预应力混凝土管桩》10G409. 3、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001. 二、工程概况 咸阳彩虹光电科技有限公司第8.6代薄膜晶体管液晶显示器件(TFT-LCD)项目位于咸阳市高新技术产业开发区星火大道南侧,高科一路西侧。本项目一标段由ACF厂房及OC厂房组成,总建筑面积约66.8万m2。ACF厂房南北长约478m,东西宽约258m,占地面积约12万m2。OC厂房南北长约227m,东西宽约268m,占地面积约6万m2。 本标段桩基工程采用预制预应力高强混凝土管桩(PHC),静压法沉桩,基桩设计桩长25.00m、20.00m,桩径600mm、400mm,桩身砼强度等级为C80,ACF厂房12975根工程桩,OC厂房6898根工程桩,两厂房合

怎样高效储存利用二氧化碳(doc 6页)(正式版)

如何高效储存利用二氧化碳 摘要:二氧化碳既是对环境有严重影响的温室气体,也是与人类生存密切有关的基本碳资源。在自然界中,通过绿色植物的光合作用固定二氧化碳是合成有机物质的起始点,也是迄今为止回收和净化的主要手段。当前矛盾的基本点是人类对化石燃料的过度依赖而导致二氧化碳的排放速度超过了其自然净化能力。因此,随着世界经济的迅速发展,各国尤其是发达国家均已投入大量的资金进行二氧化碳回收与利用技术的研发。 关键字:二氧化碳,储存,利用 二氧化碳回收和利用技术的研究与开发大致将经历3个阶段。 (1)在上世纪80年代前可以视为二氧化碳的一般性应用技术阶段,其特点是主要集中在物理应用方面,化学转化及应用的量很少,且仅局限于尿素、纯碱、碳酸盐等少数工业领域。 (2)80年代以后可视为以解决全球温室效应为核心的技术开发阶段。随着温室效应对全球环境的影响日益严重,二氧化碳的捕集与储存技术和提高能源利用效率技术的开发受到普遍重视。虽然在应用反面仍以物理应用为主,但在应用途径上则大力开拓如超临界态二氧化碳、提高油气回收率等全新的应用技术。尤其是二氧化碳应用于驱油的新技术业已经受到油气生产企业的充分重视,由于每增产一吨原油,二氧化碳的消耗量高达2.2至6.7吨,故也是目前唯一能大规模回收和利用二氧化碳的途径。 本阶段的另一个特点是将二氧化碳作为原料利用的一碳化工技

术开发取得了令人瞩目的进展,如二氧化碳加氢制甲醇的工艺现已具备了工业化条件。 (3)尽管目前二氧化碳的回收和利用取得了可喜的成就,但相对其排放总量而言,目前的利用量是微不足道的。因此,在本世纪的战略目标是将二氧化碳作为新碳源来对待,即通过化学、电学、生物学等全新的技术将二氧化碳转化为种种有用物质,或者固定在其他物质上形成新的有用物质或材料。当前各发达国家均已为实现此战略目标指定了长期规划,并加强开发力度,而我国则起步较晚,目前尚处于相对落后的状态,必须引起充分注意。 二氧化碳的捕集与储存。 由于无碳新能源的研发与推广,二氧化碳资源循环利用体系的建立等皆为长期的战略目标,因而就解决当务之急而言,大规模地捕集和储存二氧化碳扔不失为当前最有效的减排途径,对从事能源生产的企业则尤其如此。 目前的收集途径大致分以下几类。 (1)燃烧后脱碳:此技术路线是以气体净化工业上相当成熟的化学溶剂吸收法工艺为基础,也是当前仅有的已经进入工业规模试验的技术路线。针对电站排放废气中二氧化碳分压低、处理最大、且同时含有少量氧的特点。 (2)燃烧前脱碳:此技术路线的关键是转化制氢及高温下氢气的膜分离系统,开发的重点是膜式转化装置及高温膜分离材料。此项技术预计在2008-2010年建成示范装置,从现在来看已经初步实现。

