中原油田二氧化碳驅提高采收率技術躍居國際先進

□　文/圖　孫清華

中原油田二氧化碳驅提高采收率技術躍居國際先進

□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尾氣高效捕集及水驅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研究院博士牛保倫與科研人員聚集在勘探開發研究院三樓會議室，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峻挑戰，推進碳捕集埋存迫在眉睫。單純埋存方式投入大無收益，效益埋存是符合發展中國家國情的碳減排現實途徑。中原油田屬封閉性構造，既節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。

經過研究攻關，科研人員發現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，我們的注水開發難度也越來越大。而二氧化碳驅成本低、效益好，前景廣闊，所以我們在二氧化碳上做文章。”中原油田首席專家呼舜興介紹。

在國外，液態二氧化碳因極易溶于地下原油而被廣泛應用于油氣開采。實踐證明，液態二氧化碳應用于油田開發，有著良好的驅油效果。每用1噸液態二氧化碳驅油劑，可驅出3噸原油。大港油田、吉林油田已開始采用液態二氧化碳驅油工藝。

2002年，中原油田按照資源綜合利用的原則，建成年產能力達2萬噸的液態二氧化碳生產裝置，利用煉油廢氣生產液態二氧化碳，邁出節能減排的第一步。

“利用二氧化碳驅油可謂一箭雙雕。”中原油田勘探開發科學研究院提高采收率所所長聶法健介紹，利用二氧化碳驅油，不但可以封存二氧化碳，保護環境，還可以提高采收率，增加原油產能。與此同時，應用二氧化碳驅油技術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，經化工總廠回收處理，變成適用于油田三次采油的高效驅油劑。

2012年，中原油田在進行單井試驗的基礎上，開始嘗試區塊二氧化碳驅油先導試驗。隨著試驗工作的不斷深入，對液態二氧化碳的需求不斷增長，現有的生產裝置規模已無法滿足需求。目前，石油化工總廠已完成年產10萬噸液態二氧化碳擴建工程的可行性研究，項目完成后，將形成每年12萬噸液態二氧化碳生產能力，實現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個月來的運行參數進行分析，優化運行，逐一試運大型機組，年產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井施工現場一派忙碌景象。中原油田采油二廠地質研究所所長程東風帶著科研人員，在施工現場進行測試，收集數據。

目前，中原油田進入高含水采油期，二次采油注水開發難度越來越大，三次采油技術正成為油田增儲上產的重要手段。2006年，中國石化重點科研項目——低滲透油藏二氧化碳驅提高采收率先導試驗落戶中原油田。據了解，濮城油田水驅廢棄油藏已連續14年綜合含水達98%以上，水驅開發已經失去經濟價值。沙一下油藏屬中高滲一類油藏，石油地質儲量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提高采收率技術試驗。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油劑，為二氧化碳的回收利用開辟了新渠道。經過幾年的現場試驗，濮1—1井組收到良好的增油效果。該井對應油井濮1—67井，日產油由措施前的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技術完成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，預計增油50萬噸。”聶法健說。

二氧化碳油田驅油埋存相比鹽水封存來說是一項有經濟效益的碳減排埋存方式，中原油田應用這項技術增加原油可采儲量487萬噸，近三年新增產值14.5億元，新增利潤3.8億元。

該油田“水驅廢棄油藏二氧化碳驅提高采收率技術研究”項目，通過集團公司專家組鑒定。專家組認為，該成果創新性強，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廢棄油藏二氧化碳驅油埋存基地，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。

二氧化碳驅油的關鍵問題之一是經濟實惠的二氧化碳源。用于驅油的二氧化碳來自天然的二氧化碳氣，也可從工業設施如發電廠、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，中原油田及時準確檢測到二氧化碳埋存和泄漏情況，他們研發了吸氣剖面測試儀監測分層注入量，氣體示蹤劑監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。這三項發明技術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，又減少了對環境的污染。”采油二廠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。”呂栓柱興奮地說。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合，經過七年攻關，形成了工業尾氣二氧化碳大規模高效捕集技術、二氧化碳全封閉注入技術、水驅廢棄油藏效益埋存技術和二氧化碳埋存監測技術。

中原油田開展二氧化碳效益埋存具有得天獨厚的優勢。

“還形成了年產近百萬噸的工業尾氣二氧化碳捕集規模，建成了我國首個水驅廢棄油藏應用工業尾氣二氧化碳效益埋存基地。”牛保倫說。

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域強強聯合，形成了合成氨工業尾氣二氧化碳大規模高效捕集技術，建成了年產50萬噸的國內首套熱泵精餾捕集裝置，能耗降低31%，收率提高30個百分點，捕集生產成本降至145元/噸。此項技術的實施標志著大規模低費用二氧化碳捕集是可實現的，推廣利用價值高。

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

一個個舉措為二氧化碳驅鋪平道路。

隨著二氧化碳驅規模的擴大，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議，還與中原大化、東明煉廠等企業進行戰略協商。

一個個難題被他們解決，二氧化碳驅油正在快馬加鞭，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，就地回注驅油，進一步降低二氧化碳驅油成本。

（作者單位：中原油田）