新闻网讯(特约记者 刘长华 记者 杨云锋)碳捕集、利用与封存是我国实现“双碳”目标的关键支撑。在实现“双碳”目标的征程上,长江大学的科研工作者们正以科技为笔,在祖国大地上书写着能源绿色转型的新答卷。
清晨七点,齐鲁石化-胜利油田CCUS项目现场,三台注气泵轰鸣骤起,液态二氧化碳如银色长龙,奔涌入数千米深的地下油层。长江大学聂法健教授紧盯着监测屏上跳动的数据,反复确认土壤、水质各项指标。他身旁的G891-12井已“服役”近50年,因含水率高达98%濒临废弃,此刻却在二氧化碳的驱动下奇迹般“返老还童”。
“传统水驱像扫帚扫地,总有死角;二氧化碳则像‘溶剂’,能钻进岩层每个孔隙。”聂法健轻抚斑驳井架解释道。他带领团队攻关的“高温高盐特高含水油藏二氧化碳驱三次采油技术”,让此类废弃油藏“起死回生”,采收率提升10个百分点。其奥秘何在?二氧化碳不仅能高效驱替岩缝中“沉睡”的原油,更在溶于地下水后悄然溶蚀孔道,扩大原油流动通道,并永久封存于地层。目前,这项技术已推广至三大石油公司上百个同类油藏,累计增产原油超千万吨。
同样的场景,在中原油田某实验井现场上演。
2023年1月,寒风卷着大雪,30辆满载液态二氧化碳的罐车在中原油田某实验井现场列阵待命。长江大学付美龙教授裹紧工装,在风雪中仔细检查每一段管线连接。作为乙方现场技术总负责,他深知这场“战役”的分量——团队首创的“常压混砂准干法压裂”技术迎来工业首秀。
“二氧化碳黏度低,常规设备无法携砂。我们研发的硅基增稠剂让它黏度提升数十倍,突破行业瓶颈。”现场施工如精密交响,700方液态二氧化碳与特制增稠剂、支撑剂通过复杂管汇系统,在高压泵车驱动下于井口精准混合注入。指挥车内,经验丰富的甲方专家紧盯压力曲线。当仪表逼近85兆帕上限时,整个会议室专家屏息凝神。“84.56!”四个半小时后,数据定格——砂比10%,加砂量28.5方,二氧化碳封存达90%。“太成功了,干得漂亮!”的赞叹此起彼伏。
在实验室与油田之间,科研的接力从未停歇。
2024年4月,一则“英雄帖”激起了学子们的科研热情,中国石油勘探开发研究院联合多资源协同陆相页岩油绿色开采全国重点实验室发榜《陆相页岩油绿色开采和碳埋存协同方法研究》课题。在赵辉教授指导下,学生王范组建学生团队揭榜出征。他们构建了气-液-固三相相平衡预测模型,基于独创的“无网格连接元高效油藏数值模拟方法”,模拟精度达到商业数值模拟软件水平,计算效率提高10余倍。团队耦合路径追踪算法,如同给地下岩层安装“智能导航系统”,不仅能定性定量表征优势窜流通道位置及程度,更能实现对二氧化碳驱油与封存路径的精准调控。团队进一步提出缝网、注采参数混合系统动态优化调控方法,经矿场实践验证,原油采收率提高4.6%,产出油含蜡量降低0.2%,二氧化碳封存量增加10.2%。凭借这一系列突破性成果,团队斩获“挑战杯”揭榜挂帅全国特等奖,相关技术已在多个油田推广应用。
今年初,“低碳催化与二氧化碳利用全国重点实验室”正式获批,该实验室聚焦二氧化碳“捕集-驱油-压裂-封存”全链条技术。
在低碳催化与二氧化碳利用全国重点实验室里,研究生雷云扉正分析江汉油田送来的油样,“这是江汉油田刚刚送来的钟99-斜1井的又一批油样。”
王长权副教授团队已经对钟99-斜1井进行了持续三个多月的跟踪研究。他介绍,钟99-斜1井是采用二氧化碳前置蓄能压裂技术的试验井,初期日产天然气超千方,原油产量却未达预期。通过精密的高压物性(PVT)实验,王长权团队如侦探般抽丝剥茧。
“就像开啤酒瓶,二氧化碳的能量是缓慢释放的。”王长权手持储油层岩心揭示机理。通过实验,团队发现二氧化碳在高压下与原油混溶,经历“溶胀+降粘+抽提”多种机理的协同作用。虽然地质断层可能让部分气体“逃逸”,但反排率仍远低于常规油藏水平,“封存效果极为优异!”团队据此绘制出“高温高压CO2-原油-地层水三相相平衡溶解度图版”,为油田精准制定补能方案提供“导航仪”。当油样密度从0.84升至0.98g/cm³,他们及时预警稠化风险,指导油田调整生产策略,让盐间页岩油这类“禁区”也焕发新生。
“石油人的战场在地下,但目光要看向碳中和未来。我们的目标是,2030年完成基础理论和关键技术突破,2035年支撑1000万吨减碳,突破二氧化碳深地转化颠覆性技术。”校长刘勇胜自信地说。
(审核 李庆 编辑 李胜杰)