二氧化碳灭火系统组件及设置要求

二氧化碳灭火系统组件及设置要求

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第一章二氧化碳灭火系统组件及设置要求 二氧化碳灭火系统一般为管网灭火系统,管网灭火系统由灭火剂储存装置、容器阀、选择阀、压力开关、安全阀、喷嘴、管道及其附件等组件组成。本节主要介绍系统组件及其设置要求。 一、二氧化碳灭火系统 (一)灭火剂储存装置?目前我国二氧化碳储存装置均为储存压力5.17MPa规格,储存装置为无缝钢质容器,它由容器阀、连接软管、钢瓶组成,耐压值为22.05MPa。二氧化碳高压系统储存装置规格有32L、40L、45L、50L、82.5L。 高压系统的储存装置应应符合下列规定:储存的容器的工作压力不应小于15MPa,储存容器或容器阀上应设泄压装置,其泄压动作压力应为19 MPa±0.95MPa;储存容器中二氧化碳的充装系数应按国家现行《气瓶安全监察规程》执行;储存装置的环境温度应为0℃~49℃。?低压系统的储存装置应符合下列规定:储存容器的设计压力不应小于2.5MPa,并应采取良好的绝热措施。储存容器上至少应设置两套安全泄压装置,其泄压动作压力应为2.38 MPa±0.12MPa;储存装置的高压报警压力设定值应为2.2MP a,低压报警压力设定值应为1.8 MPa;储存容器中二氧化碳的装置系数应按国家现行《压力容器安全技术监察规程》执行;容器阀应能在喷出要求的二氧化碳量后自动关闭;储存装置应远离热源,其位置应便于再充装,其环境温度宜为-23℃~49℃;储存容器中充装的二氧化碳应符合现行国家标准《二氧化碳灭火剂》(GB4396-2005)的规定;储存装置应设称重检漏装置。当储存容器中充装的二氧化碳量损失10%时,应及时补充;储存装置的布置应

加大地下储备库建设力度保障油气供给安全

加大地下储备库建设力度保障油气供给安 全 [关键词]石油,自然气,储备,普查 石油和自然气储备是为了保障国家的经济安全和社会稳定,由中心政府直接投资或者其他方式,拥有和控制一定数目的原油、成品油和自然气储备。这是国家为了保障能源安全稳定供给的重要手段之一。在发生战事、大规模禁运等非常时期,则可用于应对国际石油市场的剧烈动荡,减缓或屏蔽可能给国民经济带来的冲击。从1973年第一次世界石油危机以后,美国、日本、西欧一些国家都相继建立了石油和自然气战略储备。从他们的储备方式来看,地下储备库已成为储备的主要方式。 1、建设石油地下储备的重要性和必要性 首先,建设地下油气储备库是保障能源安全的重要措施。现代战争中,重要经济目标是重点打击的对象,而油气设施在国民经济和战争上的重要性,使其成为打击的主要对象。从战略的角度看,建设地下油气储备有利于保护油气战略资源。 其次,地下油气储备库建设有利于防止恐怖袭击,油库是恐怖分子袭击的重点。地下油气储备库治理轻易,不易接触,不易引爆。 再次,建设地下油气储备库可以大量节省土地资源,保护地面环境,而且地下油气储备库,特别是盐***地下油气储备库的建设本钱仅为地下建设本钱的1/10,可以节约大量的建设资金。 第四,由于自然气长间隔输送的特性,如何保障管道安全运行,保障自然气平稳运行非常重要。根据世界各国的经验,利用地下储气库进行调节,是确保自然气安全平稳供气的最有效途径。 从国外经验来看,地下战略油气储备库主要由地下盐***、地下岩洞和废弃油气躲组成,因此,利用盐***、地下岩洞和废弃油气躲建设油气储备库是今后发展的主要方向。

