海底封碳——探访我国首个海上二氧化碳封存示范工程

深圳西南约200公里，南海东部海域，深蓝海面上泛着波光，一望无际。从空中俯瞰，矗立于此的恩平15-1平台，在阳光照射下耀眼夺目。

　　“这是二氧化碳回注井的采油树。”中国海油深圳分公司恩平15-1平台钻井总监张凯告诉记者。

　　记者了解到，采油树是一种井口装置，是油气井最上部控制和调节油气生产开发的主要设备。与常规开发井的红色采油树不同，这口井的采油树之所以为绿色，既彰显了其作为回注井的与众不同，也体现了示范工程项目的“绿色”意义。

　　目前，油田开发伴生的成百上千吨超临界状态二氧化碳，正从这里进入一条长长的、深入海底的“绿色通道”，源源不断回注至海底“巨碗”中。

　　不过，建这样一条“绿色通道”极其不易。

　　“难！超预期的难！”回忆起这口二氧化碳回注井的诞生历程，中国海油深圳分公司恩平15-1油田群开发项目组钻完井经理邓成辉连说了两个“难”。他告诉记者，入行15年，历经百余口井的作业，这口二氧化碳回注井是他遇到的最难打的一口井。

　　“这是一个高难度的浅层大位移井，另外还要进行二氧化碳回注，总体作业难度和挑战极高。”邓成辉用“既‘浅’又‘软’”来形容这条“绿色通道”途经区域的地质条件。

　　浅，是指地层浅，目的地——海底“巨碗”在海床以下800米，但距离平台却有3公里远，水垂比大。这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。打这样的大位移井原本难度就很大。与此同时，途经区域地层又很“软”，“娇气”得像豆腐块一样，容易破裂，无法为钻具提供有效支撑。钻具在地层中钻进，“来硬的不行，来软的也不行”。

　　不仅如此，在钻完井作业过程中还面临着套管下入风险、固井质量风险、井眼漏失风险等诸多工程挑战。就像建隧道，既要在合适的地层中沿着既定方向不断前进，又要时刻关注隧道周围会不会发生坍塌，还要防止通道以外地层中的液体渗漏发生倒灌等。加之地下钻井过程无法及时、直观地看到钻头前端以及井筒中的状况，其难度更甚。记者了解到，打一口井深相近的简单井大概需要15至20天时间，但完成这口二氧化碳回注井耗时2个多月。

　　据介绍，这条“绿色通道”总长超3700米，钻进不同井眼深度需要下入不同尺寸的套管稳固井壁，确保钻井通道通畅和安全。套管共有4层，内部最细的注气管柱直径约11厘米，如同一根超长“吸管”。为了确保这口回注井打得成，同时让二氧化碳注得进、封得住，项目团队针对钻完井作业风险以及二氧化碳的特殊性质，开展了有关技术攻关。

　　创新采用特制钻井液——低温流变性稳定钻井液，既能有效抵抗酸性二氧化碳腐蚀，还能支撑井壁、润滑井眼，让钻进之路通畅无阻。同时，还研发出“抗二氧化碳腐蚀水泥浆体系”“低温泥饼预冲洗”“长水平段尾管回接”“低压窜漏全封”等技术，确保该井在长达几十年的注入期间拥有“金刚不坏之身”。

　　为了确保二氧化碳回注周期的井下安全，及时监测井筒的完整性，项目团队还安装了“井下听诊器”，即借助分布式光纤传感技术，实现全井筒监测。“这是某个井下测点的压力值，这是温度，精度可达0.1摄氏度。”在恩平15-1平台中控室，张凯指着监控屏幕上的监测数据告诉记者，每隔一米就有一个监测点，就像数千只敏锐的眼睛，在看不见摸不着的井下无死角观察注气管柱是否存在泄漏。

　　预测封存量达2.58万亿吨

　　我国海底“封碳”潜力巨大

　　顺应全球能源行业低碳化发展大趋势，我国首个海上二氧化碳封存示范工程构建起安全可控的二氧化碳捕集、封存技术和装备体系，攻克了海上操作空间受限、海洋高湿高盐环境、高难度浅层大位移水平井等一系列难题。

　　“开创多项国内首创技术，自主研发制造出我国首套海上二氧化碳封存装置，自主设计实施了我国首口海上二氧化碳回注井，实现了二氧化碳的零排放……”在总结恩平15-1油田二氧化碳封存示范工程时，中国海油深圳分公司恩平油田总经理万年辉表示。

　　这一项目的成功投用，不仅实现了我国海上二氧化碳封存领域从无到有的重要突破，也为后续工作提供了思路，奠定了未来“岸碳入海”的技术支撑和现实条件，为粤港澳大湾区乃至全国提供了快速降碳的可行方案。

　　事实上，二氧化碳捕集利用与封存技术，是国际公认的有效促进碳减排的重要措施，是实现“双碳”目标的关键技术之一，被视为减碳的托底技术。

　　近年来，我国二氧化碳捕集利用与封存技术发展迅速，示范项目加速落地。华能北京热电厂碳捕集项目，成为2008年北京奥运会期间我国对外展示的窗口；甘肃省最东部，华能陇东煤电风光储一体化多能互补综合能源基地建设正酣，拥有全球首个150万吨/年大规模CCUS工程示范项目，建成后将实现低能耗二氧化碳捕集、驱油与封存全流程工业示范……

　　不过，这些都是陆地二氧化碳捕集利用与封存项目，恩平15-1油田二氧化碳封存示范工程开拓了我国二氧化碳捕集、利用和封存的新产业新业态。

　　“相对于陆地碳封存而言，海上碳封存具有选址容易、安全性高、环境影响小、封存规模大等优势。”中国海油深圳分公司开发部经理戴宗介绍。今年1月自然资源部首次发布的中国海域二氧化碳地质封存潜力评价结果显示，我国海上二氧化碳地质封存潜力巨大，预测封存量达2.58万亿吨，可为“双碳”目标实现提供重要支撑。

　　二氧化碳捕集、利用与封存技术有利于海洋石油工业绿色低碳转型。记者了解到，在这一示范工程项目的基础上，中国海油已经在广东惠州启动我国首个千万吨级碳捕集与封存集群项目，未来将捕集粤港澳大湾区排放的二氧化碳，通过管道等方式输送到珠江口盆地海域进行封存。

　　中国海油有关负责人表示，将继续加大科研攻关，推动二氧化碳捕集、封存向二氧化碳捕集、利用、封存发展，提高采油效率的同时解决二氧化碳封存的问题。