□　文/圖　孫清華

中原油田二氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)躍居國(guó)際先進(jìn)

□文/圖孫清華

中原油田用近10年時(shí)間，蹚出一條高濃度二氧化碳工業(yè)尾氣高效捕集及水驅(qū)廢棄油藏高效益埋存路子。

8月2日，中原油田石油工程技術(shù)研究院博士牛保倫與科研人員聚集在勘探開(kāi)發(fā)研究院三樓會(huì)議室，對(duì)二氧化碳捕集與埋存進(jìn)行封閉式研討。中原油田石油化工總廠煉油廢氣富含二氧化碳。過(guò)去，受技術(shù)條件限制，這些廢氣無(wú)法回收利用，只能排放到大氣中。碳減排是全球性的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，推進(jìn)碳捕集埋存迫在眉睫。單純埋存方式投入大無(wú)收益，效益埋存是符合發(fā)展中國(guó)家國(guó)情的碳減排現(xiàn)實(shí)途徑。中原油田屬封閉性構(gòu)造，既節(jié)約大量前期評(píng)估費(fèi)用和鉆井投資，又提高原油采收率，開(kāi)展效益埋存具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

昔日排空上天，今朝入地變寶

“不能讓廢氣排放到大氣中，一定要把它們封存起來(lái)?！敝性吞锟蒲腥藛T暗暗下定決心。

經(jīng)過(guò)研究攻關(guān)，科研人員發(fā)現(xiàn)煉油廢氣里富含的二氧化碳可以利用。

“隨著油田儲(chǔ)量品位的不斷降低，深層、低滲透油藏占比越來(lái)越高，我們的注水開(kāi)發(fā)難度也越來(lái)越大。而二氧化碳驅(qū)成本低、效益好，前景廣闊，所以我們?cè)诙趸忌献鑫恼?。”中原油田首席專家呼舜興介紹。

在國(guó)外，液態(tài)二氧化碳因極易溶于地下原油而被廣泛應(yīng)用于油氣開(kāi)采。實(shí)踐證明，液態(tài)二氧化碳應(yīng)用于油田開(kāi)發(fā)，有著良好的驅(qū)油效果。每用1噸液態(tài)二氧化碳驅(qū)油劑，可驅(qū)出3噸原油。大港油田、吉林油田已開(kāi)始采用液態(tài)二氧化碳驅(qū)油工藝。

2002年，中原油田按照資源綜合利用的原則，建成年產(chǎn)能力達(dá)2萬(wàn)噸的液態(tài)二氧化碳生產(chǎn)裝置，利用煉油廢氣生產(chǎn)液態(tài)二氧化碳，邁出節(jié)能減排的第一步。

“利用二氧化碳驅(qū)油可謂一箭雙雕。”中原油田勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院提高采收率所所長(zhǎng)聶法健介紹，利用二氧化碳驅(qū)油，不但可以封存二氧化碳，保護(hù)環(huán)境，還可以提高采收率，增加原油產(chǎn)能。與此同時(shí)，應(yīng)用二氧化碳驅(qū)油技術(shù)也為石油化工總廠回收的二氧化碳找到出路。

昔日從煉油煙道中排出的煉油尾氣——二氧化碳，經(jīng)化工總廠回收處理，變成適用于油田三次采油的高效驅(qū)油劑。

2012年，中原油田在進(jìn)行單井試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)始嘗試區(qū)塊二氧化碳驅(qū)油先導(dǎo)試驗(yàn)。隨著試驗(yàn)工作的不斷深入，對(duì)液態(tài)二氧化碳的需求不斷增長(zhǎng)，現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置規(guī)模已無(wú)法滿足需求。目前，石油化工總廠已完成年產(chǎn)10萬(wàn)噸液態(tài)二氧化碳擴(kuò)建工程的可行性研究，項(xiàng)目完成后，將形成每年12萬(wàn)噸液態(tài)二氧化碳生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)煉廠尾氣全部回收利用。