2、国外油气地下储备概况 、国外石油地下储备概况 发达的石油进口国主导着石油地下储存的技术发展。石油地下储存主要方式包括两大类。 第一类是利用地下岩洞储存石油。地下岩洞安全性好,油品长期储存,不易变质。从20世纪50~60年代至今,国外很多国家都将地下岩洞作为国家原油战略储备库。目前,瑞典等国家正在研究用洞库储存ING和CNG。利用地下岩洞建立石油储备的国家主要有北欧的瑞典、芬兰,亚洲的日本、韩国和新加坡等。 第二大类型是地下盐***储备,利用深部盐层,通过水溶方式形成地下溶洞并储存石油,该方式储存量大,埋躲深度大,一般达500~1500m,造价低,广泛被具有盐层建库地质条件的国家所采用。美国、德国、法国等国家的地下石油储备方式主要为盐***石油储备。美国石油储备美国能源部于1977年2月16日,美国能源部制定了战略石油储备计划,当年4月18日生效。在此后的10多年时间内,美国利用德克萨斯和路易斯安娜两个州墨西哥沿岸的地下盐***建立了总储存能力为10109bbl(109t)的五大战略石油储备基地,储备的主要对象是原油。美国战略石油储备采用地下盐***储存方式。储备系统全部分布在得州和路州的墨西哥湾沿岸。每个储油库都有数目不一的洞***,典型的洞***直径为60m,高为610m。只要往洞***底部注水,原油上升即可抽出。美国战略石油储备盐***储油库,单个储油库所包含的洞***数从6个到22个不等。美国近6109bbl原油储存在62个盐***中,并全部位于德克萨斯州和路易斯安娜州。 、国外自然气地下储备概况 国际上主要自然气消费大国均已经建立了自己国家的自然气战略储备,其战略储备一般3~6个月的国内自然气消费量,除战略储备外,还有一部分贸易储备,约占自然气年消费量的15%~20%。从俄罗斯与乌克兰的自然气之争对欧洲自然气供给引起的国际争端就可以看出,保障自然气的安全运行,必须建设相应的自然气储备。 自然气地下储存比石油储存更加受到自然气主要消费国的重视,自然气地下储存作为一门产业技术发展已相当完善、成熟。国外第一座地下储气库建于1915年,至今已有八多年的历史,这一技术在20世纪80年代以来发展较快。据统计,

二氧化碳规范

1 总则 1.0.1 为了合理地设计二氧化碳灭火系统,减少火灾危害,保护人身和财产安全,制定本规范。 1.0.2本规范适用于新建、改建、扩建工程及生产和储存装置中设置的二氧化碳灭火系统的设计。 1.0.3二氧化碳灭火系统的设计,应积极采用新技术、新工艺、新设备,做到安全适用,技术先进,经济合理。 1.0.4二氧化碳灭火系统可用于扑救下列火灾: 1.0.4.1灭火前可切断气源的气体火灾。 1.0.4.2液体火灾或石蜡、沥青等可熔化的固体火灾。 1.0.4.3固体表面火灾及棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾。 1.0.4.4电气火灾。 1.0.5二氧化碳灭火系统不得用于扑救下列火灾: 1.0.5.1硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火灾。 1.0.5.2钾、钠、镁、钛、锆等活泼金属火灾。 1.0.5.3氢化钾,氢化钠等金属氢化物火灾。 1.0.6二氧化碳灭火系统的设计,除执行本规范的规定外,尚应符合现行的有关国家标准的规定。 2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1全淹没灭火系统 total flooding extinguishing system 在规定的时间内,向防护区喷射一定浓度的二氧化碳,并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。 2.1.2局部应用灭火系统 local application extinguishing system

向保护对象以设计喷射率直接喷射二氧化碳,并持续一定时间的灭火系统。 2.1.3防护区 protected area 能满足二氧化碳全淹没灭火系统要求的有限封闭空间。 2.1.4组合分配系统 combined distribution system 用一套二氧化碳储存装置保护两个或两个以上防护区或保护对象的灭火系统。 2.1.5灭火浓度 flame extinguishing concentration 在101kPa大气压和规定的温度条件下,扑灭某种火灾所需二氧化碳在空气中的最小体积百分比。 2.1.6抑制时间 inhibition time 维持设计规定的二氧化碳浓度使固体深位火灾完全熄灭所需的时间。 2.1.7泄压口 pressure relief opening 设在防护区外墙或顶部用以泄放防护区内部超压的开口。 2.1.8等效孔口面积 equivalent orifice area 与水流量系数为0.98的标准喷头孔口面积进行换算后的喷头孔口面积。 2.1.9充装率 filiting ratio 储存容器中二氧化碳的质量与该容器容积之比。 2.1.10物质系数 material factor 可燃物的二氧化碳设计浓度对34%的二氧化碳浓度的折算系数。

