武漢巖土所提出二氧化碳地質(zhì)利用與封存井筒廢棄處置指南

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曉木蟲

武漢巖土所提出二氧化碳地質(zhì)利用與封存井筒廢棄處置指南

摘要: 　　在二氧化碳（CO2）地質(zhì)利用與封存（CCUS）領(lǐng)域，井筒廢棄過程是項目閉場階段的重要一環(huán)。目前，全球CCUS項目井筒廢棄經(jīng)驗(yàn)非常稀缺，只有30多年的二氧化碳強(qiáng)化采油（CO2-EOR）工程方面的一些經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。國際上 ...

　　在二氧化碳（CO2）地質(zhì)利用與封存（CCUS）領(lǐng)域，井筒廢棄過程是項目閉場階段的重要一環(huán)。目前，全球CCUS項目井筒廢棄經(jīng)驗(yàn)非常稀缺，只有30多年的二氧化碳強(qiáng)化采油（CO2-EOR）工程方面的一些經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。國際上挪威、荷蘭、美國等提出了相關(guān)的廢棄井作業(yè)法規(guī)，并已開展了CCUS項目中廢棄井作業(yè)。在國內(nèi)，中國國家發(fā)展和改革委員會雖已頒布油氣行業(yè)廢棄井作業(yè)指南，但是CCUS項目中廢棄井作業(yè)法規(guī)尚無指南，也沒有這類項目中廢棄井作業(yè)公開案例。
　　中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)學(xué)習(xí)所針對國內(nèi)第一個全流程二氧化碳深部咸水層封存示范工程項目（神華鄂爾多斯碳封存項目），首次提出了CO2作業(yè)井的廢棄處置流程（圖1），即：1）確定注入井的井型，明確廢棄目標(biāo)；2）在進(jìn)行廢棄作業(yè)之前，先利用緩沖液沖洗注入井，測定井底儲層壓力，并且進(jìn)行井筒穩(wěn)定性評估和完整性測試；3）調(diào)研管柱結(jié)構(gòu)和相關(guān)材料，確保所選材料能耐CO2腐蝕，如不滿足要求，需采取補(bǔ)救措施；4）確定封堵塞的位置和尺寸；5）廢棄作業(yè)施工，且施工中監(jiān)測井筒變化；6）施工作業(yè)完畢后，確定長期監(jiān)控作業(yè)計劃。其次，為了更為直觀地評價和量化廢棄井筒每個封堵層位，根據(jù)中國國內(nèi)法規(guī)和油氣行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，建議選取壓力系數(shù)、蓋層、可飲用水層、未開采資源層、可疑泄漏通道、射孔層、開采未射孔油氣層、注水層和廢水處理層為廢棄井作業(yè)的評價指標(biāo)；引入M-AHP法篩選和評估封堵層位，量化每個封堵層的重要程度，確定封堵塞的位置，同時確定每類封堵塞的長度。M-AHP法是在常規(guī)層次分析法上修改而來的，該方法弱化計算過程中人為主觀影響力，更適合非專業(yè)技術(shù)人員直觀有效地篩選封堵層。最后計算得出，神華鄂爾多斯碳封存項目注入井廢棄的封堵層位（圖2）分別是志丹組、直羅組、延安組、和尚溝組、劉家溝組、石千峰組、石盒子組、山西組和馬家溝組；同時參照中國廢棄井及長停井處置指南，強(qiáng)制性補(bǔ)充第四系層位為必要的封堵層。整個評價流程邏輯嚴(yán)密，評價方法簡單易行，評價工具轉(zhuǎn)化推廣。
　　該學(xué)習(xí)相關(guān)成果在線發(fā)表于溫室氣體國際期刊Greenhouse Gases: Science and Technology，第一作者為武漢巖土所學(xué)習(xí)員李琦。該學(xué)習(xí)成果得到中澳二氧化碳地質(zhì)封存項目第3期（CAGS3）和中歐煤炭利用近零排放合作項目（NZEC IIA）的共同資助。