時(shí)間才進(jìn)入4月,夏天的氣息已經(jīng)撲鼻而來(lái),高溫更是讓人心煩意亂。而這一切的“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;,就是導(dǎo)致地球溫度不斷上升的溫室氣體,在這些溫室氣體中,65%以上為二氧化碳(CO2)。
二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中形成一種無(wú)形的“玻璃罩”,使太陽(yáng)輻射到地球上的熱量無(wú)法向外層空間散發(fā),導(dǎo)致地球表面變熱。自工業(yè)革命以來(lái),二氧化碳的增長(zhǎng)速度是上一次冰河時(shí)代結(jié)束時(shí)的100倍。不僅如此,二氧化碳還會(huì)在大氣中停留數(shù)千年,進(jìn)一步加劇地球變熱,從而導(dǎo)致一系列極端問(wèn)題的發(fā)生。
那么,面對(duì)“來(lái)勢(shì)洶洶”的二氧化碳?xì)怏w,除了依靠自然循環(huán)吸收之外,人類(lèi)還有其它的辦法嗎?有!那就是“捕捉”二氧化碳?xì)怏w,并把它“關(guān)”起來(lái)并加以利用。
從地質(zhì)循環(huán)來(lái)看,二氧化碳主要是由燃燒煤等化石燃料而產(chǎn)生,但“解鈴還需系鈴人”,在人類(lèi)油氣開(kāi)采過(guò)程中,二氧化碳卻是離不開(kāi)的伙伴,與其有著不解之緣。尤其在非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)與二氧化
碳減排工作均面臨諸多困難的今天,二氧化碳因其特殊物性,在有效提高非常規(guī)資源開(kāi)發(fā)效率上卻是一個(gè)利器,堪稱(chēng)油氣工業(yè)的“寶貝”。
在油氣田開(kāi)采最初,一部分油氣在巨大的壓力下,可以自己噴射出來(lái),但是慢慢的,有些巖層孔隙中的油氣就失去了自噴能力。后來(lái)研究人員相繼發(fā)明了注水驅(qū)油、化學(xué)驅(qū)油和蒸汽驅(qū)油等開(kāi)采技術(shù)。而這其中,利用二氧化碳開(kāi)采油氣,不僅能把孔隙中的油氣開(kāi)采出來(lái),同時(shí)在二氧化碳驅(qū)的過(guò)程中還能把部分二氧化碳埋存到油層中,在油田廢棄后實(shí)現(xiàn)將其永久“關(guān)”在地下,可謂是一舉兩得。
能夠?qū)崿F(xiàn)如此,主要得益于二氧化碳獨(dú)特的特性,當(dāng)溫度壓力高于臨界點(diǎn)時(shí),其性質(zhì)發(fā)生變化:形態(tài)近于液體,黏度近于氣體,擴(kuò)散系數(shù)為液體的100倍,這時(shí)的二氧化碳是一種很好的溶劑,其溶解性、穿透性均超過(guò)水、乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。當(dāng)原油溶于二氧化碳時(shí),可以補(bǔ)充地層能量使原油體積膨脹,黏度下降,還可以降低油水間的界面張力,形成溶解氣驅(qū),提高原油流動(dòng)能力,從而提高油田驅(qū)油效率與采收率。
也正因?yàn)槎趸季哂腥绱藘?yōu)秀的“團(tuán)隊(duì)協(xié)作”能力,在非常規(guī)油氣資源開(kāi)發(fā)提上日程的今天,它在開(kāi)采具有“三低”特性、水敏和水鎖等現(xiàn)象的非常規(guī)油氣儲(chǔ)層時(shí),具有對(duì)儲(chǔ)層傷害小、增產(chǎn)幅度大、節(jié)水環(huán)保和一體化封存等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。主要就是通過(guò)向致密儲(chǔ)層注入二氧化碳,利用二氧化碳與甲烷在地層中吸附能力的差別置換甲烷,溶于原油,降低原油黏度,同時(shí)溝通儲(chǔ)層,形成縫網(wǎng),有效增加儲(chǔ)層的滲透率,進(jìn)而提高油氣采收率。而頁(yè)巖等致密儲(chǔ)層本身結(jié)構(gòu)致密,具備良好的封存條件,是繼老油氣田后,實(shí)現(xiàn)二氧化碳地下埋存的又一良好場(chǎng)所。
我國(guó)低滲透和稠油資源非常豐富,在這些油藏中利用二氧化碳提高采收率的潛力巨大。超臨界二氧化碳以其極強(qiáng)的流動(dòng)性和擴(kuò)散性,貫穿能力好,易形成復(fù)縫網(wǎng)絡(luò),正在用于頁(yè)巖油氣儲(chǔ)層壓裂。尤其最近,我國(guó)在松遼盆地頁(yè)巖油儲(chǔ)層中創(chuàng)新使用超臨界二氧化碳大型復(fù)合壓裂工藝,取得了陸相常壓高粘土頁(yè)巖油戰(zhàn)略突破,進(jìn)一步證實(shí)了該技術(shù)的可靠與有效。
那么,我國(guó)可供二氧化碳居住的“家”多不多呢?沉積盆地是可以封存二氧化碳的地質(zhì)構(gòu)造,國(guó)內(nèi)適宜進(jìn)行油氣勘探的沉積盆地總面積約550×104平方千米,尤其我國(guó)東部火力發(fā)電廠較為集中,油氣田為數(shù)甚多,是國(guó)內(nèi)實(shí)施二氧化碳“捕捉”并進(jìn)行地質(zhì)封存的有利條件。
當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)成為世界第二大二氧化
碳排放國(guó),減排形式非常嚴(yán)峻,單純進(jìn)行埋存需要投入巨大的資金,而在諸多二氧化碳減排方法中,地質(zhì)永久封存是處置二氧化碳最有效最現(xiàn)實(shí)的方法。因此發(fā)展二氧化碳埋存與油氣田高效開(kāi)發(fā)一體化技術(shù),能夠起到“一箭雙雕”的作用,無(wú)論是對(duì)于
節(jié)能減排還是提高油氣采收率都具有重要的意義。
相信在不久的將來(lái),隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷覺(jué)醒,以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,溫室氣體二氧化碳不僅不會(huì)再危害人類(lèi),反而會(huì)成為人類(lèi)的工具,幫助人們更好地建設(shè)美麗地球,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處。
(作者單位:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心)
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