早上起床穿上衣服,走进洗漱间拿起杯子和牙刷进行洗漱,或许再涂上口红,出门坐上交通工具,来到办公室敲起键盘……这是不是你的日常?
如果是,那么恭喜你,你被石油“包围”了!
小到口红、塑料、衣服,大到汽车、飞机、轮船,其实都离不开石油,石油化工产品涵盖了衣、食、住、行等方方面面,与我们的日常生活息息相关,其重要性不言而喻。
▲石油炼化产品示意图。来源:国家市场监管技术创新中心 石化、国联云
在我国油气资源储备中,海洋是不可小觑的部分,仅南海油气资源总量就占全国油气资源总量的1/3。然而,它的开采并不简单……
新时代青年,新质生产力。深圳青年以其前沿的思维、无限的创意和不懈的奋斗,成为培育和发展新质生产力的主力军。他们敢于追梦,勇于担当,用智慧和汗水书写着青春的华章。本栏目将聚焦新时代深圳青年的成长与发展,展现他们的风采与力量,激励广大深圳青年在高质量发展的大潮中勇立潮头、挺膺担当。
这是一场
海上的“逃逸”与“抓捕”
深圳西南约200公里,南海东部海域,碧海蓝天之间,一抹明艳的橙黄色格外显眼。从空中俯瞰,矗立于此的恩平15-1平台像一个“巨无霸”,与海浪波涛进行着“搏击”。
这是目前亚洲最大的海上原油生产平台,拥有我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目。
▲来源:中国海油
在地下岩层深处,不但有珍贵的油气资源,也有二氧化碳等温室气体。
恩平15-1油田是我国南海东部海域首个二氧化碳气顶油田,二氧化碳含量高达95%,像是油田的“头顶”盖了一顶由二氧化碳形成的“帽子”。
在开采原油时,这些伴生的二氧化碳会一并采出,“逃逸”到大气中,如不及时“抓捕”,则会影响环境。
▲恩平15-1平台。来源:中国海油深圳分公司
2020年,“双碳”目标提出,油田绿色开发更显重要,“中国海上首个百万吨级二氧化碳回注封存项目团队”也应运而生。
这支来自中海石油(中国)有限公司深圳分公司的青年团队平均年龄只有33岁,他们的研究重点是“二氧化碳地质封存”。
▲项目团队在讨论注气方案设计。
“二氧化碳地质封存”,即将二氧化碳从大气中或者工业排放源中捕获、分离、压缩至高压状态,通过注入地下岩石孔隙中,实现长期封存,是国际公认的可有效促进碳减排的重要技术手段。
海洋中二氧化碳地质封存潜力巨大,近十年来已有多个国家尝试开展海上二氧化碳地质封存实践。而当时,国内暂无海上二氧化碳地质封存应用实例。
“国内海上相关研究经验几乎为零,我们必须自己趟出一条路来!”时任中海石油(中国)有限公司深圳分公司南海东部石油研究院恩平油田开发项目组主任谢明英坚定地说。
此时,恩平15-1油田已进入了基础建设阶段,留给方案研究的时间只有2个月。
这项艰巨的任务落到了孙晓娜所在团队的头上。
毕业于中国石油大学(华东)的孙晓娜当时32岁,作为一名油藏工程师,她以往的工作是思考如何开采出更多的原油,而研究二氧化碳地质封存还是头一回。
▲孙晓娜查阅文献。
“就地下的特点而言,国际上的运行项目以及国内的陆上实验,和我们这个项目具有较大的差异,可借鉴的经验非常有限。这个方案一开始从哪些方面去论证?需要去做哪些方面的研究?我们都不知道。”
研究初期,由于时间紧急、经验缺乏,问题接踵而至。怎样的水层适合封存?注入后二氧化碳会不会逃逸?每一个问题都如同一道关卡,阻挡着团队的步伐。
为了补全专业短板,孙晓娜和团队成员白天查资料、看文献、请教各大高校和研究所的专家,晚上调模型、跑方案、定思路;地质工程师柴愈坤一遍遍仔细梳理和论证可以封存二氧化碳的水层……
▲孙晓娜和团队成员在进行讨论。
最终,团队仅用1个半月就完成了二氧化碳封存方案研究,将目标瞄准了埋深近900米的“穹顶”式咸水层,提出浅层大位移井干气回注方案,迈出了海上二氧化碳捕集与封存的第一步。
从方案到设备
技术攻关实现了国产化突破
“方案通过审查并不是研究的终点,目前国内海上二氧化碳咸水层封存技术相对空白,我们需要继续深化攻关。”深圳分公司开发部经理戴宗强调说。
开展这一攻关任务的,是当时38岁的张琪及其团队。毕业于西南石油大学的张琪,是中国首个海上百万吨级二氧化碳捕集封存示范工程地面工程技术总负责。她带领技术团队反复研究各项关键技术,探索建立与海上CCS(碳捕集封存)项目相关的技术规范和管理体系。
