大規(gui)模的(de)(de)(de)CCS(CO2回收(shou)和(he)存(cun)儲技(ji)術)項目已在(zai)美國等幾個(ge)國家實施了。其中,很(hen)多(duo)是(shi)用(yong)于EOR(提高石油采收(shou)率)。雖然也有的(de)(de)(de)是(shi)將(jiang)(jiang)CO2壓(ya)(ya)入海(hai)底(di)(di)下深處鹽水(shui)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),但都(dou)是(shi)采用(yong)管(guan)道將(jiang)(jiang)CO2輸(shu)送到(dao)壓(ya)(ya)入井的(de)(de)(de)方式。因(yin)此,存(cun)儲層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)為(wei)陸(lu)上(shang)(shang)時,就由陸(lu)上(shang)(shang)壓(ya)(ya)入,存(cun)儲層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)為(wei)海(hai)底(di)(di)下時,就由海(hai)上(shang)(shang)壓(ya)(ya)入。而日本苫小(xiao)牧市的(de)(de)(de)實驗項目在(zai)世界(jie)上(shang)(shang)首次(ci)進行了壓(ya)(ya)入井從陸(lu)地向海(hai)底(di)(di)傾斜挖掘,將(jiang)(jiang)海(hai)底(di)(di)的(de)(de)(de)深處鹽水(shui)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)作(zuo)為(wei)CO2儲藏層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。在(zai)日本作(zuo)為(wei)CO2主要排出源(yuan)的(de)(de)(de)火力發(fa)電廠(chang)和(he)煉(lian)鐵廠(chang)大部分(fen)都(dou)建在(zai)臨(lin)海(hai)的(de)(de)(de)地方,因(yin)此與筆直(zhi)向下挖掘相(xiang)比,采用(yong)這種(zhong)方式具有儲藏地選擇(ze)靈活性(xing)大的(de)(de)(de)優點,這也引(yin)起了全(quan)世界(jie)的(de)(de)(de)關注。
在(zai)日(ri)本苫(shan)小牧市的(de)(de)壓入(ru)井挖掘中(zhong)使用(yong)了(le)鉆(zhan)機吊(diao)索(suo)挖掘技術(shu)。其挖掘原理如下(xia),在(zai)鉆(zhan)機吊(diao)索(suo)的(de)(de)頂(ding)端安裝(zhuang)了(le)鉆(zhan)頭(tou),鉆(zhan)頭(tou)從安裝(zhuang)了(le)一(yi)系列(lie)管道的(de)(de)鉆(zhan)機中(zhong)懸吊(diao)下(xia)去,然后用(yong)安裝(zhuang)在(zai)鉆(zhan)機吊(diao)索(suo)最頂(ding)部的(de)(de)旋(xuan)轉(zhuan)裝(zhuang)置對鉆(zhan)機吊(diao)索(suo)進行(xing)旋(xuan)轉(zhuan),通過旋(xuan)轉(zhuan)進行(xing)挖掘。向鉆(zhan)頭(tou)施加的(de)(de)推力(li)可以利用(yong)鉆(zhan)機吊(diao)索(suo)自重產生的(de)(de)重力(li)。
挖(wa)掘(jue)時,被(bei)加壓的(de)泥(ni)水(shui)(shui)(shui)作為挖(wa)掘(jue)流體從(cong)鉆機(ji)吊(diao)索內部(bu)通過(guo)后,再(zai)從(cong)鉆頭(tou)的(de)噴口噴出,然后從(cong)鉆機(ji)吊(diao)索和(he)溜井(jing)的(de)縫(feng)隙(xi)中穿過(guo)返(fan)回到地上。挖(wa)掘(jue)泥(ni)水(shui)(shui)(shui)可以保(bao)(bao)(bao)護(hu)溜井(jing)和(he)輸出挖(wa)掘(jue)土。一旦挖(wa)掘(jue)到規定的(de)深度,就把鉆機(ji)吊(diao)索提升起來,然后插入井(jing)壁保(bao)(bao)(bao)護(hu)鋼管(guan)。在固定井(jing)壁保(bao)(bao)(bao)護(hu)鋼管(guan)后,用(yong)口徑小的(de)鉆頭(tou)再(zai)進行挖(wa)掘(jue)。井(jing)壁保(bao)(bao)(bao)護(hu)鋼管(guan)用(yong)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)進行固定。普(pu)通油(you)井(jing)采(cai)用(yong)硅(gui)(gui)酸鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(普(pu)通水(shui)(shui)(shui)泥(ni))進行固定,但硅(gui)(gui)酸鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)會因CO2而急劇劣(lie)化(hua),因此CCS要求(qiu)采(cai)用(yong)特殊的(de)耐(nai)CO2水(shui)(shui)(shui)泥(ni)。
另(ling)外(wai),在(zai)對(dui)溜井(jing)(jing)進(jin)行(xing)傾(qing)斜(xie)挖掘時,采(cai)用了井(jing)(jing)下電機來(lai)輸送(song)泥水(shui)。挖掘時只對(dui)鉆頭(tou)部分進(jin)行(xing)旋(xuan)轉(zhuan),并不是對(dui)整個鉆機吊索進(jin)行(xing)旋(xuan)轉(zhuan),由此(ci)可對(dui)溜井(jing)(jing)進(jin)行(xing)傾(qing)斜(xie)挖掘。
在(zai)挖(wa)掘時,利(li)(li)用(yong)泥水壓力波來傳輸數據,利(li)(li)用(yong)該數據可以控制(zhi)溜井的(de)軌跡(溜井的(de)傾(qing)斜和水平軌跡)。 當(dang)井壁(bi)保護鋼(gang)管(guan)安裝后,在(zai)井壁(bi)保護鋼(gang)管(guan)內(nei)插入用(yong)于壓入CO2用(yong)的(de)小口徑管(guan)道。從管(guan)道頂端(duan)壓入的(de)CO2會從開(kai)孔(kong)的(de)套管(guan)向存儲層滲透。
與CO2接觸的(de)井壁保護鋼管、管道和套管必(bi)須使(shi)用(yong)抗CO2腐蝕(shi)的(de)鋼管。在苫小(xiao)牧(mu)設備上分別使(shi)用(yong)了(le)API(美國石油協會(hui)標準(zhun))的(de)J55、L80/13Cr鋼管和110-13Cr+5Ni+2Mo鋼管。
另外(wai),在井壁保護(hu)鋼管和管道的縫隙中填充(chong)了(le)挖掘泥水,取代了(le)以往用(yong)NaCl和NaBr等不同比重調整的精制流體(ti)。
