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典型的CCUS项目

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挪威:Sleipner二氧化碳注入项目
    Sleipner油田位于北海,距挪威的斯塔万格市西部约250公里。它由挪威最大的石油公司Statoil经营。Sleipner油田生产来自Heimdal砂岩的天然气和冷凝物(轻油),该砂岩位于海平面下约2,500米处。
    天然气是一种混合气体,它通常至少含90%的甲烷,外加其他碳氢化合物,如乙烷和丙烷。通常还包括一些其他气体,如氮气、氧气和二氧化碳;硫化物;以及水。含有这些少量杂质的天然气仍可作为燃料,但是杂质含量高的天然气则无法高效而安全地燃烧。
    Sleipner出产的天然气通常含有较多的二氧化碳(约为9%),但是客户从Statoil购买的天然气时要求二氧化碳含量应低于2.5%。为此,已建造了一个特殊 Sleipner-T,支持一座高20米、重8,000吨的处理设备,该设备可将CO2从天然气中分离。Sleipner-T厂每年制造的CO2约为100万吨。
    为限制各石油公司的碳排放量,挪威政府对石油公司排放到大气中的每吨CO2征收约 50美元的碳排放税。为避免支付此项税费,并作为替代技术的试验,自1996年(Sleipner 开始生产天然气)起,所有提取的CO2都被抽回并封存在地底深处。
    该方法并非让二氧化碳原路返回,因为这样会进一步污染天然气。采取的办法是将二氧化碳注入到一个200米厚、名为Utsira的砂岩层中,Utsira岩层位于北海海底下方约800米处。Utsira岩层不含任何具有商业价值的石油或者天然气;与大多数地下岩层一样,它充满了盐水。Utsira岩层具有较高的孔隙率和渗透性,因此CO2可迅速迁移到侧面并向上穿过岩石层,将砂粒之间的水排开。
    据估计,需要大约6000亿吨的CO2才能将Utsira砂岩的所有孔隙填满。按当前速度来计算,这相当于人类20年间CO2生产量的总和。很可能在Sleipner作为碳氢化合物生产场所的作用丧失后多年,还会继续在这座油田实施CO2封存。全球有很多Utsira岩层这样的深盐水层,这些岩层可用于减缓向大气中CO2和其他温室气体的速度,甚至逆转这一趋势。
    Sleipner项目是第一个在深盐水层中存储CO2的商业范例,因此全球有很多机构和个人都对它所取得的成功表现出浓厚的兴趣。科学家们尤其想知道CO2如何在蓄水层中移动以及是否存在二氧化碳溢出、重返地表的风险。

 


加拿大:Weyburn
    Weyburn油田位于萨斯喀彻温(Saskatchewan)省里贾纳(Regina)市东南130公里处,由加拿大最大的石油公司EnCana经营。
    为鼓励替代性燃料资源的开发,美国政府支持在北达科他州Beulah附近建设大平原合成燃料厂。该厂于1984投入商业运营,其目标是从煤中提炼CH4,每天产量为3,050吨合成天然气,天然气通过输气管道提供给客户,同时还产生13,000吨废气,其中96%是CO2。大平原合成染料厂的废气通过一条长达330公里的管道被送至Weyburn油田,在那里对其进行安全处理并用于生产更多的石油。管道中的气体处于很高的压强之下,高压下的CO2被注入到注入井中,促使原油流向正在采油的生产井。
    CO2超临界流体在高压下被泵入储集层中后,CO2与石油混合,使得石油开始膨胀且粘性降低。膨胀力迫使石油从岩石的孔隙中流出来,使得石油可以更为顺畅地流动。将水抽吸到注入井中,与CO2交替使用,以将释放出来的石油推向生产井。有些CO2会返回到生产井处的地面。这些气体会被回收、压缩,然后重新随管道中的气体一起注入。

    据预测,CO2 EOR技术将使得油田可以多生产1亿3000万桶原油,将油田的商业寿命延长约25年。另据预测,约有2000万吨CO2将被注入并在此项目的生命期中永久存储在 1,400米深的地下。此次在地下存储二氧化碳,以期大幅度减少大气中CO2排放量的试验引起了全世界的广泛兴趣。  

    Weyburn CO2监控和存储项目得到了多家跨国能源公司、美国和加拿大政府以及欧盟的支持。人们担心的一个主要问题仍然是CO2是否能一直在地下封存。
    Weyburn是一个不错的试验地点,因为自1955年以来,这里已完成彻底的地质试验并且还保存了试验结果。包括从1,200处钻孔取得了岩心样本,还有延时地震勘测以及钻孔测井数据。研究人员还采集了地下水样本,以检测钻井中是否存在CO2泄漏。迄今为止,还没有检测到任何泄漏,并且没有任何气体逸出到地表。加拿大政府认为将CO2存储到地下深处将有助于其实现自己在《1997京都议定书》中确立的目标,该目标要求在2008到2012年之间将温室气体排放量降低5%。在Weyburn,CO2的来源是产自地下的煤,因此一个有效的办法是让它返回地下。



阿尔及利亚:In Salah二氧化碳地质封存
    In Salah Gas(ISG)的是一家合资公司,由英国石油公司(33%),阿尔及利亚国家石油公司(35%)和挪威国家石油公司(32%)合资而成。该项目有8个天然气田,位于阿尔及利亚的撒哈拉盆地中部的阿赫奈特-提米蒙,这些油气田包含有1~9%的CO2气体,大大高于0.3%的天然气出口限制,因此需要脱碳设施降低二氧化碳浓度。除了脱碳设施,ISG不是将二氧化碳直接排入大气,而是作出了进一步的全权投资,使生产的二氧化碳压缩和重新注入地质储存,注入高达每年120万吨。二氧化碳流重新注入天然气生产区之一的含水层。这是世界上第一个二氧化碳储存在正在开采的气藏的项目。
    二氧化碳的封存地点的选择取决于地下储存地点是否靠近In Salah天然气处理设施的中心。该地址的储层盖层封闭的完整性表明该地址有足够的存储容量,预测的二氧化碳存储量估计可以达到120亿立方米。储层具有中等到良好的物性,而且储层的压力低于6000psi(约合41.35MPa)。在设计阶段,进行了几次存储的评估,并最终选择了浅层的Krechba石炭系储层作为最合适的解决方案。




以上四张图分别引用自:
http://wenku.baidu.com/view/936757232f60ddccda38a033.html
http://wenku.baidu.com/view/a489258b6529647d27285281.html
http://wenku.baidu.com/view/a489258b6529647d27285281.html
http://www.netl.doe.gov/publications/proceedings/10/rcsp/presentations/Tues%20am/Karen%20Cohen/Wright.ISG%20CO2%20JIP%20US%20DoE%20RCSP%20ARM%20Oct%205%202010%20Wright.pdf

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