二氧化碳地面注入工程建设及配套设备开发

需求的背景和应用场景

随着全球气候变化问题日益严峻，减少温室气体排放、实现碳中和目标已成为全球共识。二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术作为减缓气候变化的关键手段之一，其重要性日益凸显。其中，二氧化碳地面注入工程是CCUS技术链中的关键环节，主要用于将捕集到的二氧化碳安全、高效地注入地下储层进行长期封存或用于提高石油采收率（EOR）。当前，该领域面临的主要痛点包括注入效率低、设备能耗高、注入过程监控不足导致的安全风险等。因此，开发一套高效、安全、智能化的二氧化碳地面注入工程建设方案及配套设备，对于推动CCUS技术商业化应用、促进能源行业低碳转型具有重要意义。本技术需求旨在通过联合开发，实现二氧化碳地面注入工程的产业化生产，满足石油、天然气开采及环保领域对高效二氧化碳封存技术的迫切需求。

要解决的关键技术问题

1. 技术原理与架构：基于高压流体输送与控制理论，设计一套集二氧化碳压缩、输送、注入、监测于一体的地面注入系统。系统需包含加压单元、输送管道、注入井口装置、智能监控平台等核心组件，确保二氧化碳在高压条件下稳定、安全地注入地下。
2. 关键技术点：

• 高效加压技术：研发低能耗、高效率的二氧化碳压缩机，满足不同注入压力需求，同时优化压缩过程，减少能量损失。
• 安全输送技术：设计耐高压、耐腐蚀的输送管道，采用先进的密封技术，防止二氧化碳泄漏，确保输送过程安全可靠。
• 智能监控技术：集成物联网、大数据分析技术，构建实时监控平台，对注入压力、流量、温度等关键参数进行远程监测与预警，提高操作安全性与效率。
• 注入工艺优化：根据地质条件，优化注入策略，包括注入速度、压力管理、注入层次等，以提高封存效率或提高石油采收率。

效果要求

• 效益实现：通过本技术需求的实施，预期实现二氧化碳注入效率提升至少30%，设备能耗降低20%，同时显著降低注入过程中的安全风险，提高整体经济效益与环境效益。
• 竞争优势：形成具有自主知识产权的二氧化碳地面注入解决方案，相比现有技术，在效率、成本、安全性方面具备明显优势，增强在国际CCUS市场的竞争力。
• 创新性：推动智能装备在CCUS领域的应用，通过集成创新技术，如智能监控、高效压缩等，实现二氧化碳地面注入工程的智能化、自动化，为行业提供可复制、可推广的技术模板，引领行业技术进步。