
准东采油厂CCUS项目现场。图片由准东采油厂提供
在准噶尔盆地东部的戈壁荒原上,彩南油田的钻井平台正以稳定的节奏注入着特殊能量——经过捕集提纯的二氧化碳,在地下数百米的油藏中完成着“变废为宝”的神奇蜕变:既实现了温室气体的安全封存,又唤醒了沉睡的剩余原油。
作为新疆油田CCUS(碳捕集、利用与封存技术)产业布局的核心载体,新疆油田公司准东采油厂以彩南、沙南油田为试验场,攻克低渗透油藏开发难题,描绘2030年年注碳150万吨、年增油10.9万吨的宏伟蓝图,在能源绿色转型与老油田稳产增效的双重命题下,走出了一条独具特色的技术革新之路。
缘起破局
锚定双需寻转型密钥
准东采油厂所辖彩南、沙南油田长期面临低渗透、强水敏油藏开发的行业性难题,传统注水开发模式已难以为继。彩南油田彩9井区西山窑组储层属中孔低渗-特低渗类型,强水敏性导致注水开发效率低下,水驱采收率逼近极限,而地层压力保持在20兆帕左右,室内实验测定最小混相压力为26.1兆帕,具备通过补充能量实现二氧化碳近混相或混相驱的潜力;沙南油田沙丘5井区梧桐沟组、韭菜园组同样呈现中孔特低渗、中等偏强水敏特征,注水开发效果不佳,亟需突破性技术唤醒剩余油储量。
准东地区紧邻经济技术开发区,煤化工、电力等产业密集,拥有丰富且集中的高浓度二氧化碳排放源,为CCUS项目提供了稳定的碳源保障。
行业内CCUS—EOR(碳捕集、利用与封存—提高原油采收率)技术的实践表明,二氧化碳注入低渗透油藏后,既能改善储层渗透性、驱动剩余油流动,又能实现长期地质封存,完美契合准东采油厂“绿色转型+稳产增效”的双重需求。
更为关键的是,CCUS技术探索与新疆油田公司“2112”战略工程高度契合,是准东采油厂“1345”发展战略中绿色低碳转型的核心组成部分。
为破解低渗透油藏开发困局、落实“双碳”目标、延伸油田经济寿命,准东采油厂果断启动CCUS技术革新与试验应用项目,通过系统性探索构建适配区域油藏特征的技术体系,为千万吨级储量盘活与绿色油田建设注入新动能。
科学布局
三维适配定发展蓝图
准东采油厂的CCUS探索,以“地质适配、目标科学、全链协同”为核心,构建起覆盖资源、技术、战略的三维布局体系。
在地质适配层面,彩南、沙南油田的“开发短板”实则成为CCUS技术的“天然优势”。彩9井区前期C2024等井组试注证实,注入二氧化碳后储层渗透性改善、产量提升;沙南油田前期井组试注虽未全域见效,但为掌握气体运移规律积累了关键数据。方案编制依托“地质—实验—现场”三位一体论证,通过油藏精细评价明确水驱瓶颈,借助室内实验验证驱替机理,以先导试验支撑规模化应用,确保技术与油藏精准匹配。
在目标设定层面,2030年,每年注碳150万吨、每年增油10.9万吨的核心目标兼具多重支撑:准东区域工业排放源提供稳定碳源;目标油藏的地质储量与剩余油潜力构成增油基础;先导试验成效为目标放大提供数据支撑,同时与各级战略规划深度契合,准东采油厂旨在打造新疆油田东部CCUS产业示范区。
在全链规划层面,遵循“就近利用、安全高效、一体化设计”原则。碳捕集近期依托煤化工企业,中长期拓展至电厂等排放源;运输采用“管网为主、槽车为辅”模式,保障大规模低成本输送;注入层位优选构造稳定、封闭性好的已开发油藏,通过优化注采井网与参数,实现封存安全与驱油增效双重目标。
技术攻坚
三分离路径破行业难题
面对强非均质油藏易气窜的挑战,准东采油厂超前研发,创新提出“封堵—气液分离—气气分离”技术路径,以“循序渐进、效益优先”为核心思路,模块化突破规模化应用瓶颈。
