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埋下二氧化碳 “擠”出更多石油

科技日報發(fā)布時間:2023-08-23 09:10:04  作者:操秀英

  近日,吉林油田二氧化碳開發(fā)公司黑71和黑72區(qū)塊主體工程完畢即將投注,黑79北-58區(qū)塊地面工程穩(wěn)步推進。這3個區(qū)塊是吉林油田CCUS(二氧化碳捕集、利用與封存)百萬噸負碳油田開發(fā)示范區(qū)一期工程的主力采區(qū),全部投產(chǎn)后,2025年年注入二氧化碳能力將達到138萬噸。

  CCUS-EOR(二氧化碳捕集、驅(qū)油與埋存)被認為是目前最有效可行的二氧化碳減排技術(shù)。吉林油田高級工程師張輝介紹說,30余年來,吉林油田創(chuàng)新形成了陸相油藏CCUS-EOR全產(chǎn)業(yè)鏈配套技術(shù)系列,建成了國內(nèi)首個全產(chǎn)業(yè)鏈、全流程CCUS-EOR示范項目,該項目是全球正在運行的21個大型CCUS項目中唯一一個中國項目,也是亞洲最大的EOR(提高石油采收率)項目,覆蓋地質(zhì)儲量1183萬噸,年產(chǎn)油能力10萬噸,年二氧化碳埋存能力35萬噸,累計埋存二氧化碳225萬噸。

  完整實踐二氧化碳規(guī)模捕集、輸送、注入全流程

  國內(nèi)外石油公司幾十年前就紛紛開始探索CCUS-EOR技術(shù)。

  以中國石油為例,從20世紀60年代開始探索,中國石油先后牽頭承擔一批國家級CCUS-EOR重大科技攻關(guān)項目和示范工程建設(shè),形成了較為完整的陸相油藏CCUS-EOR全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)標準系列,支撐CCUS-EOR全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的技術(shù)需求,并于2005年提出CCUS-EOR一體化概念。

  從2006年開始,中國石油組建由院士專家牽頭、科研院所與油田聯(lián)手的科研團隊,相繼承擔了國家重大科技專項和示范工程等系列科研項目,先期以吉林油田為試驗基地,后期拓展到大慶、長慶、新疆等油田,通過系統(tǒng)攻關(guān),建立了陸相沉積油藏二氧化碳驅(qū)油與埋存全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系。

  對于吉林油田而言,CCUS技術(shù)研發(fā)的初心要從17年前長嶺氣田的發(fā)現(xiàn)說起。

  最早被勘測時,長嶺氣田中監(jiān)測出的二氧化碳含量超過了20%,由于天然氣生產(chǎn)需要脫出二氧化碳,因而二氧化碳的捕集和后期排放成為吉林油田的硬任務(wù)。肩負可持續(xù)發(fā)展的使命,吉林油田潛心鉆研二氧化碳驅(qū)油技術(shù),成立了國內(nèi)首家專業(yè)化的二氧化碳捕集埋存與提高采收率開發(fā)公司。

  歷經(jīng)先導—擴大試驗、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展兩個階段,吉林油田率先在國內(nèi)完整實踐了二氧化碳規(guī)模捕集、輸送、注入全流程,系統(tǒng)揭示了陸相沉積低滲透油藏二氧化碳驅(qū)油與埋存規(guī)律,認識了陸相沉積油藏提高石油采收率和效益埋存的潛力,實現(xiàn)二氧化碳近零排放,展現(xiàn)了CCUS-EOR綠色低碳開發(fā)、規(guī)模效益減排的前景。

  多項關(guān)鍵技術(shù)突破實現(xiàn)增產(chǎn)與減碳雙贏

  目前,吉林大情字井油田CCUS-EOR先導—擴大試驗區(qū)年產(chǎn)油能力近20萬噸,年封存二氧化碳能力達50萬噸,累計增油37萬噸,增加經(jīng)濟可采儲量134萬噸,實現(xiàn)了從先導試驗簡易注采到擴大試驗系統(tǒng)驅(qū)埋的跨越。

