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大港油田二氧化碳增产技术助力绿色发展走笔
2021-11-09 09:39:02 字体: [大] [中] [小] 打印

    827日,大港油田确定2022年碳捕集、吞驱利用与封存工程年度方案,将立足“提采增效、减碳增产”高质量发展主题,着力打造百万吨级碳捕集、吞驱利用与封存全流程产业化模式。

面对国家新发展阶段所提出的一系列新要求、新部署,大港油田应用二氧化碳吞吐技术助推夺油上产。截至目前,大港油田今年打造6个二氧化碳采油开发示范区,完成82井次,注入二氧化碳4.5万吨,封存2万吨,增油5万吨以上。 

理念创新实现“变废为宝”

  利用油藏地质体封存以工业排放废气为主的二氧化碳,并利用超临界态二氧化碳兼具改善原油流动性、注入能力强等优点提高原油采收率,是“一石二鸟”之举。

  作为开发超过50年的老油田,大港油田已开发的普通稠油油藏普遍面临单井产量低、含水率高、开发效果差等问题,大量低产低效井无法通过常规技术措施实现有效增产。新探明特稠油油藏面临地层渗流难、井筒管流难的问题,采用常规技术无法实现有效动用。提高稠油油藏开发水平,急需改变开发方式。

  自2018年起,大港油田开展二氧化碳吞吐技术先导试验,将二氧化碳溶于稠油,使原油黏度大幅降低、体积膨胀增加弹性驱动能、提高原油流动性能并改善油水流度比,同时还能在一定程度上解除近井地带沉积的胶质沥青质等重质组分的堵塞,能有效改善稠油井低产低效的生产现状。此举将稠油油藏这样的难动用储量变为优质储量的同时,实现了二氧化碳的地质封存,将“上天为害”转变为“入地为宝”。

  4年来,大港油田从2018年板60-43井、板60-45H井二氧化碳吞吐技术先导试验,到2019年实施11井次的扩大推广试验,再到2020年至今235井次的规模化推广应用,二氧化碳吞吐技术在大港油田取得显著成效。

  截至目前,大港油田累计实施二氧化碳吞吐250余井次,综合利用二氧化碳近10万吨,阶段累计增油13.7万吨,阶段换油率超过1.4,相当于注入1吨的二氧化碳,采出1.4吨原油,实现“变废为宝”。 

技术创新实现绿色驱油

  二氧化碳吞吐技术作为系统性复杂项目,需要围绕油藏工程、采油工程、地面工程、安全环保等重点,全方位落实各项未知因素。工欲善其事,必先利其器。如何集中优势力量进行技术创新?

  大港油田第一时间组建由首席技术专家领衔的多专业、多单位协同研究团队,开发处负责全面协调组织,采油工艺研究院负责整体技术支撑,油气生产单位负责现场实施组织,滨港公司负责注碳施工。经过近4年的探索与攻关,形成了“精准选藏选井、精细参数设计、精控安全措施、精算效果效益”工作法,打造出具有大港油田特色的二氧化碳吞吐进攻性增产技术,推进二氧化碳增产技术逐步由单井措施向区块整体提高采收率拓展。

  采油工艺研究院和油气生产单位通力合作,凝才聚智促创新,科研与实践互补,成立以院厂主管领导、专家及技术骨干为主的二氧化碳吞吐联合攻关小组,快速筹建二氧化碳采油实验室,认清了稠油二氧化碳吞吐机理,并通过院厂联合课题、专家对口支撑等多元化模式,强化技术攻关及实施,确保二氧化碳吞吐技术在稠油增产行动中发挥重要作用。

  滨港公司勇挑重担,快速组建井筒保护液等产品研发、监测检测和现场技术服务三支队伍,采取“走出去、引进来”方式,开展跨区域、跨单位、跨专业交流学习。通过技术指导、理论授课、现场教学、网络交流等方式,全面提升了专业操作团队的整体水平,成为大港油田二氧化碳增产技术攻关团队的重要保障力量。

  在二氧化碳吞吐技术逐步实现规模应用的同时,协同研究团队积极开展深层低渗油藏二氧化碳驱与埋存产业化模式的研究,形成了一套具备现场实施条件的碳捕获、利用、封存与提高采收率技术体系。通过不断完善对碳捕获、利用、封存与提高采收率技术的认识,持续优化配套工艺,今年4月,叶21断块正式实施二氧化碳混相驱井组试验并实现增油降水,标志着大港油田特色碳捕获、利用、封存与提高采收率关键工艺技术体系初步形成。利用已研究形成的19参数法碳捕获、利用、封存与提高采收率潜力评价模型,以及配套政策的不断完善,到2030年二氧化碳驱覆盖地质储量可累积形成约70万吨原油产能,预计可埋存二氧化碳1000万吨。 

工艺创新建成“捕碳”平台

  针对生产过程中腐蚀环节多、腐蚀工况复杂多变、出现“腐蚀链”特征的情况,研究团队开展二氧化碳腐蚀影响因素及规律研究,掌握了二氧化碳分压、温度、含水、流速、相态等因素对腐蚀速率的影响,开发出具有自主知识产权的抗二氧化碳腐蚀专用缓蚀剂系列产品。这些产品可吸附在管道设备表面,形成保护膜,隔绝井筒液。经过现场试验,缓蚀率达80%以上。同时,配套开发出段塞式、连续式加药工艺,满足不同井况加药需求;建立地面、井筒的全流程腐蚀监测手段,形成了全流程二氧化碳防腐监测及防护技术。

  依据全油区地面环境、注入压力、注入量等要求配套专业设备,单套设备最高日注100吨,碳源日保障能力600吨,可满足多种井况、不同油藏条件的作业需求。同时,设计二氧化碳注入升温加热系统,泵后加热,可实现零下17摄氏度的液体二氧化碳最高升温至零摄氏度左右,有效防止井口冻堵,确保安全生产;搭建自动化信息监控系统,手机APP终端可随时查阅施工数据、监控现场生产情况;研发消音降噪放喷工艺,实现放喷过程控制,噪声从90分贝以上降低到50分贝左右,实现了安全管理规范化、操作实施标准化,确保二氧化碳措施作业施工安全。

  二氧化碳被注入油层后,约有50%60%被永久封存于地下,剩余的则随着油田伴生气返回地面。为促进二氧化碳技术的可持续发展,滨港公司开发出二氧化碳吞吐产出气分离、回收及回注工艺。该技术可将产出气中天然气、二氧化碳组分提纯至90%以上,天然气回收率达95%,再通过“液化回收”工艺回收二氧化碳组分,实现二氧化碳尾气零外排。该技术的使用,每年可减少210万立方米的二氧化碳排放。同时,作为二氧化碳技术的循环闭合点,大港油田首套具有自主知识产权的“碳捕获”技术装置,荣获2021年“共筑梦想、创赢未来”绿色产业创新创业大赛天津赛区复赛企业组第一名。应用该技术装置,可实现二氧化碳的闭环管理,并有力支撑二氧化碳增产技术向能源与环境双赢循环经济模式延展。​

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