地下储气库技术的应用与展望

地下储气库技术的应用与展望 1 地下储气库特点与类型 地下储气库是将长输管道输送来的商品天然气重新注入地下空间而形成的一种人工气田或气藏,一般建设在靠近下游天然气用户城市的附近。 与地面球罐等方式相比较,地下储气库具有以下优点:储存量大,机动性强,调峰范围广;经济合理,虽然造价高,但是经久耐用,使用年限长达30~50年或更长;安全系数大,安全性远远高于地面设施。 目前世界上典型的天然气地下储气库类型有4种:枯竭油气藏储气库、含水层储气库、盐穴储气库、废弃矿坑储气库。 ①枯竭油气藏储气库 枯竭油气藏储气库利用枯竭的气层或油层而建设,是目前最常用、最经济的一种地下储气形式,具有造价低、运行可靠的特点。目前全球共有此类储气库逾400座,占地下储气库总数的75%以上。 ②含水层储气库 用高压气体注入含水层的孔隙中将水排走,并在非渗透性的含水层盖层下直接形成储气场所。含水层储气库是仅次于枯竭油气藏储气库的另一种大型地下储气库形式。目前全球共有逾80座含水层储气库,占地下储气库总数的15%左右。 ③盐穴储气库 在地下盐层中通过水溶解盐而形成空穴,用来储存天然气。从规模上看,盐穴储气库的容积远小于枯竭油气藏储气库和含水层储气库,单位有效容积的造价高,成本高,而且溶盐造穴需要花费几年的时间。但盐穴储气的优点是储气库的利用率较高,注气时间短,垫层气用量少,需要时可以将垫层气完全采出。目前世界上有盐穴储气库共44座,占地下储气库总数的8%。

④废弃矿坑储气库 利用废弃的符合储气条件的矿坑进行储气。目前这类储气库数量较少,主要原因在于大量废弃的矿坑技术经济条件难以符合要求。 2 国际上地下储气库发展 地下储气库的历史可以上溯到20世纪初。1915年。加拿大建成世界上第一座地下储气库。到目前为止,全世界有地下储气库550座左右,可以进行调峰的气量约3500×108m3。这些储气库分属不同国家的逾100家公司,其中既有储气量超1000×108m3的天然气上下游一体化的大型跨国公司,也有仅单纯经营1~2座地下储气库的小公司。 由于地下储气库在调峰和保障供气安全方面具有不可替代的作用和明显的优势,因而越来越受到许多国家的重视。相关资料显示,全球10%左右的天然气用气量由地下储气库供应,西欧国家和俄罗斯分别达到20%、30%。就国际上储气库发展趋势看,欧美国家正在不断加大储气库的建设力度,增大储气量,除了常规的调峰应急需要外,已经开始研究建立天然气的战略储备课题。美国已经就长输管网地下储气库建立相关的法律,欧洲国家也有立法的趋势。 3 中国地下储气库项目介绍 中国的地下储气库建设起步较晚,20世纪70年代在大庆油田曾经进行过利用气藏建设地下储气库的尝试。20世纪90年代初,随着陕京天然气输气管道的建设,为确保北京、天津的安全供气,国家开始加大力度研究建设地下储气库技术。2000年11月,我国首次在大港油田利用枯竭凝析气藏建成了大张坨地下储气库,总库容达到46.0×108m3,总可利用气量为20.0×108m3左右,日最大供气量近2000×104m3。2003年利用气量为7.6×108m3,占陕京输气管道年销售量的28%。2006年冬季高峰期,该地下储气库每天向北京供气逾1 600×104m3,弥补陕甘宁天然气的供应量缺口。

