遼河油田實施CCUS-EOR（二氧化碳捕集埋存與提高采收率）項目兩年多來，累注碳15萬噸，增油2.1萬噸，超額完成階段任務目標，注碳規(guī)模和采油規(guī)模均為集團公司六個先導試驗區(qū)之首。在日前召開的中國石油CCUS/CCS業(yè)務發(fā)展工作推進會上，集團領導對遼河CCUS-EOR項目成績給予肯定。
在“雙碳”背景下，遼河油田積極推進CCUS-EOR業(yè)務發(fā)展，完成了“從無到有、從概念到現(xiàn)場”的轉變，實現(xiàn)
遼寧省碳
減排發(fā)展戰(zhàn)略和油田產油增效“雙贏”。
心懷“國之大者”，以務實之舉植造“地下森林”
2023年12月15日，油田公司第一座儲碳庫雙229塊CCUS循環(huán)注入站試運成功。從“零經驗”“零基礎”到建成了捕集、液化、注入、循環(huán)處理全流程的CCUS配套地面工藝系統(tǒng)，兩年多來，遼河油田一直朝著打造中石油首批CCUS-EOR示范區(qū)目標努力前行。
“遼河油田碳排量大，遼寧也是排碳大省，減碳任務艱巨。遼河油田規(guī)劃儲碳庫戰(zhàn)略工程，基于良好的基礎條件，更是國家‘雙碳’戰(zhàn)略發(fā)展的迫切需求。”油田公司企業(yè)首席專家武毅表示。
遼河近些年新區(qū)新增地質儲量中，致密油、頁巖油等特殊巖性油藏占比達80%，其油藏膨脹率大、滲透率低，吸碳能力是吸水能力的3到4倍，證實二氧化碳有顯著的驅油和補能效果，還具有良好的降黏作用。
據(jù)估測，遼河本土適用于CCUS應用潛力區(qū)塊有262個，碳存能力達到兩億多噸，是一個天然的“大存碳庫”。
遼河人有豐富的非烴類氣驅和氣庫建設經驗，這給實施CCUS-EOR項目增添底氣。2021年7月，遼河油田啟動CCUS-EOR先導試驗，成立由領導、專家及技術人員組成的近40人的項目團隊。
相比其他油田，遼河油田具有油藏類型多、分布點多面廣的特點。科研人決定走CCUS-EOR技術與遼河油藏實際相結合的路線，探索推行源匯一體化新模式，優(yōu)先在特低滲油藏雙229塊洼128井區(qū)開展先導試驗，兩年來累計埋存碳1.09萬噸，年產油氣當量3.26萬噸。
在此基礎上，科研人探索CCUS-EOR試驗由低滲油藏向多類型油藏拓展，由稀油油藏向稠油油藏拓展，開辟杜古潛山、齊131區(qū)塊高傾角砂巖油藏等多個試驗區(qū)塊，提高采收率18%。
“油藏在CCUS-EOR技術下可以吸碳增油，未來枯竭也能發(fā)揮存碳作用。”研究院一級工程師梁飛表示，遼河油藏到2026年可埋存二氧化碳10萬噸，相當于一片種植95萬棵樹的萬畝“地下森林”。
從“跟跑”到“部分領跑”
氣液分離器、脫烴器、捕碳器、儲罐緊密銜接，注入泵房里6個活塞高速運行提供強大動能，11口注入井采油樹高大挺拔……占地面積13104平方米的雙229塊二氧化碳循環(huán)注入系統(tǒng)高端大氣。
“雙229塊CCUS工藝系統(tǒng)集成耐高溫、耐高壓、高防腐、高排量等多項條件。”雙229塊循環(huán)注入站站長王志朋介紹道，尖端技術“熔于一爐”，體現(xiàn)大油田綜合科技實力。
歷經兩年多的研發(fā)，如今這個系統(tǒng)擁有7項核心技術、上萬個協(xié)同工作的零部件。
據(jù)采油工藝研究院CCUS-EOR項目室主任欒睿智介紹，遼河油田是目前國內CCUS項目油藏埋藏最深和類型最多的油田，這意味著有的
問題國內尚無對策，必須自己解決。
