二氧化碳捕集、應用與封存（CCUS）技巧，是指把產業生孩子等經過歷程中排放的二氧化碳捕集提純，繼而投進新的生孩子經過歷程停止再應用和封存。2022年，我國首個百萬噸級CCUS項目中國石化“齊魯石化—成功油田百萬噸級CCUS項目”正式注氣運轉，每年約減排二氧化碳100萬噸，相當于每年植樹近900萬棵，無力推進了動力綠色低碳轉型。
招致全球變熱的二氧化碳，不只能注進地下封存、完成減排，還能成為減產石油的“噴鼻餑餑”？
在山東淄博齊魯石化第二化肥廠，聳立著兩個巨型儲罐。顛末處置的液體二氧化碳從罐中動身，搭乘專屬“地鐵”——我國最長的二氧化碳保送管道，一路向北保送109公里后，抵達“起點站”成功油田正理莊油田生孩子區，被注進地下油躲封存的同時，驅動更多石油產出來。
這是中國石化成功油田和齊魯石化包養網 花圃聯手打造的國際首個百萬噸級二氧化碳捕集、應用與封存（CCUS）示范工程。“把產業生孩子等經過歷程中排放的二氧化碳捕集提純，繼而投進新的生孩子經過歷程停止再應用和封存，恰是CCUS技巧的道理。”成功油田CCUS油躲開闢研討高等專家張傳寶說。
據測算，項目估計15年可增油300萬噸，每年約減排二氧化碳100萬噸，相當于每年植樹近900萬棵，無力推進了動力綠色低碳轉型。
翻開技巧“年夜門”——
“磨刀石”里采石油
不止一次，張傳寶恨不得鉆到3000米深的地下油層中一探討竟，“究竟怎么把油從‘磨刀石’里擠出來？”
“地下的石油并非像河道一樣不受拘束活動，有些低滲入油躲貯存在地下幾千米深的巖石裂縫中，開采難度年夜。叫醒這塊‘覺醒’的地下寶躲，對我國動力平安具有主要意義。”幾十年來，張傳寶一向在試圖“啃下”油田開闢的一塊“硬骨頭”——低滲入油躲。
要想把石油采出，往往要靠水來驅動，可低滲入油躲的儲層巖石像磨刀石一樣致密、堅固。一些情況下，水注不出來，油采不出來。
水注不出來，無孔不進的氣行不可？科研任務者盯上了二氧化碳。“超臨界二氧化碳有奇特的機能，密度像液態，黏度像氣體，分子構造小、黏度小，更不難進進低滲巖石的孔隙中。假如能讓它與原油混相為一種液體，增添原油活動性，就能讓底本潛藏在孔隙中的原油‘現身’，進步原油產量。”張傳寶說。
那時，國際CCUS技巧尚屬科研“無人區”。1996年開端，科研任務者花了3年時光，自行design物理模仿裝配，經由過程一次次物理評價和實驗，找到了影響二氧化碳與原油混相的三年夜原因——壓力、溫度、原油物性，為后期實際研討奠基了基本。
實際證實了二氧化碳驅油卓有成效，但實行起包養來并不順遂。2008年，油田科研任務者在成功油田高89—1區塊停止實驗。“在地下，油躲壓力到達必定值，二氧化碳處于超臨界狀況，有較年夜消融才能，原油溶進二氧化碳，混相為一種液體。可現實操縱時，壓力達不到適合值，招致氣和油‘各行其道’、難以互溶。”張傳寶說。
究竟多年夜壓力，才幹讓原油和二氧化碳在地下互溶？2013年，油田科研任務者移師成功油田樊142區塊，展開了長達1800多天的實驗，壓力值從17兆帕一點點往上提……終于，當壓力值升到40兆帕時，石油從井口噴薄而出。
破解混相壓力值這個要害困難后，二氧化碳與孔隙中的原油勝利互溶，原油充足活動起來，區塊內石油產量年夜年夜晉陞。由此，“二氧化碳高壓混相驅”技巧構成，并獲得礦場利用衝破，勝利翻開了CCUS技巧“年夜門”。
買通利用堵點——
完成二氧化碳全密閉高效注進
實驗數據顯示，二氧化碳驅油效力比慣例水驅高40%，可進步石油采收率7至20個百分點。但從先導實驗走向範圍化利用，并不不難。
“究竟怎么把二氧化碳平安高效注進地下？”在成功油田CCUS項目部扶植保證部高等主管趙鐵軍看來，這是障礙利用的難點。在原有的注進形式下，跟著壓力和溫度的變更，液化的二氧化碳中有20%—30%會釀成氣態，靜靜“溜走”，下降了封存效力。
