中原油田二氧化碳驱提高采收率技术跃居国际先进

□　文/图　孙清华

中原油田二氧化碳驱提高采收率技术跃居国际先进

□文/图孙清华

中原油田用近10年时间，蹚出一条高浓度二氧化碳工业尾气高效捕集及水驱废弃油藏高效益埋存路子。

8月2日，中原油田石油工程技术研究院博士牛保伦与科研人员聚集在勘探开发研究院三楼会议室，对二氧化碳捕集与埋存进行封闭式研讨。中原油田石油化工总厂炼油废气富含二氧化碳。过去，受技术条件限制，这些废气无法回收利用，只能排放到大气中。碳减排是全球性的严峻挑战，推进碳捕集埋存迫在眉睫。单纯埋存方式投入大无收益，效益埋存是符合发展中国家国情的碳减排现实途径。中原油田属封闭性构造，既节约大量前期评估费用和钻井投资，又提高原油采收率，开展效益埋存具有得天独厚的优势。

昔日排空上天，今朝入地变宝

“不能让废气排放到大气中，一定要把它们封存起来。”中原油田科研人员暗暗下定决心。

经过研究攻关，科研人员发现炼油废气里富含的二氧化碳可以利用。

“随着油田储量品位的不断降低，深层、低渗透油藏占比越来越高，我们的注水开发难度也越来越大。而二氧化碳驱成本低、效益好，前景广阔，所以我们在二氧化碳上做文章。”中原油田首席专家呼舜兴介绍。

在国外，液态二氧化碳因极易溶于地下原油而被广泛应用于油气开采。实践证明，液态二氧化碳应用于油田开发，有着良好的驱油效果。每用1吨液态二氧化碳驱油剂，可驱出3吨原油。大港油田、吉林油田已开始采用液态二氧化碳驱油工艺。

2002年，中原油田按照资源综合利用的原则，建成年产能力达2万吨的液态二氧化碳生产装置，利用炼油废气生产液态二氧化碳，迈出节能减排的第一步。

“利用二氧化碳驱油可谓一箭双雕。”中原油田勘探开发科学研究院提高采收率所所长聂法健介绍，利用二氧化碳驱油，不但可以封存二氧化碳，保护环境，还可以提高采收率，增加原油产能。与此同时，应用二氧化碳驱油技术也为石油化工总厂回收的二氧化碳找到出路。

昔日从炼油烟道中排出的炼油尾气——二氧化碳，经化工总厂回收处理，变成适用于油田三次采油的高效驱油剂。

2012年，中原油田在进行单井试验的基础上，开始尝试区块二氧化碳驱油先导试验。随着试验工作的不断深入，对液态二氧化碳的需求不断增长，现有的生产装置规模已无法满足需求。目前，石油化工总厂已完成年产10万吨液态二氧化碳扩建工程的可行性研究，项目完成后，将形成每年12万吨液态二氧化碳生产能力，实现炼厂尾气全部回收利用。

今年4月16日，中原油田石油化工总厂对10万吨/年二氧化碳回收装置10个月来的运行参数进行分析，优化运行，逐一试运大型机组，年产10万吨二氧气化碳回收装置正式运行。

封存55.3万吨二氧化碳，增油19.5万吨

5月30日，濮1—67井施工现场一派忙碌景象。中原油田采油二厂地质研究所所长程东风带着科研人员，在施工现场进行测试，收集数据。

目前，中原油田进入高含水采油期，二次采油注水开发难度越来越大，三次采油技术正成为油田增储上产的重要手段。2006年，中国石化重点科研项目——低渗透油藏二氧化碳驱提高采收率先导试验落户中原油田。据了解，濮城油田水驱废弃油藏已连续14年综合含水达98%以上，水驱开发已经失去经济价值。沙一下油藏属中高渗一类油藏，石油地质储量1135万吨。

工作人员在注入二氧化碳，以提高采收率。

科研人员在沙一下油藏进行氧化碳驱提高采收率技术试验。他们把炼油厂烟道中生成的二氧化碳捕集起来，作为油田三次采油的驱油剂，为二氧化碳的回收利用开辟了新渠道。经过几年的现场试验，濮1—1井组收到良好的增油效果。该井对应油井濮1—67井，日产油由措施前的0.6吨增至15.9吨。目前，沙一下油藏运用二氧化碳水气交替驱技术完成6个段塞注入，累计注入二氧化碳55.3万吨，累计增油19.5万吨，采收率提高10个百分点。