二氧化碳气瓶使用及储存规范

二氧化碳气瓶使用及储存规范 一、危险性概述 1.危险性类别:根据《常用危险化学品的分类及标志》,将该物质划为第类, 不燃液化气体; 2.健康危害:皮肤等外接触或灼烧,若吸入空气中二氧化碳的浓度高的气 体可出现呼吸困难;如不及时处理,可使意识丧失而死亡,液体二氧化 碳可引起皮肤和其他有机组织冻伤; 3.燃爆危险:盛装液体二氧化碳的钢瓶,遇阳光、火源等会引起破裂; 4.侵入途径:吸入,皮肤接触,眼睛接触; 5.环境危害:无毒无害。 二、急救措施 1.皮肤接触:须用清水冲洗,若果引起冻伤,须就医诊 治。 2.眼睛接触:须用清水冲洗后,急送医院就 诊。 3.吸入:经口或鼻孔吸入蒸汽,引起呼吸困难,须到通风处,严重时须送 医院就诊。 三、~ 四、消防措施 1.危险特性:液体二氧化碳钢瓶在日光下爆晒,或搬运时,易使钢瓶膨胀, 若果钢瓶阀门被摔坏,易引起爆裂; 2.灭火方法及灭火剂:着火的环境中,用雾水的水喷浇容器外壁; 3.灭火注意事项:灭火人员须穿戴防护用品且用重雾水保护操作人员。 五、泄漏应急处理 1.应急处理:处理泄漏物必须穿戴氧气防毒面具和防护服,防止液体二氧 化碳灼烧; 2.消除方法:关闭泄漏的钢瓶、贮槽阀门,并开雾水保护关闭阀门人员, 若解决不了,将二氧化碳排放到大气中,驱散周围的人及动 物。

六、操作事项 1.使用前检查连接部位是否漏气,可涂上肥皂液进行检查,调整至确实不 漏气后方可作业; 2.搬动时,避免滚动和撞击,贮存液体二氧化碳的容器须时刻检查容器的 阀门、仪表等容器外壁。 七、注意事项: 1.) 2.钢瓶应存放在阴凉、干燥、远离热源(如阳光、暖气、炉火)处,不得 超过31℃,以免液体CO2温度的升高,体积膨胀而形成高压气体,产生 爆炸危险; 3.钢瓶严禁卧放;禁止随意搬动敲打钢瓶,经允许搬动时应做到轻搬轻放; 4.CO2不得超量填充,液化CO2的填充量,温带气候不要超过钢瓶容积的 75﹪,热带气候不要超过﹪; 5.旧瓶定期接受安全检验; 6.使用二氧化碳气体进行作业,出气压力根据使用工艺要求限定压力使用 区间,并于出气管上进行标记。

海洋贮藏CO2的基本知识

引言 海洋封存二氧化碳,是控制化石燃料燃烧导致气候变化的有效手段。本报告阐明了二氧化碳海洋封存的基本原理,简要叙述了有关二氧化碳海洋封存的科学领域,以及论述了二氧化碳海洋封存的环境影响。本报告也描述了在利用海洋封存限制大气二氧化碳浓度上升前需要进一步开展的研究。 可通过多种方式利用天然碳储层降低人为二氧化碳排放对大气的影响。在3 个主要的天然碳储层中,海洋碳储层的储量到目前为止是最大的。海洋碳储层的储量比陆地碳储层高出数倍,而陆地碳储层的储量大于大气碳储层的储量。然而,目前仅大气碳储层承受化石燃料燃烧排放的二氧化碳的全部负荷,这就引起人们关注气候变化。目前,人们已开发了增强陆地碳汇的方法,例如增加造林面积,而且,人们正在验证利用天然(地下)储层封存二氧化碳的方法。由于海洋碳封存的过程非常复杂,因此,增强海洋碳封存能力的方法的效率并不显著。然而,利用海洋碳储层储存(或封存)碳的潜力是巨大的。当不考虑是否采取额外的人为干涉活动时,海洋确实是大气层中二氧化碳的主要吸收汇。 利用海洋碳储层封存二氧化碳的方法至少有两种: 1)从大规模工业点源捕集二氧化碳并把二氧化碳直接注入深海; 2)通过添加营养素使海洋肥化来增强大气二氧化碳的提取。 如果二氧化碳排放量与气候变化之间的关系得到证实,则应在较长时期内减少二氧化碳的排放量。然而,当减少二氧化碳的排放量时,利用该两种方法的确能够提供争取时间的途径。 上述两种方法在有关海洋肥化方面仍存在极大的不确定性。把二氧化碳注入深海的相关科学研究虽然仍需进一步完善,但却易于理解。为此,本报告重点在于论述海洋封存二氧化碳的第一种方法(简要描述海洋肥化,见附录)。 自从1995年以来,国际能源署温室气体研究与开发项目组已组建了多个国际专家小组。这些专家组研究了有关深海二氧化碳注入的知识。专家组的主要目标,是确定需要开展的研究领域,以及确保充分利用有效信息来推测海洋肥化的利益和影响。最终,专家组重点研究4个主题:1)海洋环流;2)环境影响;3)国际合作与关注项目;3)实践与试验方法。本报告提供的信息多数来自于这些专家组及其提交的论文。该简短提要的目的,是为广大读者提供更有效的信息,旨在促进有关海洋封存二氧化碳的讨论。可从国际能源署温室气体研究与开发项目组获得专题研究小组的完整报告。

