二氧化碳变为宝 驱动石油产出来(硬核科技背后的创新故事)(2)

光山新闻网 采集侠 2024-08-05 07:07:02
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  破解混相压力值这个关键难题后,二氧化碳与孔隙中的原油成功互溶,原油充分流动起来,区块内石油产量大大提升。由此,“二氧化碳高压混相驱”技术形成,并取得矿场应用突破,成功打开了CCUS技术“大门”。

  打通应用堵点——

  实现二氧化碳全密闭高效注入

  试验数据显示,二氧化碳驱油效率比常规水驱高40%,可提高石油采收率7至20个百分点。但从先导试验走向规模化应用,并不容易。

  “到底怎么把二氧化碳安全高效注入地下?”在胜利油田CCUS项目部建设保障部高级主管赵铁军看来,这是阻碍应用的难点。在原有的注入模式下,随着压力和温度的变化,液化的二氧化碳中有20%—30%会变成气态,悄悄“溜走”,降低了封存效率。

  能否研发一套设备,避免二氧化碳“溜走”?翻文献、询专家、蹲现场……赵铁军与团队反复修改设计方案,一次次建模、桌演、优化,攻克二氧化碳全密闭高效注入技术难关。

  在正理庄油田生产区,有一台具有完全自主知识产权的模块化、自动化、标准化二氧化碳全密闭高效注入装置,装置旁布设着几条白色管路,上面标记着“回流”“压力”等。

  “通过增设回流遇冷管路和高压气液分离装置,让‘溜走’的二氧化碳进入装置,液化后可再次注入,实现了二氧化碳全密闭高效注入。”胜利油田CCUS项目部经理于法珍介绍。

  二氧化碳实现高效注入,除了密闭,计量也是关键,向井下注二氧化碳时,得精准把控注入量。2018年,赵铁军曾到多个油田调研,发现CCUS技术推广应用时,质量计量技术迟迟难以突破,若是从国外购置高压精确流量计,支出不菲。

  怎么给二氧化碳注入装备安上“眼睛”?有一天,赵铁军给侄子辅导物理作业,正好讲到了质量与密度的计算方法。“能不能用密度和体积换算,得出二氧化碳的质量?”赵铁军灵光一现。

  半年时间里,赵铁军与团队现场测取了上万组数据,采集不同压力下的二氧化碳密度,创新制作出最高压力为40兆帕的密度图版,再将二氧化碳集成到体积流量计中,从而精确计算出二氧化碳的质量。

  规模化应用中,难题被一道道攻克:针对不同的气窜通道,研发形成相应的封堵技术;实施采出气液全程密闭集输与处理工艺,将采出液中的二氧化碳回收,进行二次驱油与封存……封存率一次能到60%—70%,通过多次捕集、再注入,地下油藏就能成为完全封存二氧化碳的“保险箱”。

  这些丰富的工程实践经验,为CCUS项目建设提供技术标准。2022年,中国石化“齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS项目”正式注气运行,标志着我国CCUS产业开始进入技术示范中后段——成熟的商业化运营。

  补强产业链条——

  建二氧化碳专属“地铁”

  “工程覆盖低渗透油藏储量2500多万吨,按照计划,未来15年要向油田注入二氧化碳1000万吨。”胜利油田机械设备高级专家丛岩说。

  上千万吨的二氧化碳从哪来?“在齐鲁石化第二化肥厂,煤气化装置排放的二氧化碳尾气属于优质的二氧化碳资源,性能稳定,纯度高达90%。”丛岩介绍,齐鲁石化通过液化提纯技术,回收煤气化装置尾气中的二氧化碳,更加节能。

  接着,二氧化碳要经历“长途跋涉”,输送至百公里外的正理庄油田生产区。怎样确保远距离运输全程安全高效?

  “起初用罐车,不环保,效率也低。”丛岩说,于是,他们想到为二氧化碳建一条专属“地铁”——二氧化碳运输管道。