中国石油二氧化碳捕集、驱油与埋存技术进展及展望

全面梳理中国二氧化碳捕集、驱油与埋存(CCUS-EOR)攻关探索、矿场试验、工业化应用3个阶段发展历程,系统阐述近年来在CO_(2)驱油机理和矿场实践等方面取得的突破性认识和相应的CCUS-EOR工程配套技术成果,指出未来发展前景。经过近60年的探索攻关,创新发展了适合中国陆相沉积油藏的CO_(2)驱油与埋存理论,提出C7—C15也是影响CO_(2)与原油混相的重要组分的新认识,在矿场试验中验证了CO_(2)快速恢复地层能量、大幅提高区块产能和采收率等机理。创建了陆相沉积油藏CCUS-EOR油藏工程设计技术,形成了以保持混相提高驱油效率、均匀驱替提高波及效率为重点的油藏工程参数设计及井网井距优化设计技术,初步形成了CO_(2)捕集、注采工艺、全系统防腐、埋存监测等全流程配套技术。为实现CO_(2)的高效利用和永久埋存,需将油水过渡带油藏统筹考虑,由单油藏升级到构造整体控制区域的规模化CO_(2)驱油与埋存,在构造高部位实施注CO_(2)稳定重力驱,利用CO_(2)开采油水过渡带油藏,超前进行微生物促使残余油、CO_(2)转甲烷等储备技术研究。

二氧化碳捕集、驱油与埋存产业化进展及前景展望

二氧化碳捕集、驱油与埋存(CCUS-EOR)是最现实可行的规模化减碳技术,也是大幅度提高低渗透油田采收率的关键技术。梳理了国外CCUS-EOR发展的主要历程及其产业化进展,总结了中国CCUS-EOR技术攻关成果和矿场试验进展情况,分析了CO_(2)捕集、输送、驱油与埋存等全产业链的发展现状、面临问题与挑战,指出了中国CCUS-EOR规模化应用在驱油增产、埋存减碳等方面的巨大潜力和发展前景。提出目前中国CCUS-EOR正处于矿场试验向产业化发展的关键时期,需要针对中国陆相油藏的特点,发挥油田CO_(2)驱油可驱储量丰富、地下埋存空间巨大、地面基础设施完善和井筒注入通道分布广泛等优势,积极与碳源排放企业合作,加快攻关低浓度CO_(2)的低成本规模捕集、超临界长距离输送、更大幅度提高采收率和埋存率、安全规模埋存等核心关键技术攻关和示范工程建设,构建CCUS-EOR全产业链理论技术标准体系,支撑和推动工业化规模应用,以创新链引领CCUS-EOR新兴产业链快速效益发展。

低渗透油藏二氧化碳驱同步埋存量计算

埋存潜力评价是二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)潜力评价的重要内容。在区分二氧化碳驱油项目评价期内的埋存量(同步埋存量)和油藏废弃后的埋存量(深度埋存量)基础上,提出了"三参量法"同步埋存量计算方法;在辨析气驱换油率概念基础上,依据物质平衡原理,考虑压敏效应、溶解膨胀、干层吸气和裂缝疏导等,首次得到二氧化碳换油率理论计算公式;联合油气渗流分流方程、Corey模型和Stone方程等相对渗透率计算公式,给出了自由气相形成的生产气油比确定油藏工程方法;根据气驱增产倍数概念,结合水驱递减规律,预测低渗透油藏气驱产量变化情况。总结提出二氧化碳驱油与埋存项目评价期内埋存量"3步评价法",即"油藏筛选→三参量预测→同步埋存量计算",完善了二氧化碳驱油与埋存潜力评价油藏工程理论方法体系。

