啃下降碳增油“硬骨头”

来源：科技日报

图为大庆油田采油七厂敖南油田非混相驱CCUS全产业链示范基地核心区。徐立志摄

走进大庆油田采油七厂敖南油田CCUS-EOR（二氧化碳捕集利用封存与提高原油采收率）扩大试验区，生产监控及预警平台上各生产单元数据平稳闪烁。“这套自主研发的CCUS预警软件平台专用模块系统已稳定运行2个月了，井、间、站全靠它集中监控，实现了从‘人找故障’到‘故障找人’的管理方式转变。”采油七厂CCUS项目经理部技术人员王兆泓说。

CCUS-EOR是一种将二氧化碳捕集、利用、封存与提高原油采收率（EOR）技术相融合的减排增油技术。不久前，大庆油田采油七厂敖南油田CCUS-EOR扩大试验区集输系统成功投运。作为我国CCUS-EOR先行者，大庆油田属于典型二氧化碳驱非混相油藏，1996年开展二氧化碳驱油探索，2014年在大庆外围榆树林油田突破特低渗透储层开发难题，实现连续9年稳产。

2024年，大庆油田敖南油田开展CCUS-EOR扩大试验。截至目前，该试验区已累计向地层注入液态二氧化碳8.53万吨。亮眼的数字背后，是一场从技术突围到攻坚投产的硬核突破。

创新方案提升工程质效

CCUS-EOR技术捕集工业排放的二氧化碳，将其注入油藏用于驱油和实现封存，从而达到碳减排与石油增产的双重目标。

如果大庆油田敖南油田开展的CCUS-EOR扩大试验证实可行，那将实现降碳增油的双重效益，让外围油田重新焕发勃勃生机。

然而，这把实现双重收益的“金钥匙”却在大庆油田遇上了“硬骨头”。“大庆油田油藏深度浅、压力偏低、原油质地黏稠、地下岩层缝隙疏密不均，无法实现混相驱替，这会使驱油最终效果打折扣。”CCUS项目经理部技术人员白雪峰说。

于是，CCUS项目经理部把目光落在了提压促混技术上，希望通过注气压力、焖井、油井流压控制组织，使地层压力尽可能地接近混相压力。当时，国内外还没有工业化应用的先例。为此，他们在敖南油田选择了1个试注井组开展先导试验。经过1年多的探索，部分采油井初见成效，这为后续验证技术适应性，开展扩大试验奠定了基础。然而，在扩大试验中，技术人员发现原方案中部分井区的注采井距太远，驱油“力道”难以传递，若不调整注采系统，试验开发效果将难以保证。

为此，该项目部编制了多套扩大试验补充方案，结合经济效益与建设周期，最终将方案调整优化为：不新钻注入井，而是把原有油井转成注气井，基本保持现有井网，确保最佳开发效果。

“有了这套方案的加持，采油七厂仅用113天就完成了一座日处理能力800吨规模的液态二氧化碳注入站，以及22口注入采出井及配套集输工艺流程建设。项目投产前累计向地层注入液态二氧化碳4.66万吨，地层压力也接近了混相压力。”CCUS项目经理部技术人员张兴广说。

“由于注入地层中的是液态二氧化碳，压力高温度低，因此容易造成井口管线冻堵，这也是CCUS-EOR工程日常管理上面临的共同难题。而对于我们非混相驱开发来说，这种风险更高。”CCUS项目经理部技术人员孙华玺说。伴随投产工作的推进，井口回油低温的情况也越来越多。

为了顺利投产，在大庆油田CCUS专班及相关部室的组织下，CCUS项目经理部闯出新路：创新采用“水气交替+焖井扩散+单井动态调控+产液量大及末端井先进环”的投产方式，实现了扩大试验区38口投产井一次性顺利投产。

“水气交替就是先要用水封堵气窜通道，再把二氧化碳驱赶到原来水到不了的地方去驱动原油。”孙华玺说，而焖井扩散则类似于将干海绵浸入水中：若将海绵立即取出，内部仍是干的；但若压在水中让其“焖”一会儿，水便会缓慢扩散，逐渐渗透至海绵每一个细小孔道。对应到油藏中，注气后关井“焖”一段时间，正是为了让二氧化碳在地层孔隙中有足够时间扩散，并与原油充分作用。这一过程能有效降低井口采出气量，避免因低温二氧化碳集中产出而导致的集油环冻堵风险。

持续攻关“唤醒”沉睡原油

“在探索新路的过程中，技术是关键。”该项目部经理夏泽成心里有本明白账，科研人员不仅需要在复杂的地下迷宫中进行精密的“气体推油”操作，还要面对注入参数设计、驱替过程控制等前所未有的挑战，更要应对二氧化碳气窜、腐蚀、冻堵等生产管理难题。

为此，CCUS项目经理部以技术为驱动、管理为保障，充分利用扩大试验，积攒起了专业化的开发技术和生产管理经验。如今，他们已承担及参与多项科研项目，开展《敖南油田低渗透储层吸气下限研究》等6项研究攻关，有针对性地开展二氧化碳驱控气窜工艺技术、二氧化碳驱井筒防腐技术等五项工艺技术研究，为后续效果达标后的工业化推广铺平道路。

据了解，目前，他们正在制定完善涵盖二氧化碳驱油藏、采油、地面、生产安全四方面的适用性标准规范，着力构建具有自主知识产权的技术体系，打造可复制推广的敖南二氧化碳开发管理体系。

“我们将继续强化工程思维，以大庆油田高质量发展为中心，做好四个注重，走好低碳转型四条道路。”夏泽成说，他们秉承“共创共享、合作共赢”发展理念，建立了一条外部顺畅沟通、内部高效协作的技术发展道路，促进CCUS工程技术一体化发展。

当碳流在地下发力，慢慢“唤醒”沉睡的原油，这场技术突围早已超越了单一工程的意义，它不仅让“老油田”有了“新生命”，更在碳捕集利用的赛道上，为能源行业低碳转型踩下扎实一步。