“封堵”环节直击二氧化碳气窜痛点,聚焦“智能响应”与“深部调驱”创新:二氧化碳响应型智能凝胶或泡沫体系遇高浓度二氧化碳可快速相变,选择性封堵气窜通道;纳米材料能深入微细孔喉实现液流转向,“堵调驱一体化”思路优化气体运移路径,迫使二氧化碳驱替未波及原油。目前,气窜封堵化学剂室内评价成效显著,已筛选出有效体系,计划2026年在彩9、沙丘5等井组开展现场试验。
“气液分离”环节针对采出液气液比波动问题,研发高效紧凑的分离与回注装置。2025年底启动的地面分离和回注试验已准备就绪:采用旋流与膜分离组合工艺,适配油田分散式处理需求;设备按野外环境标准打造,具备耐腐蚀、宽工况调节能力;回注参数采用阶梯式增压与变流量方案,嵌入在线监测系统。试验将重点验证混合气回收率、装置稳定性、地层适应性及腐蚀控制效果。
“气气分离”环节瞄准规模扩大后伴生气提纯难题,研发低能耗、高适应性工艺,目标纯度85%以上。相较于常规技术,此次革新多重突破:能耗控制通过高效压缩机、余热回收及流程优化实现;腐蚀与冻堵防控从材料(抗腐蚀设备)、工艺(深度脱水、伴热防冻)、监测(在线预警)三方面发力,确保项目安全高效推进。
落地保障
多维度筑牢转型根基
从技术试验到规模化落地,准东采油厂规划“先导试验—扩大试验—全面推广”三步走战略,聚焦三大工程瓶颈突破:大规模低成本碳捕集与输送体系、复杂油藏规模化注采工艺与监测技术、全产业链经济性优化与商业模式创新。
推进过程中,注入站建设采用“枢纽站+卫星站”布局,2026年至2028年优先在彩9、沙丘5等见效区块建成2—3个规模化注气站;井网优化从不规则井组逐步调整为规则井网,形成有效驱替压力系统;管网铺设先建重点碳源与注气站干线,再延伸支线,构建覆盖主要目标油藏的输送网络。
增油目标通过“连续气驱为主、气水交替为辅”实现:彩南油田因强水敏采用连续二氧化碳驱,改善储层渗流能力;沙南油田等非均质性强的区块探索气水交替注入,通过水段塞控制气体流度。所有驱替方式均基于数值模拟与先导试验反馈个性化设计,确保二氧化碳与原油高效作用。
安全环保与成本控制是核心保障。采油厂建立“地—井”一体化监测体系,对二氧化碳封存体进行长期立体化监控,制订完备应急预案并严格执行环评;成本控制通过技术革新、规模效应、政策支持、碳交易探索及全链优化实现,确保项目经济可行。
依托新疆油田已形成的“碳源保供、高效驱替、安全封存”“准噶尔模式”,准东采油厂在技术研发、资源整合等方面获得全方位支持,加速推动项目规模化落地。
展望赋能
深耕试验筑绿色标杆
当前,准东采油厂CCUS技术试验正处于关键推进阶段,后续将持续聚焦试验核心目标,深化技术研发与现场验证,为2030年规模化目标落地奠定坚实基础。
下一步,该厂将重点推进三项工作:一是深化现场试验,2025年底启动地面分离和回注试验,2026年开展气窜封堵技术现场先导试验,通过实际工况验证技术效果,优化参数设计与工艺方案;二是完善技术体系,针对试验过程中暴露的问题,持续优化“三分离”技术与驱替策略,构建覆盖全链条的标准化技术流程与操作规范;三是强化风险防控,完善安全环保监测体系与应急预案,确保碳封存安全与试验过程环保合规,同时通过技术革新与规模效应控制成本,提升项目经济性。
准东采油厂CCUS技术革新与试验应用,不仅是破解低渗透油藏开发困局的技术探索,更是油田行业践行“双碳”目标的生动实践。通过试验阶段的持续深耕,将逐步形成适配复杂陆相碎屑岩油藏的CCUS技术体系与工程经验,为千万吨级储量盘活与绿色油田建设提供有力支撑。
未来,随着技术的不断成熟与规模化应用,准东采油厂将进一步激活沉睡油藏储量,降低开发碳强度,打造国内CCUS—EOR技术应用的标杆示范区,为我国能源安全与“碳中和”目标贡献准东力量。
责任编辑:杨艺佩杉