随着双探目标的不断推进,我国在减碳的征程上又越过了一重技术的难关——海上二氧化碳封存。
简言之,这项技术就是将海上采油过程中伴生的二氧化碳捕集并注入海底进行封存的过程。
此前,我们已经介绍过CCUS技术,目前有两种主流的存储路径,即陆地封存和海上封存。
不久前两条好消息同时传来,一方面是国家能源集团50万吨/年碳捕集项目试运行成功,能够极大地提升国能泰州能源煤电的碳捕集效率,这是便是陆地封存。
而另一条消息则是我国首个海上二氧化碳封存项目在中海油恩平钻井平台也正式投用了。
恩平15-1平台是亚洲最大的海上原油钻采平台,同时也是我国南海首个高含二氧化碳油田,此次和二氧化碳回注井同时投用的还有恩平15-1油田的高含二氧化碳原油生产井。如今,这个平台有了新面貌,尾部突出了一大块,新增建设的两层甲板搭载了总重约吨的我国首套海上二氧化碳封存装置。
这样的井在平台上共有4口,所产生伴生气的二氧化碳含量高达95%,若按常规模式开发,二氧化碳将随原油一起被采出地面,造成温室气体排放,现在这些二氧化碳将被全部回收。
我国海域沉积盆地分布广、地层厚度大、圈闭多,具备二氧化碳封存的良好地质条件。今年1月自然资源部首次发布海上二氧化碳地质封存潜力评价结果,预测封存量达2.58万亿吨。
这项技术也是首次被投用与示范工程当中,意味着我国初步形成海上二氧化碳捕集、处理、注入、封存和监测的全套技术和装备体系,填补了海上二氧化碳封存技术空白。
虽然海上二氧化碳封存的潜力巨大,但存在重重难题。
首先要找到合适的存储位置。中国海油的专家们找到了一个状似倒扣“巨碗”的地质构造,具有自然封闭性,能实现二氧化碳长期稳定封存。
位置选好后,就要钻一口垂直深度近米、水平位移超米的大位移井,建立一条向“巨碗”输送二氧化碳的通道。如此大的水平位移,井壁摩擦力成倍提高,钻井时很容易被卡住,加上海底浅层土质松软,钻井时井眼容易垮塌和漏失钻井液。
针对这些挑战,钻井专家定制了特制钻井液,既能抵抗酸性二氧化碳腐蚀,也能支撑井壁、润滑井眼,让二氧化碳回注之路通畅无阻。不仅如此,注气管柱还加装了光纤监测装置,每隔1米就有1个监测点,数千只敏锐的“眼睛”全方位观察管柱是否存在泄漏。
日前,中海油历时4天3夜,在恩平15-1油田A11H井下入这个被称为“井下听诊器”的井下永置式光纤监测系统。
通过这项技术,油田开发伴生的二氧化碳被捕获、分离、加压至气液混合的超临界状态,通过一口二氧化碳回注井,以初期每小时约9吨的速度回注至距平台3公里、海底地层多米的咸水层中。
据了解,这个巨大的“海底封印”底层是一个“穹顶”式的地质构造,该地质构造类似一个倒扣在地底下的“巨碗”,具有自然封闭性,能实现二氧化碳长期稳定封存。注入其中的二氧化碳由于密度比地下咸水低,因此会自动运移到“碗”的顶部。由于“碗”顶有厚厚的不渗透或渗透性很低的覆盖层,二氧化碳很难渗出,因此具有良好的封闭性。该项目预计每年可封存二氧化碳30万吨,累计将超过万吨,相当于植树近万棵。
不仅如此,这个封存回注井还能将沿海高排放企业产生的二氧化碳通过管道运输,一并被冯入地下,届时,“岸碳入海”将能够更好的为整个粤港澳大湾区绿色低碳发展提供助力。
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