遼河油田實(shí)施CCUS-EOR（二氧化碳捕集埋存與提高采收率）項(xiàng)目?jī)赡甓鄟?lái)，累注碳15萬(wàn)噸，增油2.1萬(wàn)噸，超額完成階段任務(wù)目標(biāo)，注碳規(guī)模和采油規(guī)模均為集團(tuán)公司六個(gè)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)之首。在日前召開(kāi)的中國(guó)石油CCUS/CCS業(yè)務(wù)發(fā)展工作推進(jìn)會(huì)上，集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)遼河CCUS-EOR項(xiàng)目成績(jī)給予肯定。

在“雙碳”背景下，遼河油田積極推進(jìn)CCUS-EOR業(yè)務(wù)發(fā)展，完成了“從無(wú)到有、從概念到現(xiàn)場(chǎng)”的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)遼寧省碳減排發(fā)展戰(zhàn)略和油田產(chǎn)油增效“雙贏”。

心懷“國(guó)之大者”，以務(wù)實(shí)之舉植造“地下森林”

2023年12月15日，油田公司第一座儲(chǔ)碳庫(kù)雙229塊CCUS循環(huán)注入站試運(yùn)成功。從“零經(jīng)驗(yàn)”“零基礎(chǔ)”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(lái)，遼河油田一直朝著打造中石油首批CCUS-EOR示范區(qū)目標(biāo)努力前行。

“遼河油田碳排量大，遼寧也是排碳大省，減碳任務(wù)艱巨。遼河油田規(guī)劃儲(chǔ)碳庫(kù)戰(zhàn)略工程，基于良好的基礎(chǔ)條件，更是國(guó)家‘雙碳’戰(zhàn)略發(fā)展的迫切需求。”油田公司企業(yè)首席專(zhuān)家武毅表示。

遼河近些年新區(qū)新增地質(zhì)儲(chǔ)量中，致密油、頁(yè)巖油等特殊巖性油藏占比達(dá)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(shí)二氧化碳有顯著的驅(qū)油和補(bǔ)能效果，還具有良好的降黏作用。

據(jù)估測(cè)，遼河本土適用于CCUS應(yīng)用潛力區(qū)塊有262個(gè)，碳存能力達(dá)到兩億多噸，是一個(gè)天然的“大存碳庫(kù)”。

遼河人有豐富的非烴類(lèi)氣驅(qū)和氣庫(kù)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，這給實(shí)施CCUS-EOR項(xiàng)目增添底氣。2021年7月，遼河油田啟動(dòng)CCUS-EOR先導(dǎo)試驗(yàn)，成立由領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家及技術(shù)人員組成的近40人的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。

相比其他油田，遼河油田具有油藏類(lèi)型多、分布點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)?？蒲腥藳Q定走CCUS-EOR技術(shù)與遼河油藏實(shí)際相結(jié)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(kāi)展先導(dǎo)試驗(yàn)，兩年來(lái)累計(jì)埋存碳1.09萬(wàn)噸，年產(chǎn)油氣當(dāng)量3.26萬(wàn)噸。

在此基礎(chǔ)上，科研人探索CCUS-EOR試驗(yàn)由低滲油藏向多類(lèi)型油藏拓展，由稀油油藏向稠油油藏拓展，開(kāi)辟杜古潛山、齊131區(qū)塊高傾角砂巖油藏等多個(gè)試驗(yàn)區(qū)塊，提高采收率18%。

“油藏在CCUS-EOR技術(shù)下可以吸碳增油，未來(lái)枯竭也能發(fā)揮存碳作用?！毖芯吭阂患?jí)工程師梁飛表示，遼河油藏到2026年可埋存二氧化碳10萬(wàn)噸，相當(dāng)于一片種植95萬(wàn)棵樹(shù)的萬(wàn)畝“地下森林”。

從“跟跑”到“部分領(lǐng)跑”

氣液分離器、脫烴器、捕碳器、儲(chǔ)罐緊密銜接，注入泵房里6個(gè)活塞高速運(yùn)行提供強(qiáng)大動(dòng)能，11口注入井采油樹(shù)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(xiàng)條件?！彪p229塊循環(huán)注入站站長(zhǎng)王志朋介紹道，尖端技術(shù)“熔于一爐”，體現(xiàn)大油田綜合科技實(shí)力。

歷經(jīng)兩年多的研發(fā)，如今這個(gè)系統(tǒng)擁有7項(xiàng)核心技術(shù)、上萬(wàn)個(gè)協(xié)同工作的零部件。

據(jù)采油工藝研究院CCUS-EOR項(xiàng)目室主任欒睿智介紹，遼河油田是目前國(guó)內(nèi)CCUS項(xiàng)目油藏埋藏最深和類(lèi)型最多的油田，這意味著有的問(wèn)題國(guó)內(nèi)尚無(wú)對(duì)策，必須自己解決。

遼河人聯(lián)合大連理工大學(xué)等多所高校數(shù)十名專(zhuān)家教授，打破專(zhuān)業(yè)界限及組織界限，實(shí)現(xiàn)人才、物資、技術(shù)、信息“四個(gè)共享”，建立“大兵團(tuán)”作戰(zhàn)攻關(guān)模式。

