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致密气藏CCUS先导试验取得进展 埋入二氧化碳 换取更多能源

2024-06-05 09:54:43 科技日报   作者: 史俊斌 杨承欣 张泉  
 


图为延安气田致密气藏二氧化碳驱气与封存先导试验项目。 受访单位供图

【碳捕手成长记】

近日,全球首个针对致密气藏的二氧化碳驱气与封存先导试验项目——延安气田致密气藏二氧化碳驱气与封存先导试验项目成功注入二氧化碳超2万吨。项目由陕西延长石油(集团)有限责任公司(以下简称延长石油集团)组织实施。通过模型预测,此技术可提升气田采收率5至10个百分点,百亿方大气田稳产期可延长5至8年。资料显示,2万吨二氧化碳相当于170万棵树一年吸收的二氧化碳量。

盘活低效资产

延长石油集团首席科学家、总地质师王香增介绍,二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)技术作为一项有望实现化石能源大规模低碳利用的新兴技术,是我国未来减少二氧化碳排放、保障能源安全和实现可持续发展的重要手段。2018年更新的《中国碳捕集、利用与封存(CCUS)技术发展路线图研究》提出,构建低成本、低能耗、安全可靠的CCUS技术体系和产业集群,为化石能源低碳化利用提供技术选择,为应对气候变化和经济社会可持续发展提供技术保障和支撑。

CCUS的主要技术包括二氧化碳地质封存与驱油技术、二氧化碳地质封存与驱气技术、二氧化碳驱替煤层气技术等。其中,二氧化碳地质封存与驱气技术是将二氧化碳注入气藏底部,通过恢复地层压力,将无法开采的残存天然气驱替出来以提高采收率。同时将二氧化碳封存于枯竭气藏中,实现减排目的。

记者了解到,气藏的最终平均采收率为65%,约为油藏的2倍。同时,天然气的压缩性是原油或地层水的30倍。因此在相同的烃类孔隙体积下,气藏可以比油藏埋存更多二氧化碳。此外,致密气藏的部分气井因储层致密而低产低效。如果在这类气井内实现二氧化碳封存,可盘活低效资产,在碳交易背景之下,探索出一条减碳新途径。在国际范围内,匈牙利、荷兰、澳大利亚及德国先后开展了低渗、中高渗气藏二氧化碳封存及驱气的试验性项目。从实施结果看,天然气藏不仅可以实现二氧化碳地质封存,还能够不同程度地增加天然气产量。

创新计算模型

延长石油集团负责开发的延安气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部,是典型的低渗致密岩性气藏,具有构造稳定、储层致密、单井产量低、自然递减快、采收率偏低等特点。王香增告诉记者,延安气田致密气藏二氧化碳驱气技术的创新实践,将为致密气藏提高采收率及二氧化碳地质封存提供理论支撑,为制造业与采掘业协同绿色低碳发展提供有效路径,使我国在绿色能源领域的国际竞争中赢得先机。

近年来,延长石油集团科研人员立足致密气藏二氧化碳驱气效率和工程设计实际应用需求,通过改进现有驱替效率表征方法,研究主控因素的物理—化学—力学性质与二氧化碳相互影响机制,动态评价不同阶段下致密气藏的驱气能力,提出了“低渗致密气藏二氧化碳驱气效率的动态表征方法”模型。同时针对致密气藏非均质性较强等难点,创新提出“低渗致密气藏三维精细数值模型高效计算方案”。

记者了解到,上述模型和计算方案具备广泛实用性,有效降低了致密气藏进行二氧化碳地质封存潜力估计的不确定性。在此基础上,科研人员制定了地面工程—井下工程—注入制度—安全监测等全流程注入方案。目前已累计注入二氧化碳2.14万吨,取得了致密气藏二氧化碳“能注入,不气串”的初步认识。

未来,为进一步提高二氧化碳对致密气藏储层的利用率,提高天然气采收率,实现延安气田降本增效开发与高效安全封存,科研人员将对致密气藏二氧化碳赋存状态及演化规律、二氧化碳运移规律、二氧化碳封存机理与潜力预测、二氧化碳埋存安全性评价等进行攻关。

近年来,延长石油集团紧盯“双碳”目标,充分发挥煤油气综合化工和二氧化碳源汇匹配优势,于2020年提出“致密气藏二氧化碳驱气与地质封存”概念,全力攻关致密气藏CCUS关键技术。2023年,延长石油集团建成产能100亿方,在推动能源结构优化、保障国家能源安全方面体现了国企担当。




责任编辑: 李颖

标签:致密气藏,CCUS先导试验