我國(guó)首個(gè)海上二氧化碳封存示范工程項(xiàng)目
項(xiàng)目位置： 距離深圳西南約200公里的恩平15-1平臺(tái)。
核心設(shè)備： 二氧化碳?jí)嚎s機(jī)橇、分子篩、冷卻器等。
作業(yè)參數(shù)： 每年封存量達(dá)30萬(wàn)噸 ，總計(jì)超150萬(wàn)噸 ，相當(dāng)于植樹近1400萬(wàn)棵。
恩平15-1平臺(tái)是亞洲最大的海上原油生產(chǎn)平臺(tái)，也是所在油田群的中心平臺(tái)。油田群高峰日產(chǎn)量超7000噸 ，通過一套二氧化碳回注系統(tǒng)和二氧化碳回注井，油田開發(fā)伴生的二氧化碳被捕獲、分離、加壓至氣液混合的超臨界狀態(tài)，正以每小時(shí)超8700立方米的速度回注至距平臺(tái)3公里海底地層800多米 的咸水層中。
源頭參與優(yōu)化回注方案設(shè)計(jì)
采用濕氣回注還是干氣回注?在研究、探索碳封存項(xiàng)目初期，為充分對(duì)比二氧化碳干氣回注和濕氣回注方案的可行性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，恩平15-1平臺(tái)生產(chǎn)準(zhǔn)備人員與深水工程建設(shè)中心團(tuán)隊(duì)一起展開調(diào)研。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，濕氣回注方案中，氣相組分和操作條件變化會(huì)影響二氧化碳超臨界態(tài)中水的狀態(tài)，存在碳回注管道嚴(yán)重腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)等，因此，國(guó)內(nèi)外油田超臨界二氧化碳回注系統(tǒng)中采用的是干氣回注方案。
方案敲定后，為了將二氧化碳封存全套裝置集成到甲板面積有限的平臺(tái)上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采取特有的模塊化和成橇布置方式， 研制出適用于海洋高濕、高鹽環(huán)境的首套超臨界大分子壓縮機(jī)，開創(chuàng)了我國(guó)海上碳封存全體系裝備制造先河。
此外，生產(chǎn)準(zhǔn)備人員深入分析二氧化碳分壓對(duì)海管腐蝕的影響，提出在分離器下游增設(shè)脫氣罐， 將流體中溶解的二氧化碳脫出，減少二氧化碳對(duì)海管的腐蝕，保障碳封存項(xiàng)目后期實(shí)施、運(yùn)行的可靠性和安全性。
“雖說(shuō)設(shè)計(jì)和建造有其他單位支持，但作為設(shè)備的使用方，我們必須深度參與，確保設(shè)計(jì)方案具有適應(yīng)性。 ”回憶起碳封存項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的點(diǎn)滴，恩平15-1平臺(tái)總監(jiān)梅闖依然記憶猶新。
技術(shù)攻關(guān) 打通回注綠色通道
在恩平15-1平臺(tái)井口夾層甲板，一人高的綠色二氧化碳回注井采油樹在一片橘色、紅色采油樹中十分醒目。
目前，油田開發(fā)伴生的超臨界狀態(tài)二氧化碳，正從這里進(jìn)入一條長(zhǎng)長(zhǎng)的水下“綠色通道”，源源不斷地回注至海底“巨碗”當(dāng)中。
“難，超預(yù)期的難!” 回憶起這口二氧化碳回注井的誕生歷程，恩平15-1油田群開發(fā)項(xiàng)目組鉆完井經(jīng)理鄧成輝連說(shuō)了兩個(gè)“難”。通常打一口井深相近的井僅需15至20天，但完成這口二氧化碳回注井耗時(shí)2個(gè)多月。
為了確?；刈⒕虺珊?，二氧化碳注得進(jìn)、封得住， 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)針對(duì)鉆完井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和二氧化碳的特殊性質(zhì)，開展了有關(guān)技術(shù)攻關(guān)。
創(chuàng)新采用特制鉆井液，既能有效抵抗酸性二氧化碳腐蝕，又能支撐井壁、潤(rùn)滑井眼，讓鉆進(jìn)之路通暢無(wú)阻。同時(shí)還研發(fā)出系列技術(shù)，確保該井在長(zhǎng)達(dá)幾十年的注入期間擁有“金剛不壞之身” 。
為了確保二氧化碳回注周期井下安全、及時(shí)監(jiān)測(cè)井筒完整性，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)安裝了“井下聽診器”。
“這是某個(gè)井下測(cè)點(diǎn)的壓力值，這是溫度，各類數(shù)據(jù)一目了然。”在恩平15-1平臺(tái)中控室，生產(chǎn)監(jiān)督雷夢(mèng)飛指著監(jiān)控屏幕上的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)說(shuō)道。每隔一米就有一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，就像數(shù)千只眼睛， 在看不見摸不著的井下無(wú)死角觀察注氣管柱是否存在泄漏。
為了保證回注井正常、穩(wěn)定注入，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，平臺(tái)生產(chǎn)人員跨專業(yè)深入學(xué)習(xí) 地質(zhì)油藏、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、井下永久式光纖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)原理，再結(jié)合地面工藝參數(shù)監(jiān)測(cè)情況，全方位監(jiān)測(cè)回注系統(tǒng)及回注井運(yùn)行狀態(tài)。
直面挑戰(zhàn) 保障設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行
二氧化碳回注壓縮機(jī)每小時(shí)排量高達(dá)10000立方米，如何保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行?系統(tǒng)正式運(yùn)行前的一個(gè)月有人提出質(zhì)疑。
整個(gè)二氧化碳回注系統(tǒng)由20臺(tái)設(shè)備、上萬(wàn)個(gè)零部件組成 ，任何一個(gè)“器官”出問題，都會(huì)影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。面對(duì)挑戰(zhàn)，平臺(tái)維修人員提前梳理設(shè)備關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)，制訂設(shè)備巡檢制度和定期保養(yǎng)制度，梳理系統(tǒng)運(yùn)行巡檢關(guān)鍵點(diǎn)36處。
在回注系統(tǒng)運(yùn)行過程中，維修人員通過認(rèn)真細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)填料存在滲漏故障，隨即對(duì)填料進(jìn)行更換，保證機(jī)組平穩(wěn)、安全運(yùn)行。
“碳封存項(xiàng)目安全平穩(wěn)回注二氧化碳超過2000萬(wàn)立方米，這是繼我國(guó)海上二氧化碳封存領(lǐng)域從無(wú)到有重要突破之后的又一重要節(jié)點(diǎn)，為后續(xù)CCS工作積累了經(jīng)驗(yàn)，奠定了未來(lái)‘岸碳入海’的技術(shù)支撐和現(xiàn)實(shí)條件。 ”中國(guó)海油深圳分公司副總經(jīng)理袁瑋表示。