系統(tǒng)注入的首個(gè)目的層雙229塊沙一段深度達(dá)3500米以上，滲透率低且水敏性強(qiáng)，要求注入工藝必須是耐高溫和承高壓，其中耐壓指標(biāo)計(jì)劃達(dá)到40兆帕，是吉林油田試驗(yàn)井的兩倍。

對(duì)此，科研人評(píng)價(jià)各類(lèi)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(yàn)8井次，攻關(guān)后，工藝耐壓和耐溫指標(biāo)比計(jì)劃分別提升了75%和80%，位于國(guó)內(nèi)前列。

“相對(duì)于攻關(guān)耐溫耐壓技術(shù)，攻克井筒腐蝕難題是最關(guān)鍵的?！睓桀Ｖ墙榻B，注入地層中的二氧化碳一旦遇水會(huì)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(méi)有防控一年內(nèi)可將井筒腐蝕成碎片。

科研人很早就注意到了這個(gè)問(wèn)題，“如果在井筒表面鍍一層保護(hù)膜，將酸液和井筒隔離開(kāi)，就能根治腐蝕難題。”他們根據(jù)酸液成份和井筒材質(zhì)，研發(fā)出化學(xué)藥劑季銨鹽，實(shí)現(xiàn)井筒腐蝕速率減緩99%以上。

二氧化碳超臨界注入和調(diào)控、二氧化碳受效關(guān)系……兩年來(lái)，遼河人逐步攻破研究路上的瓶頸問(wèn)題，目前建成投運(yùn)三個(gè)碳捕集裝置和一個(gè)循環(huán)注入裝置，具備年捕集能力13.7萬(wàn)噸、注入能力20.82萬(wàn)噸。

未來(lái)發(fā)展任重道遠(yuǎn)

據(jù)測(cè)算，遼河油田理論上具備長(zhǎng)期封存所有中石油駐遼企業(yè)排碳能力。不過(guò)，“治碳者”們始終保持審慎樂(lè)觀。

“目前遼河CCUS-EOR項(xiàng)目仍存在不少亟需解決的卡脖子難題，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目規(guī)模推廣任重道遠(yuǎn)。”CCUS-EOR項(xiàng)目組組長(zhǎng)、開(kāi)發(fā)部常務(wù)副主任馬宏斌表示。

首先是安全問(wèn)題。“二氧化碳有氣壓，目前防控基礎(chǔ)還不牢固?！遍_(kāi)發(fā)部新能源科副科長(zhǎng)張雪濤介紹，遼河油藏類(lèi)型多、斷塊多，封碳能力千差萬(wàn)別，封閉性評(píng)價(jià)難度大。

還有技術(shù)問(wèn)題。氣體流速遠(yuǎn)高于油，易發(fā)生氣竄情況，降低驅(qū)油效率。再有效益問(wèn)題。目前遼河捕集碳能力較弱，多數(shù)碳源為外購(gòu)，外購(gòu)碳價(jià)格是自捕碳的3倍以上，導(dǎo)致一些試驗(yàn)區(qū)塊處于負(fù)效益狀態(tài)。

面對(duì)難啃的“硬骨頭”，遼河人拿出了非常的實(shí)招、硬招。

——開(kāi)展實(shí)驗(yàn)量化不同巖性封閉能力，通過(guò)模擬巖石的應(yīng)力應(yīng)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(kù)氣竄產(chǎn)生機(jī)制，采用氣油比法、圖版擬合法等，準(zhǔn)確判斷氣竄發(fā)生條件，制定有針對(duì)性封竄措施。

——采用三維風(fēng)險(xiǎn)差異化辨識(shí)技術(shù)、典型泄漏場(chǎng)景構(gòu)建與預(yù)測(cè)技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)，研發(fā)氣體泄露預(yù)警系統(tǒng)。

——開(kāi)展低成本碳捕集技術(shù)攻關(guān)，與中石油駐遼煉化企業(yè)上下游聯(lián)動(dòng)，輔以總部相關(guān)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(bào)的“二氧化碳驅(qū)油與地質(zhì)體封存協(xié)同調(diào)控技術(shù)研發(fā)”項(xiàng)目納入省揭榜掛帥項(xiàng)目，給予該項(xiàng)目500萬(wàn)元的資金支持，支持力度為眾多項(xiàng)目中最大。

“遼河油田CCUS-EOR項(xiàng)目利在當(dāng)下，功在千秋，我們定當(dāng)盡全力協(xié)助支持?！笔∩鐣?huì)發(fā)展科技處處長(zhǎng)于丹梅表示。

大道篤行，雖遠(yuǎn)必至?！拔覀儗⒎€(wěn)步推進(jìn)CCUS-EOR技術(shù)理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、方法創(chuàng)新，做到機(jī)理可知、操作可控、效益可行，為國(guó)家‘雙碳’目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)遼河力量！”武毅說(shuō)。