可否研發一套裝備，包養防止二氧化碳“溜走”？翻文獻、詢專家、蹲現場……趙鐵軍與團隊反復修正design計劃，一次次建模、桌演、優化，霸佔二氧化碳全密閉高效注進技巧難關。
在正理莊油田生孩子區，有一臺具有完整自立常識產權的模塊化、主動化、尺度化二氧化碳全密閉高效注進裝配，裝配旁布設著幾條白色管路，下面標誌著“回流”“壓力”等。
“經由過程增設回流遇冷管路和高壓氣液分別裝配，讓‘溜走’的二氧化碳進進裝配，液化后可再次注進，完成了二氧化碳全密閉高效注進。”成功油田CCUS項目部司理于法珍先容。
二氧化碳完成高效注進，除了密閉，計量也是要害，向井下注二氧化碳時，得精準把控注進量。2018年，趙鐵軍曾到多個油田調研，發明CCUS技巧推行利用時，東西的品質計量技巧遲遲難以衝破，若是從國外購買高壓準確流量計，收入不菲。
怎么給二氧化碳注進設備安上“眼睛”？有一天，趙鐵軍給侄子教導物理功課，正好講到了東西的品質與密度的盤算方式。“能不克不及用密度和體積換算，得出二氧化碳的東西的品質？”趙鐵軍靈光一現。
半年時光里，趙鐵軍與團隊現場測取了上萬組數據，采集分歧壓力下的二氧化碳密度，立異制作出最高壓力為40兆帕的密度圖版，再將二氧化碳集成到體積流量計中，從而準確盤算出二氧化碳的東西的品質。
範圍化利用中，困難被一道道霸佔：針對分歧的氣竄通道，研發構成響應的封堵技巧；實行采出氣液全部旅程密閉集輸與處置工藝，將采出液中的二氧化碳收受接管，停止二次驅油與封存……封存率一次能到60%—70%，經由過程屢次捕集、再注進，地下油躲就能成為完整封存二氧化碳的“保險箱”。
這些豐盛的工程實行經歷，為CCUS項目扶植供給技巧尺度。202包養網排名2年，中國石化“齊魯石化—成功油田百萬噸級CCUS項目”正式注氣運轉，標志著我國CCUS財產開端進進技巧示范中后段——成熟的貿易化運營。
補強財產鏈條——
建二氧化碳專屬“地鐵”
“工程籠罩低滲入油躲儲量2500多萬噸，依照打算，將來15年要向油田注進二氧化碳1000萬噸。”成功油田機械裝備高等專家叢巖說。
上萬萬噸的二氧化碳從哪來？“在齊魯石化第二化肥廠，煤氣化妝置排放的二氧化碳尾氣屬于優質的二氧化碳資本，機能穩固，純度高達90%。”叢巖先容，齊魯石化經由過程液化提純技巧，收受接管煤氣化妝置尾氣中的二氧化碳，加倍節能。
接著，二氧化碳要經過的事況“遠程跋涉”，保送至百公里外的正理莊油田生孩子區。如何確保遠間隔運輸全部旅程平安高效？
“開初用罐車，不環保，效力也低。”叢巖說包養，于是，他們想到為二氧化碳建一條專屬“地鐵”——二氧化碳運輸管道。
“實際上講，要完成二氧化碳在管道內液態保送有兩種方法，一種是常壓高溫液化，但不難帶來泥土凍脹、周遭的狀況傷害損失等題目；另一種常溫高壓液化，條件是要確保管道內壓力一直高于液化壓力，這就需求一臺增壓裝備。”叢巖說，在此前，成熟的二氧化碳增壓裝配技巧一向是短板，裝配重要依靠入口。
在齊魯石化第二化肥廠廠區，間隔儲罐不遠的保送管道首站，一臺正在運轉的年夜排量增壓泵轟轟作響。“這是具有自立常識產權的國際首臺二氧化碳增壓泵。”叢巖先容，“增壓泵design壓力高達12兆帕，相當于指甲蓋鉅細的面積蒙受了120公斤的份量，確保了二氧化碳在長間隔的管道內一直堅持常溫液化狀況。”
2023年7月11日，我國首條百萬噸、百公里高壓常溫密相二氧化碳保送管道正式投運，管道全長109千米，design最年夜輸量可達170萬噸/年，標志著我國初次完成二氧化碳長間隔密相管輸，對推進我國CCUS全財產鏈範圍化成長具有主要意義。“這條專屬‘地鐵’每年可削減4萬輛罐車行駛損耗，節儉車用自然氣約200萬立方米。”叢巖先容。
本年6月，正理莊油田生孩子區已累計注進二氧化碳90萬噸，有21口油井完成自噴，日產原油從220噸晉陞至415噸。
耳畔是轟叫的機械聲，面前是一座座聳立的鉆塔。“一頭連著綠色低碳，一頭連著動力平安，CCUS技巧年夜有可為。”正理莊采油治理區黨支部書記焦俊杰說。