存储二氧化碳的选项

在海洋中储存二氧化碳的选项 1.引言 世界海洋中含有约39000 gt-C(143000gt-CO2,1g=109),是比大气库存的50倍,并估计过去两个世纪中,人为的二氧化碳排放量在1300gt的38%左右(500gt的CO2)。 如本章所描述的通过增加海洋库存来储存碳的选项已被研究,包括生物(施肥),化学(海洋的酸度降低,加速石灰岩风化),和物理(CO2溶解,在深海中的超临界CO2池)方法。 2.物理基础 2.1二氧化碳在海水中的物理性能 直接释放CO2到海水主要取决于它被释放的海水的压力(即,深度)和水的温度。关键特性如下: 1、给定温度下的液化压力:在该点的压力值增加,CO2气体将液化; 2、液体CO2密度随压力的变化,这决定了其相对于海水的浮力; 3、CO2水合物形成的深度和温度。 2.2饱和压力 在0–10°C的温度,在4–5MPa压力下二氧化碳将液化,相应的水深400–500m,在10°C时液体密度为860kg/m3和0°C时为920kg/m3.在这个深度的液体CO2会会有正浮力,在压力低于饱和压力时自由液滴会上升蒸发成气泡。 2.3浮力 图1显示了CO2和海水密度与海洋的深度范围关系。在深度2500-3000m,液体二氧化碳是比水更可压缩并成为中性浮力。在这个深度范围内,释放的液滴会沉到海底。 图1 CO2和海水的密度与深度关系 2.3水合物的形成

CO2水合物可以在所有的海水下面400m处形式,只要有足够的二氧化碳,在水的温度接近0°C的极地区域只需在150m以下。二氧化碳气泡或液滴在水合物稳定深度将迅速形成结晶水合物皮肤,这会限制CO2向周围海水溶解的速率。在冲绳中部槽1500米的深度处,已观察到在富CO2气泡周围形成的天然水合物从水热液口处排出。 固体二氧化碳水合物的密度为1.11×103kg/m3,并因此将沉在海水中,其中下沉的密度为1.03×103kg/m3。然而,一个从气泡或液滴形成的裹在水合物皮肤上的天然气水合物的密度将取决于气体或液体的密度,以及皮肤的厚度和液滴大小。 3.直接注入CO2 吸收进入海洋的人为CO2的比例已超过过去200年的CO2分压的增加,目前每年发生率为2.4 gt的CO2。 在海洋中长期存储CO2依赖于深的水域,且水域有几个世纪的通气时间,加上CO2分为海水和大气的自然倾向。两个基本的概念和一系列的技术方案已经被提出,如表1。 表1 CO2海洋封存选项 物理概念技术方案 直接溶解CO2 上升流 中性浮力传播下沉羽 液态CO2分离海底管道饲料湖 加固体CO2泥浆的下沉冷却液 3.1直接溶解CO2 深海水域具有更高的溶解碳负载潜力,在水深从1000至3000米深度的,体现在在库存大于80 g C碳库存增加,这相当于14年的全球人为二氧化碳排放量在2000年的水平。 在温跃层以下直接溶解是一个选择以利用这种存储容量达到长期封存二氧化碳效果。在水深500m释放,将会以液态形式存在,同时会伴随着单个液滴直接形成水合物壳。在深度低于2500米,取决于液滴的大小和水合物皮肤厚度,由此产生的羽状滴会有正浮力并上升,而单个液滴慢慢溶解。在3000m以下的深度释放,类似的行为将被视为一个下沉羽,而在中间深度的有中性浮力的羽流会发生垂直的蔓延。 CO2溶解的实验结果及现场试验结果 实验室、现场试验和数学建模的研究以及小规模的现场试验已调查了将CO2释放到海水的特性,行为和其产生的生态影响,对象一般为液滴,较大的液团,或液体–水合物–水的混合物。 在蒙特雷湾水族馆研究所进行的现场实验,通常涉及的通过远程操作车辆(ROV)来释放和观察液滴,已经了解到封闭水合物滴的溶解速率及其上升或下沉率取决于释放深度。上升的液滴被发现拥有一个满足斯托克斯法律行为的刚性球的线终端速度,这与刚性水合物壳相符。并发现封闭水合物液滴的溶解速率与非水合物液滴的预期速率相比减少的原因是由3-4个因素引起的。其他的现象也有被观察到,如液滴的漂流和一个气相液滴穿过液化压力深度。 相对较大的液体CO2释放量的实验也调查了用声纳来跟踪上升羽流的方法。这种技术对监测海底含水层CO2存储或枯竭气领域或监测CO2热液从喷口射出具有重要意义。封闭式的水合物CO2液滴容易被高频声纳(38和675khz)检测到,是由于它具有不同于液态CO2和海水的高声波速度。进一步的实验中将采用使用较低声波频率的设想,这可以监测到由CO2溶解造成的海水密度的变化,以及羽流可能的生物反应。

