「岸碳入海」如何實現?我國首個海上CCUS項目投用|科技觀察

封面新聞記者 邊雪

5月22日,封面新聞記者從中國海油獲悉,我國首個海上ccus(二氧化碳捕集、利用與封存)項目在珠江口盆地的恩平15-1平台投用。

我國首個海上ccus項目設施恩平15-1平台。(受訪者供圖)

油田開發伴生的二氧化碳被捕集、提純、加壓至超臨界狀態,通過一口ccus井,以初期8噸/小時的速度精準注入地下油藏,既驅動原油增產,又實現二氧化碳封存,開創「以碳驅油、以油固碳」的海洋能源循環利用新模式。

亞洲最大的海上原油生產平台如何建成?

恩平15-1平台是目前亞洲最大的海上原油生產平台,距離深圳西南約200公里,作業水深約90米,所開發油田群高峰日產原油超7500噸。恩平15-1油田為高含二氧化碳油田,若按常規模式開發,二氧化碳將隨原油一起被采出地面,不僅對海上平台設施和海底管線造成腐蝕,還將增加二氧化碳排放量。

作為化石能源低碳高效開發的新興技術手段,ccus已成為全球能源行業布局的重要領域。目前全球共有65個ccus商業化項目,但大都集中在陸上,海上項目屈指可數。中國海油將ccs/ccus示範工程建設確定為「十四五」節能降碳行動的主要舉措之一,歷時4年開展地質油藏、鑽完井、工程一體化等重點課題研究,形成10餘項國內首創技術。其中,於2023年6月率先投用的恩平15-1油田ccs示範工程已累計回注二氧化碳近20萬噸,為粵港澳大灣區乃至全國提供了快速降碳的可行方案。

中國海油恩平油田作業區總經理萬年輝告訴封面新聞記者:「該項目的成功投用,實現了我國海上二氧化碳捕集、利用、封存裝備技術的全鏈條升級,未來10年將規模化回注二氧化碳超100萬噸,並驅動原油增產達20萬噸,對保障國家能源安全,推動實現碳達峰、碳中和目標具有重要意義。」後續,隨着裝備的進一步升級,二氧化碳回注量將提升至17噸/小時,高峰單井增油量達1.5萬噸/年,具備更強的增產降碳能力。

恩平15-1油田ccus項目於2023年底啟動,結合陸地油田成熟經驗與現場實際,重點圍繞選層選井、裝備研製、鑽井工程及風險監測等方面進行深入研究,根據儲量規模、界面張力、緻密性等因素,優選出距離恩平15-1平台2.4公里、地下1200至1600米的4個「黃金層位」實施二氧化碳回注,單井覆蓋低滲儲量超750萬噸,可大幅提高低品位資源的開發效率。

海上平台和地下油藏的「綠色通道」

二氧化碳回注井是連接海上平台和地下油藏的「綠色通道」,相較傳統油氣井,面臨井筒完整性標準高、注氣管柱複雜和精確注入難度大等諸多工程挑戰。

中國海油工作人員介紹,項目採用「老井新用+分層注氣」的經濟高效模式,節約鑽井成本超1000萬元,實現提前7天完工。同時,自主研發出抗二氧化碳腐蝕水泥漿體系、「液控智能精細分注+分佈式光纖監測」工藝等多項核心技術,有效保障井筒的密封性和穩定性。

「依託測控一體化方案和具有自主知識產權的分層注氣精細調控系統,項目團隊在直徑不足20厘米的狹窄井筒空間內實現精準注氣,做到『缺氣補註、過量減壓』,讓二氧化碳『聽從指揮』分別進入各自層位,互不干擾、絕不逃逸。」中國海油恩平區域鑽完井項目經理宋玲安告訴封面新聞記者。

為全面實現地下油藏的長期高效注氣,中國海油首創「四級增壓+雙路穩控」技術方案,在現有設備的基礎上,自主研發、增設二氧化碳壓縮機、氣體處理及冷卻系統等新型裝備,將三級壓縮提升至四級壓縮。在185公斤的回注壓力下,具有液體密度和氣體特性的超臨界狀態二氧化碳,可進一步加強地層能量和原油流動性,更快更好地把原油「驅出」至生產井,充分提高採收率。

作為我國油氣增儲上產的重要增長極,海洋能源供給持續增長,2024年海洋原油、天然氣產量同比分別增長4.7%、8.7%,海洋原油增量佔全國原油增量的近八成。其中,渤海油田2024年油氣產量再創歷史新高,原油產量突破3600萬噸,佔全國原油產量的近六分之一,為保障國家能源安全、推動經濟社會發展作出重要貢獻。