今年4月16日，中原油田石油化工總廠對(duì)10萬(wàn)噸/年二氧化碳回收裝置10個(gè)月來(lái)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，優(yōu)化運(yùn)行，逐一試運(yùn)大型機(jī)組，年產(chǎn)10萬(wàn)噸二氧氣化碳回收裝置正式運(yùn)行。

封存55.3萬(wàn)噸二氧化碳，增油19.5萬(wàn)噸

5月30日，濮1—67井施工現(xiàn)場(chǎng)一派忙碌景象。中原油田采油二廠地質(zhì)研究所所長(zhǎng)程?hào)|風(fēng)帶著科研人員，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，收集數(shù)據(jù)。

目前，中原油田進(jìn)入高含水采油期，二次采油注水開(kāi)發(fā)難度越來(lái)越大，三次采油技術(shù)正成為油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要手段。2006年，中國(guó)石化重點(diǎn)科研項(xiàng)目——低滲透油藏二氧化碳驅(qū)提高采收率先導(dǎo)試驗(yàn)落戶中原油田。據(jù)了解，濮城油田水驅(qū)廢棄油藏已連續(xù)14年綜合含水達(dá)98%以上，水驅(qū)開(kāi)發(fā)已經(jīng)失去經(jīng)濟(jì)價(jià)值。沙一下油藏屬中高滲一類油藏，石油地質(zhì)儲(chǔ)量1135萬(wàn)噸。

工作人員在注入二氧化碳，以提高采收率。

科研人員在沙一下油藏進(jìn)行氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)試驗(yàn)。他們把煉油廠煙道中生成的二氧化碳捕集起來(lái)，作為油田三次采油的驅(qū)油劑，為二氧化碳的回收利用開(kāi)辟了新渠道。經(jīng)過(guò)幾年的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，濮1—1井組收到良好的增油效果。該井對(duì)應(yīng)油井濮1—67井，日產(chǎn)油由措施前的0.6噸增至15.9噸。目前，沙一下油藏運(yùn)用二氧化碳水氣交替驅(qū)技術(shù)完成6個(gè)段塞注入，累計(jì)注入二氧化碳55.3萬(wàn)噸，累計(jì)增油19.5萬(wàn)噸，采收率提高10個(gè)百分點(diǎn)。

“該工藝在整個(gè)濮城油田沙一下油藏推廣后，采收率均提高10個(gè)百分點(diǎn)，預(yù)計(jì)增油50萬(wàn)噸?！甭櫡ń≌f(shuō)。

二氧化碳油田驅(qū)油埋存相比鹽水封存來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)有經(jīng)濟(jì)效益的碳減排埋存方式，中原油田應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)增加原油可采儲(chǔ)量487萬(wàn)噸，近三年新增產(chǎn)值14.5億元，新增利潤(rùn)3.8億元。

該油田“水驅(qū)廢棄油藏二氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)研究”項(xiàng)目，通過(guò)集團(tuán)公司專家組鑒定。專家組認(rèn)為，該成果創(chuàng)新性強(qiáng)，試驗(yàn)效果顯著，在高溫高鹽油藏中具有較大的推廣價(jià)值，成果整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

中原油田建立了水驅(qū)廢棄油藏二氧化碳驅(qū)油埋存基地，推廣到10個(gè)深層低滲油藏，增加原油可采儲(chǔ)量487萬(wàn)噸，埋存量約2671萬(wàn)噸，階段埋存二氧化碳55.3萬(wàn)噸，增油19.5萬(wàn)噸。

牛保倫很看好這個(gè)項(xiàng)目，他認(rèn)為中原油田有4.9億噸地質(zhì)儲(chǔ)量可埋存二氧化碳2.71億噸，增加可采儲(chǔ)量0.5億噸。全國(guó)油田有280億噸地質(zhì)儲(chǔ)量可埋存二氧化碳150億噸，增加可采儲(chǔ)量28億噸。

二氧化碳驅(qū)油的關(guān)鍵問(wèn)題之一是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的二氧化碳源。用于驅(qū)油的二氧化碳來(lái)自天然的二氧化碳?xì)?，也可從工業(yè)設(shè)施如發(fā)電廠、化肥廠、水泥廠、化工廠、煉油廠、天然氣加工廠等排放物中捕集。