▲张琪在工作中。
“海上和陆上具有较大技术差异,需要去研究能够适用于海上的装置,并在具体实施中把纸面上的东西变成实际的设施,让项目能够顺利投用。”
对此,他们通过各种方式与国内外科研机构进行技术交流,并开展了一系列专题研究。
▲张琪组织项目组技术人员与研究总院、恩平作业区联合开展设计后评估技术讨论。
在对具体技术细节性的风险各个击破后,张琪带领团队设计出适用于海洋环境的首套国产化二氧化碳超临界压缩机,编制出海上二氧化碳超临界压缩机设计原则,实现了海上二氧化碳封存设备的国产化突破。
▲恩平15-1平台建造现场。
在没有海上应用先例参考的情况下,张琪和团队成员突破常规思路,对二氧化碳捕集封存技术抽丝剥茧,形成核心自主知识体系,最终保证了首个二氧化碳回注地面工程的成功投用。
从平台到“大碗”
他们打通了“绿色通道”
地质工作者已经在平台附近找到一个能够封存气体的地质构造,该构造像一个“大碗”扣在海底一样,能够实现长期稳定封存。海上二氧化碳封存的设备也已经设计制造成功,要对二氧化碳进行回注封存,接下来便是打通“绿色通道”。
▲回注示意图。
“我所做的工作就是从平台钻一口井到这个‘大碗’,建立起二氧化碳回注封存的通道,就像一个针头从平台延伸到‘大碗’之中, 可以从平台源源不断地向这个‘大碗’注入并封存二氧化碳气体。”毕业于中国石油大学(北京)的李晶晶今年38岁,在去年参与中国海上首个百万吨级二氧化碳回注封存项目时,作为现场钻井总监,参与实施了该回注井的钻井作业。
▲李晶晶和团队成员根据随钻监测参数分析井下情况。
当时地质工作者找到的这个“大碗”,距离平台大约3公里,而垂直深度只有不到900米,这就决定了该回注井是一口浅层的大位移井。“从钻井工程的角度来讲,大位移井本身就非常具有难度,再加上‘浅层’因素的叠加,更是难上加难,在中国海油范围内还没有人实施过如此难度的大位移井。”李晶晶回忆道。
▲作业讨论部署。
表层井段井眼的弯曲程度很高、浅层所带来的井壁不稳定问题、井眼大位移延伸时的岩屑清洁问题、面对二氧化碳腐蚀如何保证井筒能够长期有效封存气体不泄漏等等,都是钻井作业团队面临的实际困难。
他们用行动践行了铁人王进喜同志“没有条件创造条件也要上”的精神,通过技术创新,逐个攻克了这些难题。
▲恩平15-1二氧化碳回注井完工合照。
成功闯关的项目团队一鼓作气,经过近18小时不间断的随钻跟踪,最终保证了水垂比(水平位移与垂直位移比值)高达3.59的大位移二氧化碳回注井成功实施,打通了从平台到目标咸水层的“绿色通道”。
“启动!”2023年6月1日,随着一道指令在恩平15-1平台发出,油田开采伴生的二氧化碳气体化身一股“气龙”,通过“绿色通道”被封存进入埋深近900米的地下咸水层中。
▲来源:中国海油深圳分公司
这标志着我国首个海上二氧化碳咸水层封存项目正式步入示范阶段,填补了我国海上二氧化碳封存技术空白,开启了中国海上碳捕集、封存与使用的新篇章。
“当时我很期待、很兴奋,现场同事给我发消息的那一刻,真切意识到这个项目终于落地了!”孙晓娜说。
而张琪的心情则比较平静:“因为就是我们搞的工程,准备工作做得很充分。”
李晶晶当时正在其他平台进行钻井作业,也是通过直播等其他渠道一直关注着。“回想起我们处理井下困难的时候,4天可能只休息了8个小时,但在这一刻也觉得很值得,更多的是参与这种大型高难度项目的荣誉感、成就感和自豪感。”
▲投产后现场生产人员正在进行系统参数设定工作。
中国海上首个百万吨级二氧化碳回注封存项目成功投用,可实现超150万吨二氧化碳安全封存,相当于植树近1400万棵。
恩平15-1油田二氧化碳咸水层封存项目形成的技术体系,犹如一把“利剑”,斩开了海上二氧化碳封存创新之路。相关技术成果获中国海洋学会2022年度中国十大海洋科技进展、第二届“创青春”中国青年碳中和创新创业大赛全国赛创新组金奖等荣誉。
▲“创青春”全国金奖获奖团队。
目前,“中国海上首个百万吨级二氧化碳回注封存项目团队”正向着海上二氧化碳回注封存规模化应用发起冲锋。
发展“新动能”,“碳”路新模式,他们在实践中行稳致远,为粤港澳大湾区绿色发展贡献不竭青春力量。
向绿而行、稳步推进,蓝色国土上一幅“绿色图景”正加速铺展。