二氧化碳捕集,驱油与埋存产业化进展及前景展望

二氧化碳捕集、驱油和埋藏技术是目前最实际、最切实可行的、能够大幅度提高低渗透油田的原油产量的技术。通过对国内外CCUS-EOR技术的发展和产业化进程的综述,对中国CCUS-EOR技术的研究和生产实践进行了综述,对的捕集、输送、驱油、埋藏等全产业链的发展现状、面临的问题和挑战进行了分析,并提出了中国大规模推广CCUS-EOR在驱油增产、埋存减碳等方面的巨大潜力和发展前景。指出当前中国的CCUS-EOR正处在从矿山试验到工业化的关键阶段,应充分利用中国陆相油气藏储量丰富、地下埋存空间大、地面基础设施完备、井下注道多,积极与碳源排放公司共同努力,加速开发低浓度的规模捕集、超临界长距离输送、更大程度提高采收率和埋藏率、安全规模埋藏等关键技术的攻关和示范项目。建立CCUS-EOR的整个产业链的理论与技术规范,支持和促进工业化的规模化应用,通过创新链带动CCUS-EOR的新兴产业链的高效发展。

基于管道运输的中国二氧化碳驱油提高采收率发展现状与前景展望

国外经验表明,丰富的二氧化碳和适合二氧化碳气驱的石油资源、增加石油产量的迫切需要、成熟的油气管道技术、多元化的商务模式、积极的支持政策等多种因素,共同推动美国等国家二氧化碳驱油提高采收率(CCUS-EOR)和二氧化碳运输管道快速发展。中国CCUS-EOR已取得积极进展,正处于工业化示范后期和大规模产业化发展前期,在二氧化碳气态管输方面取得进展。未来中国基于二氧化碳管道运输的CCUS-EOR发展空间广阔、前景良好,对推进油气增储上产和实现碳中和将起到日益重要的作用。建议加快健全完善有关法律法规,构建开放竞争的产业管理机制;启动全国二氧化碳驱油(气)与埋存资源评价;制定中长期产业发展战略规划;加强技术攻关与创新,加快建立规范与标准;加大力度建设运营一批全流程重大示范项目;积极探索贯穿全产业链、全流程的灵活多样的商业模式和运营模式;完善绿色金融政策,尽快出台积极的经济支持政策。

终极埋存情景下二氧化碳驱油极限采收率探讨

基于国内外CO_(2)驱油矿场实践启示,探讨终极埋存情景下二氧化碳捕集、驱油利用与埋存(CCUS-EOR)开发方式的采收率问题。碳中和背景下,向地质体注入CO_(2)应追求永久埋存,CCUS-EOR成为一种终极开发方式,应追求采收率最大化,为此提出了CO_(2)驱油极限采收率概念,明确其与终极采收率、经济合理采收率概念的内涵区别,指出实现极限采收率已具备成熟配套的CCUS-EOR全流程技术基础。根据吉林油田黑79北小井距CO_(2)驱先导试验等国内外CO_(2)驱油项目生产实际数据,回归得到了混相气驱采收率与累计注入量的经验关系式;结合气驱增产倍数概念,建立了任意混相程度下CO_(2)驱提高采收率幅度计算的油藏工程方法。累计注气量为1.5倍烃类孔隙体积时,采出程度与极限采收率的相对偏差小于5%,绝对差值小于2.0个百分点。基于扩大波及体积技术的大孔隙体积倍数注入是逼近CCUS-EOR极限采收率的必要条件,需从大孔隙体积注入方案设计、提高混相程度和持续扩大波及体积3个方面入手实现。

探索碳减排新路径

我国CCUS技术历经10余年时间发展,成效显著,技术日趋成熟,展现了良好的发展前景。上世纪90年代开始,我国先后开展了多项关于二氧化碳捕食、理存与提高采收率的国家重大科技专项、示范工程等。如今CCS-EOR技术已日趋完善和成熟,形成了从二氧化碳捕集到二氧化碳驱油与埋存系列技术。

CCUS,低碳发展的必然选择

4月17日至18日,陕甘宁内蒙古地区二氧化碳捕集驱油及埋存工作研讨会召开.中国石油、神华集团、中国石油和化学工业联合会三方齐聚,共同探讨并推动中国石油和神华集团在鄂尔多斯盆地10万吨级先导性试验及百万吨级示范工程的加快实施,携手推进温室气体减排,这标志着我国首个跨行业CCUS项目的加速运行.