更讓牛保倫與科研人員高興的是，中原油田及時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)到二氧化碳埋存和泄漏情況，他們研發(fā)了吸氣剖面測(cè)試儀監(jiān)測(cè)分層注入量，氣體示蹤劑監(jiān)測(cè)二氧化碳流向及速率和遠(yuǎn)程傳輸自動(dòng)報(bào)警的氣體檢測(cè)儀。這三項(xiàng)發(fā)明技術(shù)保證了二氧化碳埋存的安全高效，為二氧化碳安全埋存提供了保障。

撬裝式回注裝置，二次回收注入地下

注入地下的二氧化碳，有50%～60%被永久封存，剩余的40%～50%則隨著油田伴生氣返回地面。如何將溢出的二氧化碳再次封存地下？又一難題擺在了科研人員面前。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，科研人員想出一條妙計(jì)。他們?cè)诰诎惭b一個(gè)裝置，將產(chǎn)出氣體進(jìn)行分離回收，再次把二氧化碳注入地下進(jìn)行封存。于是，濮1-309井井場(chǎng)多出一個(gè)回收裝置。

“這個(gè)裝置能將套管產(chǎn)出氣全部回收。然后，我們?cè)賹?duì)回收氣進(jìn)行分離、除濕、增壓，將返出的二氧化碳重新注入地下進(jìn)行封存。這樣既避免了資源浪費(fèi)，又減少了對(duì)環(huán)境的污染?！辈捎投S工藝研究所副所長(zhǎng)呂栓柱介紹。

“濮1-309井一天就回注了8000多立方米的氣體?！眳嗡ㄖd奮地說(shuō)。就這樣，40%返回地面的氣體又被封存到地下。

中原油田與某公司聯(lián)合，經(jīng)過(guò)七年攻關(guān)，形成了工業(yè)尾氣二氧化碳大規(guī)模高效捕集技術(shù)、二氧化碳全封閉注入技術(shù)、水驅(qū)廢棄油藏效益埋存技術(shù)和二氧化碳埋存監(jiān)測(cè)技術(shù)。

中原油田開(kāi)展二氧化碳效益埋存具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

“還形成了年產(chǎn)近百萬(wàn)噸的工業(yè)尾氣二氧化碳捕集規(guī)模，建成了我國(guó)首個(gè)水驅(qū)廢棄油藏應(yīng)用工業(yè)尾氣二氧化碳效益埋存基地?！迸１愓f(shuō)。

在碳捕集方面，中原油田與心連心深冷能源股份有限公司跨區(qū)域強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，形成了合成氨工業(yè)尾氣二氧化碳大規(guī)模高效捕集技術(shù)，建成了年產(chǎn)50萬(wàn)噸的國(guó)內(nèi)首套熱泵精餾捕集裝置，能耗降低31%，收率提高30個(gè)百分點(diǎn)，捕集生產(chǎn)成本降至145元/噸。此項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施標(biāo)志著大規(guī)模低費(fèi)用二氧化碳捕集是可實(shí)現(xiàn)的，推廣利用價(jià)值高。

不僅如此，中原油田與中原大化等公司聯(lián)合建成了百萬(wàn)噸/年工業(yè)尾氣二氧化碳捕集能力。

一個(gè)個(gè)舉措為二氧化碳驅(qū)鋪平道路。

隨著二氧化碳驅(qū)規(guī)模的擴(kuò)大，二氧化碳的需求量也越來(lái)越大。中原油田與心連心集團(tuán)簽訂每年訂購(gòu)10萬(wàn)噸二氧化碳合作協(xié)議，還與中原大化、東明煉廠等企業(yè)進(jìn)行戰(zhàn)略協(xié)商。

一個(gè)個(gè)難題被他們解決，二氧化碳驅(qū)油正在快馬加鞭，中原油田科研工作者堅(jiān)信不久將看到二氧化碳驅(qū)的作為。通過(guò)原油伴生氣二氧化碳捕集純化工藝，可將伴生氣中的二氧化碳回收，就地回注驅(qū)油，進(jìn)一步降低二氧化碳驅(qū)油成本。

（作者單位：中原油田）