遼河人聯(lián)合大連理工大學等多所高校數(shù)十名專家教授，打破專業(yè)界限及組織界限，實現(xiàn)人才、物資、技術、信息“四個共享”，建立“大兵團”作戰(zhàn)攻關模式。
系統(tǒng)注入的首個目的層雙229塊沙一段深度達3500米以上，滲透率低且水敏性強，要求注入工藝必須是耐高溫和承高壓，其中耐壓指標計劃達到40兆帕，是
吉林油田試驗井的兩倍。
對此，科研人評價各類油管，確定了連續(xù)油管和氣密封油管兩種注入方式，共試驗8井次，攻關后，工藝耐壓和耐溫指標比計劃分別提升了75%和80%，位于國內前列。
“相對于攻關耐溫耐壓技術，攻克井筒腐蝕
難題是最關鍵的。”欒睿智介紹，注入地層中的二氧化碳一旦遇水會生成酸性液體，酸性與水礦化度成正比，遼河地層水礦化度很高，沒有防控一年內可將井筒腐蝕成碎片。
科研人很早就注意到了這個問題，“如果在井筒表面鍍一層保護膜，將酸液和井筒隔離開，就能根治腐蝕難題。”他們根據(jù)酸液成份和井筒材質，研發(fā)出化學藥劑季銨鹽，實現(xiàn)井筒腐蝕速率減緩99%以上。
二氧化碳超臨界注入和調控、二氧化碳受效關系……兩年來，遼河人逐步攻破研究路上的瓶頸問題，目前建成投運三個碳捕集裝置和一個循環(huán)注入裝置，具備年捕集能力13.7萬噸、注入能力20.82萬噸。
未來發(fā)展任重道遠
據(jù)測算，遼河油田理論上具備長期封存所有中石油駐遼企業(yè)排碳能力。不過，“治碳者”們始終保持審慎樂觀。
“目前遼河CCUS-EOR項目仍存在不少亟需解決的卡脖子難題，實現(xiàn)項目規(guī)模推廣任重道遠。”CCUS-EOR項目組組長、開發(fā)部常務副主任馬宏斌表示。
首先是安全問題。“二氧化碳有氣壓，目前防控基礎還不牢固。”開發(fā)部新能源科副科長張雪濤介紹，遼河油藏類型多、斷塊多，封碳能力千差萬別，封閉性評價難度大。
還有技術問題。氣體流速遠高于油，易發(fā)生氣竄情況，降低驅油效率。再有效益問題。目前遼河捕集碳能力較弱，多數(shù)碳源為外購，外購碳價格是自捕碳的3倍以上，導致一些試驗區(qū)塊處于負效益狀態(tài)。
面對難啃的“硬骨頭”，遼河人拿出了非常的實招、硬招。
——開展實驗量化不同巖性封閉能力，通過模擬巖石的應力應變、孔滲變化，量化斷層滑移及蓋層破壞承壓極限，目前已算出雙229油藏蓋層承壓上限。
——鉆研油藏碳庫氣竄產生機制，采用氣油比法、圖版擬合法等，準確判斷氣竄發(fā)生條件，制定有針對性封竄措施。
——采用三維風險差異化辨識技術、典型泄漏場景構建與預測技術等多項技術，研發(fā)氣體泄露預警系統(tǒng)。
——開展低成本碳捕集技術攻關，與中石油駐遼煉化企業(yè)上下游聯(lián)動，輔以總部相關
政策支持，支撐低成本碳源落地。
去年9月份，遼寧省科技廳將遼河油田申報的“二氧化碳驅油與地質體封存協(xié)同調控技術研發(fā)”項目納入省揭榜掛帥項目，給予該項目500萬元的資金支持，支持力度為眾多項目中最大。
“遼河油田CCUS-EOR項目利在當下，功在千秋，我們定當盡全力協(xié)助支持。”省社會發(fā)展科技處處長于丹梅表示。
大道篤行，雖遠必至。“我們將穩(wěn)步推進CCUS-EOR技術理論創(chuàng)新、技術創(chuàng)新、方法創(chuàng)新，做到機理可知、操作可控、效益可行，為國家‘雙碳’目標如期實現(xiàn)貢獻遼河力量！”武毅說。
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