  亮眼的數(shù)據(jù)離不開對多種技術(shù)難題的攻關(guān)。

  為了降低二氧化碳驅(qū)油成本,吉林油田成功研發(fā)了中國石油行業(yè)內(nèi)部獨有的壓縮機超臨界注入技術(shù),將捕集的二氧化碳通過增壓壓縮機增壓至超臨界狀態(tài)直接注入地下;通過優(yōu)化完善井口工藝,定型井口控壓生產(chǎn)技術(shù)模式,吉林油田開展高氣油比低成本集輸處理技術(shù)研究,攻克了影響二氧化碳驅(qū)高效平穩(wěn)運行的難題;針對CCUS計量診斷及油藏監(jiān)測需求,吉林油田開展采出流體多參數(shù)計量、三剖面監(jiān)測、集約化采油智能管控技術(shù)研究,為深入推進CCUS工業(yè)化提供配套技術(shù)解決方案。

  2022年,中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織召開的科技成果鑒定會評價道:吉林油田的CCUS技術(shù)成果,在陸相低滲透油藏二氧化碳埋存與驅(qū)油方面總體達到國際領(lǐng)先水平。

  據(jù)統(tǒng)計,吉林油田建成的CCUS示范區(qū),一次可埋存二氧化碳206萬噸,動態(tài)埋存率91.6%,通過循環(huán)回注實現(xiàn)二氧化碳全部埋存。“吉林油田開展CCUS項目30余年,累計注入二氧化碳284萬噸,相當于植樹近2556萬棵,可提高原油采收率25%以上。”吉林油田二氧化碳開發(fā)公司副經(jīng)理吳魚鋒介紹道。

  目前,吉林油田已驗證了CCUS-EOR全流程技術(shù)的適應(yīng)性,研究實踐了液態(tài)、氣態(tài)、超臨界等相態(tài)下的二氧化碳輸送工藝,實現(xiàn)了從槽車拉運先導試驗注入到管輸超臨界工業(yè)化注入的跨越式發(fā)展。未來,將逐漸形成潛力巨大的新型產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈和產(chǎn)業(yè)集群,有效支撐化石能源企業(yè)綠色低碳持續(xù)發(fā)展,持續(xù)為實現(xiàn)“雙碳”目標作出重要貢獻。

  我國CCUS-EOR發(fā)展前景廣闊

  據(jù)了解,目前,吉林油田一期“百萬噸埋存級”CCUS+工業(yè)化應(yīng)用項目正在有序推進。2025年吉林石化到吉林油田二氧化碳長輸管道投運后,預計二氧化碳年捕集和注入能力超過100萬噸。

  中國工程院院士袁士義提供的數(shù)據(jù)顯示,初步評價,全國約有140億噸原油地質(zhì)儲量適合二氧化碳驅(qū)油,可提高原油采收率15%、增加可采儲量21億噸、封存二氧化碳約60億噸,潛力巨大,可有效支撐化石能源低碳利用。

  袁士義認為,在國家“雙碳”目標有利政策的推動下,我國CCUS-EOR產(chǎn)業(yè)將進入快速規(guī)?;l(fā)展階段。預計2030年中國CCUS-EOR產(chǎn)業(yè)年注入二氧化碳規(guī)模將達3000萬噸級,年產(chǎn)油規(guī)模將達1000萬噸級,相當于新建了一個遼河油田,同時可消納20余個大型煉化企業(yè)的年排放量;預計2050年,驅(qū)油埋存和咸水層埋存將協(xié)同發(fā)展,年注入二氧化碳規(guī)模將達億噸級,將對碳中和目標作出重大貢獻,同時將形成數(shù)個千萬噸級大型CCUS產(chǎn)業(yè)化基地和產(chǎn)業(yè)集群,相關(guān)經(jīng)濟規(guī)模將達萬億元級。

  袁士義分析,目前,我國CCUS-EOR礦場試驗取得了重大突破,正處于工業(yè)化示范和規(guī)?;a(chǎn)業(yè)應(yīng)用階段,但仍存在二氧化碳捕集/輸送成本高、驅(qū)油效率有待提高等問題,需要持續(xù)加大技術(shù)創(chuàng)新力度,特別是加快發(fā)展形成量大面廣的低濃度二氧化碳排放源,研發(fā)低成本捕集和大規(guī)模長距離管輸技術(shù)、更大幅度提高石油采收率技術(shù)、大規(guī)模長期安全埋存二氧化碳技術(shù),支撐和引領(lǐng)CCUS大規(guī)模有效應(yīng)用。

  來源:科技日報 記者 操秀英


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