“该工艺在整个濮城油田沙一下油藏推广后，采收率均提高10个百分点，预计增油50万吨。”聂法健说。

二氧化碳油田驱油埋存相比盐水封存来说是一项有经济效益的碳减排埋存方式，中原油田应用这项技术增加原油可采储量487万吨，近三年新增产值14.5亿元，新增利润3.8亿元。

该油田“水驱废弃油藏二氧化碳驱提高采收率技术研究”项目，通过集团公司专家组鉴定。专家组认为，该成果创新性强，试验效果显著，在高温高盐油藏中具有较大的推广价值，成果整体达到国际先进水平。

中原油田建立了水驱废弃油藏二氧化碳驱油埋存基地，推广到10个深层低渗油藏，增加原油可采储量487万吨，埋存量约2671万吨，阶段埋存二氧化碳55.3万吨，增油19.5万吨。

牛保伦很看好这个项目，他认为中原油田有4.9亿吨地质储量可埋存二氧化碳2.71亿吨，增加可采储量0.5亿吨。全国油田有280亿吨地质储量可埋存二氧化碳150亿吨，增加可采储量28亿吨。

二氧化碳驱油的关键问题之一是经济实惠的二氧化碳源。用于驱油的二氧化碳来自天然的二氧化碳气，也可从工业设施如发电厂、化肥厂、水泥厂、化工厂、炼油厂、天然气加工厂等排放物中捕集。

更让牛保伦与科研人员高兴的是，中原油田及时准确检测到二氧化碳埋存和泄漏情况，他们研发了吸气剖面测试仪监测分层注入量，气体示踪剂监测二氧化碳流向及速率和远程传输自动报警的气体检测仪。这三项发明技术保证了二氧化碳埋存的安全高效，为二氧化碳安全埋存提供了保障。

撬装式回注装置，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%则随着油田伴生气返回地面。如何将溢出的二氧化碳再次封存地下？又一难题摆在了科研人员面前。经过多次试验，科研人员想出一条妙计。他们在井口安装一个装置，将产出气体进行分离回收，再次把二氧化碳注入地下进行封存。于是，濮1-309井井场多出一个回收装置。

“这个装置能将套管产出气全部回收。然后，我们再对回收气进行分离、除湿、增压，将返出的二氧化碳重新注入地下进行封存。这样既避免了资源浪费，又减少了对环境的污染。”采油二厂工艺研究所副所长吕栓柱介绍。

“濮1-309井一天就回注了8000多立方米的气体。”吕栓柱兴奋地说。就这样，40%返回地面的气体又被封存到地下。

中原油田与某公司联合，经过七年攻关，形成了工业尾气二氧化碳大规模高效捕集技术、二氧化碳全封闭注入技术、水驱废弃油藏效益埋存技术和二氧化碳埋存监测技术。

中原油田开展二氧化碳效益埋存具有得天独厚的优势。

“还形成了年产近百万吨的工业尾气二氧化碳捕集规模，建成了我国首个水驱废弃油藏应用工业尾气二氧化碳效益埋存基地。”牛保伦说。

在碳捕集方面，中原油田与心连心深冷能源股份有限公司跨区域强强联合，形成了合成氨工业尾气二氧化碳大规模高效捕集技术，建成了年产50万吨的国内首套热泵精馏捕集装置，能耗降低31%，收率提高30个百分点，捕集生产成本降至145元/吨。此项技术的实施标志着大规模低费用二氧化碳捕集是可实现的，推广利用价值高。

不仅如此，中原油田与中原大化等公司联合建成了百万吨/年工业尾气二氧化碳捕集能力。

一个个举措为二氧化碳驱铺平道路。

随着二氧化碳驱规模的扩大，二氧化碳的需求量也越来越大。中原油田与心连心集团签订每年订购10万吨二氧化碳合作协议，还与中原大化、东明炼厂等企业进行战略协商。

一个个难题被他们解决，二氧化碳驱油正在快马加鞭，中原油田科研工作者坚信不久将看到二氧化碳驱的作为。通过原油伴生气二氧化碳捕集纯化工艺，可将伴生气中的二氧化碳回收，就地回注驱油，进一步降低二氧化碳驱油成本。

（作者单位：中原油田）