建设石油地下储备的重要性和必要性(新编版)

( 安全论文 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 建设石油地下储备的重要性和 必要性(新编版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.

建设石油地下储备的重要性和必要性(新 编版) [摘要]石油和天然气储备是保障国家能源安全的重要措施,地下储备库是一种安全和节约的储备方式。国外石油储备主要为地下溶洞和盐穴,天然气储备的发展有战略储备向以废弃气藏为主的大型化,民用储备向灵活性大、周转率较高的小型气库发展的趋势。我国目前地下油气储备库处于建设的初期,随着进口依存度的不断增大,需普查适合油气地下储存的地区,进一步重视和加大地下储备技术的研发,保障国民经济的快速发展。 [关键词]石油,天然气,储备,普查 石油和天然气储备是为了保障国家的经济安全和社会稳定,由中央政府直接投资或者其他方式,拥有和控制一定数量的原油、成品油和天然气储备。这是国家为了保障能源安全稳定供应的重要手

段之一。在发生战事、大规模禁运等非常时期,则可用于应对国际石油市场的剧烈动荡,减缓或屏蔽可能给国民经济带来的冲击。从1973年第一次世界石油危机以后,美国、日本、西欧一些国家都相继建立了石油和天然气战略储备。从他们的储备方式来看,地下储备库已成为储备的主要方式。 1、建设石油地下储备的重要性和必要性 首先,建设地下油气储备库是保障能源安全的重要措施。现代战争中,重要经济目标是重点打击的对象,而油气设施在国民经济和战争上的重要性,使其成为打击的主要对象。从战略的角度看,建设地下油气储备有利于保护油气战略资源。 其次,地下油气储备库建设有利于防止恐怖袭击,油库是恐怖分子袭击的重点。地下油气储备库管理容易,不易接触,不易引爆。 再次,建设地下油气储备库可以大量节省土地资源,保护地面环境,而且地下油气储备库,特别是盐穴地下油气储备库的建设成本仅为地下建设成本的1/10,可以节约大量的建设资金。 第四,由于天然气长距离输送的特性,如何保障管道安全运行,

