CO2地质封存项目和酸性油气藏开发过程中,井筒是潜在的泄漏通道。针对CO2腐蚀固井水泥的问题,项目团队开展了井筒水泥CO2腐蚀过程表征、井筒水泥CO2腐蚀抑制剂开发、井筒泄漏过程监测技术与数值模拟评估方法研究,主要取得的创新成果包括:
1. 提出了基于微米CT扫描的井筒水泥CO2腐蚀过程表征与评价方法,建立了表征CO2腐蚀井筒水泥程度的量化指标,揭示了CO2腐蚀导致井筒水泥发生力学劣化的机理。
2. 基于诱导碳酸钙微晶快速生长原理,开发了超临界CO2改性纳米蒙脱石等多种固井水泥CO2腐蚀抑制剂,显著抑制了高浓度CO2对固井水泥的腐蚀作用,水泥力学强度劣化得到有效控制。
3. 利用氮气保压取水方法,开发了原位保真CO2井筒泄漏监测技术,实现了地下水、土壤气一站式保真取样。通过分析所取保真样品,获取了从深部到浅部各地层的CO2浓度,为判断CO2是否通过井筒发生泄漏提供了重要依据。
4. 引入定量评价CO2腐蚀对泄漏流量影响的指标——腐蚀系数,建立了基于漂移流法的CO2经井筒泄漏流量计算模型,开发了CO2泄漏风险量化评估软件,实现了CO2井筒泄漏风险量化分析。
研究成果在西南、新疆塔里木、华北、长庆等多个酸性高含CO2油气田推广应用,并在吉林油田CO2强化驱油项目、神华煤制油鄂尔多斯CO2咸水层封存示范项目和陕西延长石油CO2强化驱油项目中得到推广应用,取得了显著的经济效益和社会效益。
评价委员会专家听取了项目组的汇报,审阅了相关资料,经质询讨论和评议,评价委员会认为,该项目科技成果总体上达到国际先进水平,在CO2腐蚀固井水泥抑制剂研发方面达到国际领先水平。
项目组表示将根据评价委员会的建议和意见进一步完善科技成果,积极申报学会和省部级科学技术进步奖。