胜利油田:推动二氧化碳驱油行稳致远

本报记者 徐永国 于 佳 王维东

8月25日,在齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目正式投产当日,胜利油田驾驶员李华雷驾驶着二氧化碳运输车,像往常一样往返于淄博市临淄区与高青县。齐鲁石化煤制气装置尾气中的二氧化碳经捕集纯化,运输至胜利油田,注入地下3000米深的油藏。让李华雷感到不可思议的是,从齐鲁石化拉的这些液态二氧化碳,被注入高青的地下后,抽出来的却是石油。

CCUS是实现大规模碳减排的关键技术之一。2021年,习近平总书记在视察胜利油田时,对CCUS技术给予充分肯定,并强调要集中资源攻克关键核心技术,加快清洁高效开发利用,提升能源供给质量、利用效率和减碳水平。

胜利油田实施一把手工程,油田领导挂帅,成立CCUS建设项目组,下设五大项目组,开展CCUS全链条技术研发和应用示范,形成了全链条一体化的项目管理模式。他们创新突破低浓度二氧化碳捕集储输等一系列关键核心技术,建设国内最大的百万吨规模CCUS全产业链示范工程,为CCUS技术产业化应用提供支撑。

“胜利油田主动融入并服务黄河流域生态保护和高质量发展国家战略,加快培育CCS和CCUS产业,依托齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目,形成系统完备的脱碳产业体系,消纳用户、区域社会碳排放,争当‘双碳’目标的引领者。”胜利石油管理局有限公司党委书记、胜利油田分公司代表牛栓文表示。

二氧化碳驱替原油的“魔术”

注入二氧化碳,采出石油。这种置换,超出了很多人的认知。胜利油田勘探开发研究院首席专家兼气驱实验室经理张传宝曾无数次面对疑惑的眼神。

在胜利油田勘探开发研究院,张传宝指着一台相态分析仪说:“上半部分白色的是二氧化碳,下半部分黑色的是原油。”二氧化碳注入地下后,原油中的轻质组分抽提到二氧化碳中,使二氧化碳中的轻质组分变得越来越多,最终和原油混为一体,也就是混相。混相能大幅降低原油黏度,增加油的流动性和地层能量,提高产量。

相态分析仪北侧的另一台设备——长岩芯实验设备,显示二氧化碳是怎么驱替原油的。实验室有两台实验设备,不仅可以模拟不同压力和温度条件下二氧化碳驱油效果,还能模拟怎样通过改变压力实现混相,同时计算二氧化碳在地层中的封存情况。

张传宝介绍,这套设备是胜利油田自主研发的国际上最长的岩芯物理模拟装置,它解决了“矿场注采参数怎么优化、哪种开发方式效果更好”的问题。胜利油田的原油轻质组分含量低,压力要达到30兆帕才能混相。要想实现二氧化碳驱油与封存的规模化应用,必须攻克这个技术难题。

憋了三年的试验

高青油区曾进行了一次长达三年的试验。回想起用三年多时间注一口井的日子,该油田勘探开发研究院气驱实验室党支部书记李友全仍激动不已。接到二氧化碳混相驱试井通知是2013年2月,试验成功却到了2016年12月。

室内实验中,当压力达到一定条件时,二氧化碳和原油就能像水和酒精一样融在一起。但走出实验室,矿场试验比想象的更难。

如何把这么多二氧化碳注入地下?集团公司高级专家兼胜利油田CCUS项目部经理陈军带领团队自己动手,研制了国内首套低温液态储罐。

2013年,李友全所在的试井团队在高青县境内的樊142-7-斜4井组(6口油井、1口注气井)展开试验。他们关闭6口油井,从注气井源源不断地注入二氧化碳。那段时间,团队一直在井口24小时值守,吃住都在车上。注气、监测了两年后,团队发现井下的二氧化碳和石油终于实现了混相,大家都很激动。可没想到的是,一开井却没有收到预期效果。

“接着闷!不达到40兆帕,坚决不开井!”在今天看来,这句话说起来很简单,但李友全他们当时下了很大的决心。2016年12月,在注入1.9万吨二氧化碳后,油井地层压力终于升至40兆帕。“开井!”油井自喷生产,单井日产油量大幅上升,并稳产了两年。

这个进行了三年的试验,坚定了胜利油田推广二氧化碳驱油的信心。他们先后在6个低渗透油藏区块开展矿场先导试验。目前,CCUS项目已投产15座注气站,胜利发电厂百万吨二氧化碳捕集工程建设在即;预计到2025年,胜利油田二氧化碳年注入能力将达到300万吨。

国内首条二氧化碳长距离管道

胜利油田专门购买57台液态二氧化碳拉运车,用于二氧化碳运输。液态二氧化碳的汽运成本并不低,而管道输送的成本至少能减少一半。就在李华雷每天往返临淄与高青的沿途,一条输气管道正在紧锣密鼓地建设。

这条专门为该项目而建的管道,从齐鲁石化到高青末站,再通过36公里长的支线送到15个注入站,全长80公里。陈军介绍,经过对比分析,密相二氧化碳更加符合管道输送的实际。

所谓密相,是指高压常温下的液态二氧化碳。齐鲁石化捕集的二氧化碳,增加温度和压力便可转化为密相液态二氧化碳,即可达到输送的条件。他们牵手中国航天集团展开联合攻关,研制国内首套密相注入设备,为二氧化碳长距离管道密相输送提供技术支撑。

到时,胜利油田会实现罐车运输和管道输送二氧化碳“双流程”。

信息来源:中国石化报
2022-08-29