国外地下储气库的技术与发展

国外地下储气库的技术与发展 最早的天然气地下储气库是1916年在美国利用枯竭气田建造的,开创了地下储气的先例。迄今在世界各地天然气地下储气设备总有效容积约250Gm3,共建立了551座地下储气库,其中425座主要是利用枯竭油气田,83座是利用含水构造层,39座是利用含盐岩层,4座是利用废弃矿井。到目前为止,美国、加拿大、丹麦、德国、法国、前苏联和英国等,对利用枯竭油气田建造地下储气库,都已有了多年的实践,并进行了系统的研究,积累了丰富的经验。 一、建设地下储气库的规划要点 天然气地下储气库主要由地下储集层、气井及地面设施等基本部分构成。地面设施包括压缩机站、集输系统、气体处理和计量站。地下储气库的建设需具有一定条件,要符合储气要求的技术特性,主要包括: 1、地质条件的选择 地下储集层应具有较高渗透性(一般在250~1000 mD)的非固结砂层,以中细砂为特征,比较结果表明:非固结砂层构造的储气容量、运行气量和气田峰值都好于固结砂层。 顶部盖层密闭性能要好,以保证竖向和侧向不漏气,选取的顶部盖层一般是由压实的层状粘土和其它细粒矿物质所组成的页岩,为致密的不渗透岩层。 弱的水驱,以避免抽气时随储气压力的降低,边水和底水进入气藏,使气藏孔隙空间的体积缩小,有效容积减少,降低采收率。 要求能承受较大波动的日回采量和注入流量。 2、完整的技术数据 首先必须有确定的储气库开发参数,主要包括原枯竭油气田的孔隙度、渗透率、储集层厚度分布等值线、原始地层压力、含水饱和度以及最大储气能力、全部井数和井口压力等,这些参数能说明地质构造特点和对输配系统的要求。 在掌握原始地层参数的基础上,还需要进行技术经济分析和各种方案的比较,包括确定储气库的总容积、有效容积、气帽容积;注入和排出燃气的功率消耗;储气库充气和排气所需的时间;钻井、地面设施及与输配系统的连接等所需的投资规模。 二、数值模拟分析的研究

地下储气库地面工程工艺设计的原则

地面工程工艺设计的原则 地下储气库地面工程的工艺设计,除应遵循天然气储运设计的一般原则外,还应强调三点: 1.将地下储气库作为一个子系统放在整个天然气输配的大系统中,根据总投资和总消耗功率相对最低的原则,优选大系统中各环节间相互制约的基本参数和储气库地面工程的流程形式。 如果在已建或部分建成的输配气系统中新建地下储气库,则应与已建部分尽可能协调一致。 2.地下储气库的地面工程必须与所处地层的勘探、开发、监测和动态分析密切结合,切实做到“地上适应地下”。 地面工程设计必须以可靠的地质资料为依据,而“看不见,摸不着”的地层情况需要在工程投产后,通过生产实践和对地层的监测、分析来检验和修正。储气层所能承受的最大注气压力及最大库容量等基本参数需要经过一定的注采周期才能确定,所以储气库的地面工程常分期建成,一期工程带有探试性(设计的“库容量”约为理论最大“库容量”的70%左右),经试注采,取得必要的数据后,再决定是否上二期工程,原订的设计规模是否需要调整……。 在工程设计中必须考虑到保护地层,即天然气注入地层前必须经过净化处理,以免将润滑油和其它杂质带入地层中,影响地层渗透率。 由于地下储气库地面工程常分期建设,设计中必须充分考虑近期工程与远期工程的结合。在—期工程的总图设计中,必须为二期工程预留场地;在流程设汁中,要考虑前后的衔接和统一。 下文将什对建在衰竭气藏中的地下储气库讨论其基本参数和流程形式的选择。 基本参数的选择 最大注气压力 因此在确定最大注气压力时,既要充分利用储气层的储气能力,又要保证储气层圈闭的密封性。在井口处的最大注气压力可参考以下经验数据:可取与储气层平均深度等高的水柱静压头;当有5m以上厚度的粘土盖层时,可以取这个水静压头的1.3—1.5倍。②可取储气层的原始压力或原始压力的1.15—1.2倍。 而根据国外的经验,实际最大注气压力和相应的最大储气容量应通过注气的实践才能确定。在地下储气库投运的前几个注采周期内,“最大”注气压力一般取最大允许压力理论值的70%左右,通过几个注采周期,在观测、分析和评价储气层圈闭的密封性的基础上,再确定最大注气压力以及相应的最大储气容量。

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