本發明涉及一種注生石灰和二氧化碳法的水合物開采及二氧化碳封存聯合方法，屬于新能源與新材料領域。
背景技術：
隨著社會經濟的發展，能源消費總量不斷增加，傳統能源日漸減少，各國對能源資源的爭奪日益激烈，各國逐步開始重視新能源的開發與利用。其中，天然氣水合物有著巨大的資源潛能。近年來，很多較早研究天然氣水合物的國家進一步展開了對其開采技術、開采面臨的環境問題等研究。傳統的天然氣水合物開采方法有注熱法、降壓法以及注化學試劑法，但均有所缺陷，注熱法能耗大、熱利用效率低，降壓法對天然氣水合物藏性質有特殊要求，注化學試劑法會帶來一些環境問題等。三種方法都是基于分解水合物的原理，會引起水合物層強度降低，進一步引發地層失穩等環境問題。
同時，由于化石燃料的大量使用，造成了巨大的碳排放，引起了地球的溫室效應，導致全球氣溫升高，對人類活動及地球生態環境產生了一系列不利影響。因此，二氧化碳封存被認為是減輕溫室效應的有效辦法。現有的二氧化碳封存方法主要以化學反應法和地質封存為主。但是化學反應法會消耗大量化學原料，且產生的反應產物處理是一大難題，地質封存法存在著二氧化碳泄漏問題，并沒有從根本上解決問題。
技術實現要素：
針對已有技術的不足，本發明提供了一種注生石灰和二氧化碳法的水合物開采及二氧化碳封存聯合方法，其目的在于實現水合物安全高效開采、解決水合物開采過程中地層失穩問題和產水量過高問題，并封存二氧化碳減輕溫室效應。
本發明的技術方案：
一種注生石灰和二氧化碳法的水合物開采及二氧化碳封存聯合方法，步驟如下：
(1)利用高分辨率多道地震勘探方法選取海底水合物賦存區域為目標靶區，進行生石灰及二氧化碳注入井和產氣井鉆井，生石灰及二氧化碳注入井和產氣井的底部均在非滲透上部巖石層和非滲透下部巖石層之間，生石灰及二氧化碳注入井底部為生石灰填充區；
(2)從生石灰及二氧化碳注入井向生石灰充填區注入生石灰；
(3)停止注入生石灰，生石灰與水合物層中的水完全反應后，向生石灰及二氧化碳注入井中注入二氧化碳，二氧化碳的注入壓力為4-8MPa；
(4)控制產氣井出口壓力為4-6MPa，使產氣壓力大于水合物層溫度對應的二氧化碳水合物相平衡壓力，小于水合物層溫度對應的甲烷水合物相平衡壓力；
(5)在產氣井井口利用旋風式分離器進行氣水分離，利用液化儲罐收集甲烷氣體，并利用海上運輸船將液化儲罐運輸到氣站；
(6)利用鉆井設備清空生石灰充填區的生石灰；
(7)重復上述步驟(2)～(6)，直至產氣井出口壓力接近二氧化碳注入壓力，停止開采工作。
本發明的有益效果：
1、本發明首先采用注入生石灰的方式，使其與水反應放熱，提高了水合物層溫度，打破了甲烷水合物相平衡，為甲烷水合物分解提供熱量，實現了甲烷水合物的開采。
2、生石灰與甲烷水合物分解產生的水反應生成的水反應生成氫氧化鈣，降低了水合物開采過程中的水產出，增強了水合物儲層的穩定性；注入的二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣，達到了二氧化碳封存的目的，同時也可提高水合物儲層穩定性。
3、剩余的二氧化碳可在水合物層中遷移流動，由于產氣壓力控制在大于水合物層溫度對應的二氧化碳水合物相平衡壓力，小于水合物層溫度對應的甲烷水合物相平衡壓力，因此二氧化碳能夠通過置換作用生成二氧化碳水合物，導致甲烷水合物中的甲烷產出，達到封存二氧化碳、甲烷水合物開采和提高儲層穩定性的目的。
本發明實現了水合物的安全高效開采，有效的解決了天然氣水合物開采過程中水合物層強度降低、地層失穩等環境問題，達到了封存二氧化碳，減輕溫室效應的目的。
附圖說明
圖1是本發明的注生石灰和二氧化碳法的水合物開采及二氧化碳封存聯合方法示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和技術方案，進一步說明本發明的具體實施方式。
如圖1所示，一種注生石灰和二氧化碳法的水合物開采及二氧化碳封存聯合方法，步驟如下：
(1)利用高分辨率多道地震勘探方法選取海底水合物賦存區域為目標靶區，進行生石灰及二氧化碳注入井和產氣井鉆井，生石灰及二氧化碳注入井和產氣井的底部均在非滲透上部巖石層和非滲透下部巖石層之間，生石灰及二氧化碳注入井底部為生石灰填充區；
(2)從生石灰及二氧化碳注入井向生石灰充填區注入生石灰；
(3)停止注入生石灰，生石灰與水合物層中的水完全反應后，向生石灰及二氧化碳注入井中注入二氧化碳，二氧化碳的注入壓力為5MPa；
(4)控制產氣井出口壓力為5MPa，使產氣壓力大于水合物層溫度對應的二氧化碳水合物相平衡壓力，小于水合物層溫度對應的甲烷水合物相平衡壓力；
(5)在產氣井井口利用旋風式分離器進行氣水分離，利用液化儲罐收集甲烷氣體，并利用海上運輸船將液化儲罐運輸到氣站；
(6)當生石灰充填區填滿生石灰后，利用鉆井設備清空生石灰充填區的生石灰；
(7)重復上述步驟(2)～(6)，直至產氣井出口壓力接近二氧化碳注入壓力，停止開采工作。