中原油田二氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)躍居國際先進

□　文/圖　孫清華

中原油田二氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)躍居國際先進

□文/圖孫清華

中原油田用近10年時間，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發(fā)研究院三樓會議室，對二氧化碳捕集與埋存進行封閉式研討。中原油田石油化工總廠煉油廢氣富含二氧化碳。過去，受技術(shù)條件限制，這些廢氣無法回收利用，只能排放到大氣中。碳減排是全球性的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，推進碳捕集埋存迫在眉睫。單純埋存方式投入大無收益，效益埋存是符合發(fā)展中國家國情的碳減排現(xiàn)實途徑。中原油田屬封閉性構(gòu)造，既節(jié)約大量前期評估費用和鉆井投資，又提高原油采收率，開展效益埋存具有得天獨厚的優(yōu)勢。

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。”中原油田科研人員暗暗下定決心。

經(jīng)過研究攻關(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。

“隨著油田儲量品位的不斷降低，深層、低滲透油藏占比越來越高，我們的注水開發(fā)難度也越來越大。而二氧化碳驅(qū)成本低、效益好，前景廣闊，所以我們在二氧化碳上做文章?！敝性吞锸紫瘜＜液羲磁d介紹。

在國外，液態(tài)二氧化碳因極易溶于地下原油而被廣泛應(yīng)用于油氣開采。實踐證明，液態(tài)二氧化碳應(yīng)用于油田開發(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2萬噸的液態(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?！敝性吞锟碧介_發(fā)科學(xué)研究院提高采收率所所長聶法健介紹，利用二氧化碳驅(qū)油，不但可以封存二氧化碳，保護環(huán)境，還可以提高采收率，增加原油產(chǎn)能。與此同時，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，中原油田在進行單井試驗的基礎(chǔ)上，開始嘗試區(qū)塊二氧化碳驅(qū)油先導(dǎo)試驗。隨著試驗工作的不斷深入，對液態(tài)二氧化碳的需求不斷增長，現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置規(guī)模已無法滿足需求。目前，石油化工總廠已完成年產(chǎn)10萬噸液態(tài)二氧化碳擴建工程的可行性研究，項目完成后，將形成每年12萬噸液態(tài)二氧化碳生產(chǎn)能力，實現(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10萬噸/年二氧化碳回收裝置10個月來的運行參數(shù)進行分析，優(yōu)化運行，逐一試運大型機組，年產(chǎn)10萬噸二氧氣化碳回收裝置正式運行。

封存55.3萬噸二氧化碳，增油19.5萬噸

5月30日，濮1—67井施工現(xiàn)場一派忙碌景象。中原油田采油二廠地質(zhì)研究所所長程東風(fēng)帶著科研人員，在施工現(xiàn)場進行測試，收集數(shù)據(jù)。

目前，中原油田進入高含水采油期，二次采油注水開發(fā)難度越來越大，三次采油技術(shù)正成為油田增儲上產(chǎn)的重要手段。2006年，中國石化重點科研項目——低滲透油藏二氧化碳驅(qū)提高采收率先導(dǎo)試驗落戶中原油田。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98%以上，水驅(qū)開發(fā)已經(jīng)失去經(jīng)濟價值。沙一下油藏屬中高滲一類油藏，石油地質(zhì)儲量1135萬噸。

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行氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)試驗。他們把煉油廠煙道中生成的二氧化碳捕集起來，作為油田三次采油的驅(qū)油劑，為二氧化碳的回收利用開辟了新渠道。經(jīng)過幾年的現(xiàn)場試驗，濮1—1井組收到良好的增油效果。該井對應(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，沙一下油藏運用二氧化碳水氣交替驅(qū)技術(shù)完成6個段塞注入，累計注入二氧化碳55.3萬噸，累計增油19.5萬噸，采收率提高10個百分點。

“該工藝在整個濮城油田沙一下油藏推廣后，采收率均提高10個百分點，預(yù)計增油50萬噸?！甭櫡ń≌f。

二氧化碳油田驅(qū)油埋存相比鹽水封存來說是一項有經(jīng)濟效益的碳減排埋存方式，中原油田應(yīng)用這項技術(shù)增加原油可采儲量487萬噸，近三年新增產(chǎn)值14.5億元，新增利潤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”項目，通過集團公司專家組鑒定。專家組認為，該成果創(chuàng)新性強，試驗效果顯著，在高溫高鹽油藏中具有較大的推廣價值，成果整體達到國際先進水平。

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個深層低滲油藏，增加原油可采儲量487萬噸，埋存量約2671萬噸，階段埋存二氧化碳55.3萬噸，增油19.5萬噸。

牛保倫很看好這個項目，他認為中原油田有4.9億噸地質(zhì)儲量可埋存二氧化碳2.71億噸，增加可采儲量0.5億噸。全國油田有280億噸地質(zhì)儲量可埋存二氧化碳150億噸，增加可采儲量28億噸。

二氧化碳驅(qū)油的關(guān)鍵問題之一是經(jīng)濟實惠的二氧化碳源。用于驅(qū)油的二氧化碳來自天然的二氧化碳氣，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，中原油田及時準(zhǔn)確檢測到二氧化碳埋存和泄漏情況，他們研發(fā)了吸氣剖面測試儀監(jiān)測分層注入量，氣體示蹤劑監(jiān)測二氧化碳流向及速率和遠程傳輸自動報警的氣體檢測儀。這三項發(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)過多次試驗，科研人員想出一條妙計。他們在井口安裝一個裝置，將產(chǎn)出氣體進行分離回收，再次把二氧化碳注入地下進行封存。于是，濮1-309井井場多出一個回收裝置。

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

“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。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)測技術(shù)。

中原油田開展二氧化碳效益埋存具有得天獨厚的優(yōu)勢。

“還形成了年產(chǎn)近百萬噸的工業(yè)尾氣二氧化碳捕集規(guī)模，建成了我國首個水驅(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。

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)域強強聯(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)50萬噸的國內(nèi)首套熱泵精餾捕集裝置，能耗降低31%，收率提高30個百分點，捕集生產(chǎn)成本降至145元/噸。此項技術(shù)的實施標(biāo)志著大規(guī)模低費用二氧化碳捕集是可實現(xiàn)的，推廣利用價值高。

不僅如此，中原油田與中原大化等公司聯(lián)合建成了百萬噸/年工業(yè)尾氣二氧化碳捕集能力。

一個個舉措為二氧化碳驅(qū)鋪平道路。

隨著二氧化碳驅(qū)規(guī)模的擴大，二氧化碳的需求量也越來越大。中原油田與心連心集團簽訂每年訂購10萬噸二氧化碳合作協(xié)議，還與中原大化、東明煉廠等企業(yè)進行戰(zhàn)略協(xié)商。

一個個難題被他們解決，二氧化碳驅(qū)油正在快馬加鞭，中原油田科研工作者堅信不久將看到二氧化碳驅(qū)的作為。通過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，進一步降低二氧化碳驅(qū)油成本。

（作者單位：中原油田）