一念畅谈 | TDLAS激光气体分析仪在CCUS-EOR全流程CO2含量监测中的应用

CCUS-EOR(二氧化碳捕集、利用与封存+提高原油采收率)是兼顾碳减排与油田增产的核心双收益技术,涵盖碳捕集、CO2压缩输送、地层驱油、循环封存四大环节。针对工况高温高压、气体组分复杂、微量杂质易腐蚀管线等痛点,一念传感科技自主研发的TDLAS激光气体分析仪,凭借高灵敏、抗干扰、秒级响应等优势,已成为CCUS-EOR全流程在线监测的核心装备。

工艺介绍

CCUS-EOR,全称是“二氧化碳捕集、利用与封存与提高原油采收率技术”,它将工业生产中产生的二氧化碳捕集后注入油藏,既能实现碳减排,又能大幅提高原油采收率,是一种双赢的技术方案。

核心工艺流程

CO2捕集单元:从火电厂、钢厂、炼化装置等大型排放源烟气中,通过胺吸收法、膜分离等技术提纯分离出高纯度二氧化碳,脱除杂质、水分,得到合格工业CO2原料气。

压缩与管道输送单元:捕集后的低压 CO2送入多级压缩机加压至超临界状态,通过密闭管道长距离输送至油田区块,过程配套脱水、防腐、计量设备,防止冻堵与管线腐蚀。

EOR 驱油开采单元:超临界 CO2经由注采井组注入地下油层:CO2溶解原油降低黏度、膨胀油体,把岩层孔隙中的剩余原油驱替至生产井;采出液(原油 + 伴生水 + 返出 CO2)输送至油气分离站,分离出商品原油外输。

循环回注与地质封存单元:分离出来的伴生 CO2重新回收、增压后循环注入地层;未采出的 CO2永久封存于地下油藏岩层孔隙中,实现碳长期封存,同步提升油田采收率。

一念畅谈 | TDLAS激光气体分析仪在CCUS-EOR全流程CO2含量监测中的应用插图

需求分析

CCUS-EOR的全流程包括CO2捕集、运输、注入、采出、分离与回注等多个环节。每一个环节的工艺优化都离不开对CO2浓度的精准掌握:

碳捕集单元

烟气中 CO2、H2S、微量水实时浓度难把控,胺液吸收效率无法动态调节,杂质超标会大幅损耗吸收溶剂;离线取样分析滞后数小时,难以实时优化塔器工况。

CO2压缩输送管线

捕集提纯后的 CO2若水分、硫化物超标,会造成长输管道内部腐蚀,引发冻堵、泄漏安全隐患,直接中断驱油供气。

油田EOR注采环节

注井超临界 CO2纯度波动会降低原油驱替效果;采出油气伴生返排 CO2、硫化氢无法实时监测,存在井场防爆风险。

地层封存监控

需持续监测地层逸散微量 CO2,及时预警碳泄漏,满足碳核算、环保合规取证要求。

解决方案

一念传感科技ETG-01系列激光气体分析仪可对CO2浓度进行实时、精准在线监测,覆盖以下核心场景:

01 碳捕集单元 — 提纯品质把控

在吸收塔出口/再生塔后端安装ETG-01(原位式),实时监测净化烟气中CO2及残留H2S、水汽浓度,秒级反馈数据指导胺液喷淋量与再生温度调节,提升CO2捕集纯度,从源头控制杂质进入输送管线。

监测对象:CO2浓度、残留H2S

02 CO2压缩输送管线 — 管道安全预警

在压缩机出口、长输管道关键节点部署ETG-01,实时监测超临界CO2中微量水(H2O)含量,配合H2S监测模块(如需),精准捕捉ppm级水汽超标信号,超标即联动预警,提前启动脱水装置,杜绝管道腐蚀与水合物冻堵。

监测对象:CO2浓度、微量水

03 EOR注采驱油 — 驱油效率与井场安全

注井端:监测超临界CO2纯度,稳定地层驱替效果,提升原油采收率;
采出端:实时检测伴生气中CO2浓度,保障井场作业安全与生产稳定。

监测对象:注井端CO2纯度、采出端CO2浓度

04 地质封存监控 — 逸散泄漏预警

在地层监测井、地表观测点位布设ETG-01OP(开放光路式),持续监测土壤与浅层地下微量逸散CO2,快速定位封存层泄漏点;连续在线数据直接用于碳封存量核算与环保验收取证。

监测对象:地表/地层逸散微量CO2

一念畅谈 | TDLAS激光气体分析仪在CCUS-EOR全流程CO2含量监测中的应用插图1

产品型号:ETG-01 CO2
检测范围:0-100%(可调)
防护等级:IP67
响应时间:≤1 秒
安装方式:原位对穿安装/
机柜/分析小屋集成安装/
开放光路安装

应用效益

工艺优化

提升驱油效率 维持合理的驱替效果

安全环保

污染物达标排放 及时发现泄漏隐患,保障作业人员安全

经济效益

增加原油产量 降低运营成本

结语

CCUS-EOR技术作为实现“双碳”目标和保障能源安全的重要路径,其发展前景广阔。从捕集源头到注入井口,再到采出分离,全流程的激光气体分析仪在线监测方案将为CCUS-EOR的规模化推广提供坚实的技术支撑,真正实现“以碳增油、以碳减排”的双重目标。

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