推动实现碳中和 重庆大学10年攻关提升页岩气开采率

2021年04月06日16:28  来源:人民网-重庆频道
 

  世界首台超临界CO2(二氧化碳)致裂驱替CH4(甲烷)的实验装置。黄军 摄

  人民网重庆4月6日电 (陈琦、黄军)今(6)日,重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室公开发布了一项重要研究成果。该实验室历经10多年,研发出世界首台超临界CO2(二氧化碳)致裂驱替CH4(甲烷)的实验装置,并在页岩气开采技术上实现了重大突破,不仅节约水资源,还能在提高页岩气采收率的同时实现二氧化碳的地下封存,有力推动碳中和的实现。

  该实验室主任、博士生导师卢义玉介绍,目前,页岩气开采主要采用水力压裂技术,但该技术存在耗水量巨大、采收率低等问题。

  卢义玉说,我国页岩气特别是陆相页岩气富集区大多处于重点缺水地区,水资源缺乏严重制约页岩气的工业化开采;再者,我国页岩气储层黏土含量高,黏土遇水产生水化膨胀,易伤害储层,导致储层改造效果差,采收率低。

  怎样实现页岩气的高效率采集,同时又节约水资源?

  2009年,该实验室联合国内相关单位,在国际上率先提出“超临界CO2强化非常规天然气高效开发与地质封存一体化”的学术构想:利用超临界二氧化碳(类似超临界流体)的低界面张力和高密度特性,作为压裂液进行储层改造,利用二氧化碳强吸附能力置换煤层气、页岩气,提高采收率,同时实现二氧化碳的地下封存。

  简单来说,就是将排放的二氧化碳收集起来再利用,换一种形态后用来取代水,进行页岩气储层压裂改造,实现页岩气的开采,同时这些二氧化碳可以被封存在地下。

  卢义玉介绍,页岩气储层有一个特点,就是致密。如果要把页岩气从2000多米甚至更深的地下采出来,首先要构建页岩气流通的通道,这个时候就需要水力压裂技术。但是这一技术耗水量巨大,单口页岩气井需要“万方水千方砂” (1.5万—3.0万吨水)。如果用工业生产排放的二氧化碳,将其“变”成超临界二氧化碳后,这些水资源都将被节约。

  2017年6月,在延长国家级陆相页岩气示范区,团队开展了全球首次超临界CO2压裂现场试验并取得圆满成功。页岩气增产效果显著,单井日均产量提高了2.5倍,同时CO2实现了有效封存。

  同时,该实验室在二氧化碳捕集方面也开展了相关研究,参与了国家电投集团远达环保工程有限公司合川双槐电厂二氧化碳捕集示范工程的建设,形成了全流程二氧化碳捕集、利用与封存的研发链条。

  据了解,“超临界CO2强化非常规天然气高效开发与地质封存一体化”推广应用前景广阔,可有效节约水资源,并可为我国二氧化碳规模化封存提供新选择,有望成为实现碳中和的重要技术之一。

(责编:盖纯、张祎)

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