焦点关注:填补空白!我国首口海上二氧化碳封存回注井开钻

业界 | 2023-03-21 08:45:29
时间:2023-03-21 08:45:29   /   来源: 科技日报      /   点击数:()

恩平15-1平台是目前亚洲最大的海上石油生产平台,去年12月7日投入使用。该平台搭载我国首套海上二氧化碳封存装置,模块重约750吨,核心设备包括二氧化碳压缩机橇、分子筛、冷却器等。

回注井投产后,恩平15-1平台将规模化向海底地层注入、封存伴随海上油气开采产生的二氧化碳,预计高峰阶段每年可封存二氧化碳30万吨,累计封存二氧化碳150万吨以上,相当于植树近1400万棵,或停开近100万辆轿车。

恩平15-1油田是我国南海首个高含二氧化碳油田。中国海油开展适应海上二氧化碳封存的地质油藏、钻完井和工程一体化关键技术研究,最终确定将二氧化碳封存在距离恩平15-1平台约3公里处的“穹顶”式地质构造中。


(资料图片)

“该种地质构造仿佛一个倒扣在地底下的‘巨碗’,具有强大的自然封闭性,能够长期稳定地罩住二氧化碳。该口井水垂比高达3.4,意味着在钻进过程中,垂直方向每向下增加1米的深度,水平方向就要前进3米以上。”恩平15-1油田群开发项目组钻完井经理邓成辉说。

中国海油深圳分公司副总经理兼总工程师郭永宾说,这是我国自主设计实施的第一口海上二氧化碳回注井,标志着中国海油初步形成海上二氧化碳注入、封存和监测的全套钻完井技术和装备体系,填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白。>>详情

我国海域二氧化碳地质封存潜力达2.58万亿吨

2023年年初,全国地质调查工作会议首次发布了我国海域二氧化碳地质封存潜力评价结果,结果表明我国海域二氧化碳地质封存潜力巨大,可为国家碳达峰碳中和目标的实现提供重要支撑。

自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所高级工程师袁勇表示:“我们主要是针对我国海域18个主要沉积盆地进行了评价,预测我国海域主要沉积盆地二氧化碳地质封存潜力有2.58万亿吨。具备一个是地壳稳定性好,第二个是地层的厚度大,第三个构造地层圈闭多,这样的话二氧化碳地质封存的潜力就会相对比较大。”>>详情

为什么要把二氧化碳封存起来?

地球温度正在上升,极端天气、森林火灾、冰架垮塌等新闻层出不穷。遏制气候变暖成为国际社会迫在眉睫的问题。而二氧化碳作为最主要的温室气体,被认为是遏制气候变暖的突破点。

2015年12月12日的巴黎气候变化大会上通过了《巴黎协定》。《巴黎协定》约定,各国的长期目标是将全球平均气温,较前工业化时期上升幅度控制在2℃以内,并尽力将其限制在1.5℃以内。以其目标上限2℃计算,全球碳排放允许的总量为1万亿吨。这是人类第一次清晰界定了环境承受的极限边界。

经过政府间气候变化专门委员会(ICPP)测算,自19世纪工业革命以来,全世界累积排放已超过6000亿吨,超过该预算总额的60%。根据当前的排放速度估算,若不采取强力干涉措施,全球碳预算总额将在2045年耗尽。

“从逻辑上讲,减少大气中的二氧化碳有两个努力方向。”河北师范大学资源与环境科学学院教师张曼说,其一,减少输入,在最短时间内转变我们的能源获取方式,不再使用石油、煤炭、天然气等富碳燃料,减少人类活动产生的二氧化碳;其二,增加去路,尽最大可能提高环境和人工二氧化碳的固定能力,直接降低大气中的二氧化碳浓度。

方案一目前可谓困难重重。因此,提高环境和人工二氧化碳的固定能力的方案二,成为当前技术研发的热点。

“植物的光合作用让其具有了强大的固碳功能,但时效性慢,难以在短时间内遏制强劲的二氧化碳增加趋势。”因此,张曼表示,工程干预进行碳捕捉是固碳主要研究思路。

碳捕集及储存,是一种收集二氧化碳,将它们运输至储存地点并长期封存的技术。专家介绍,简单来说,就是找个坑把二氧化碳埋了,不让它逃进大气层里捣乱。>>详情

封存二氧化碳的方法有哪些?

目前较成熟的二氧化碳封存的方法有地质封存和矿物封存两类。地质封存一般是将超临界状态(气态液态的混合体)的二氧化碳注入深层地质结构中进行封存。常见的适宜碳封存的地质结构包括油田、气田、咸水层、不可开采的煤矿等。专家介绍,这些天然的储藏所空间大、分布广泛,但是由于储层应力场改变以及存在的天然裂缝、断层等地质结构、构造,所以必须要考虑到二氧化碳的泄漏风险。故此,学界正在积极寻找对二氧化碳运移过程进行实时监测的好办法。经过考察计算后选择的地质封存点在严格管理下,注入地层中的二氧化碳可封存一千年以上。

地质封存只是单纯的物理封存法,另一种矿物封存方式则需要经过一系列的化学反应(主要是CO<style="vertical-align: sub;"="">2与含Mg和Ca的矿物发生的放热反应),在催化剂的辅助下,把气体二氧化碳转化成稳定的固体碳酸盐(主要是菱镁矿和方解石)。相比于地质封存,固态碳酸盐矿物质没有泄漏风险,可以永久封存二氧化碳且对环境无害。  

记者2022年8月从中国石化获悉:国内首个百万吨级CCUS(碳捕集、利用与封存)项目——齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS项目日前正式注气运行,每年可减排二氧化碳100万吨。

CCUS是化石能源低碳高效开发的新兴技术,即把生产过程中排放的二氧化碳进行捕集提纯,继而投入新的生产过程进行再利用和封存。齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS项目由齐鲁石化捕集提供二氧化碳,并将其运送至胜利油田进行驱油封存。  

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