“碳”索CCUS發(fā)展新路徑
* 來(lái)源 : 中國(guó)化工報(bào) * 發(fā)表時(shí)間 : 2023-4-18 8:00:00 * 瀏覽 : 830
在“雙碳”大背景下，二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)，是我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化、減少二氧化碳排放的關(guān)鍵技術(shù)之一。而在能源工業(yè)中，它不僅是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要推手，更是保障能源安全的新晉“采油工”。
從1965年長(zhǎng)慶油田首次碳酸水試注，到松遼盆地300萬(wàn)噸CCUS示范工程建設(shè)，再到形成“四大六小”產(chǎn)業(yè)格局，作為“三桶油”之一的中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱中國(guó)石油)近60年來(lái)從零起步、不斷“碳”索，借助CCUS技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐，觸摸能源產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的時(shí)代脈搏 。
探索：率先明確發(fā)展CCUS產(chǎn)業(yè)
石油，是流淌在現(xiàn)代工業(yè)“血管”里的“黑色血液”，如何提高采收率(EOR)是油氣田開(kāi)發(fā)永恒的主題之一。上世紀(jì)50年代，許多國(guó)家就開(kāi)始把二氧化碳作為一種驅(qū)替溶劑進(jìn)行研究。1965年，在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，大慶油田首次進(jìn)行小井距單井組碳酸水試注試驗(yàn)，隨后吉林油田“接棒”，從1990年開(kāi)始進(jìn)行了一系列二氧化碳驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。
時(shí)間回溯到2006年，在中國(guó)香山舉行的香山科學(xué)會(huì)議上，業(yè)內(nèi)專家結(jié)合我國(guó)國(guó)情，首次在碳捕集封存(CCS)中加入一個(gè)“U”，變“CCS”為“CCUS”，強(qiáng)調(diào)既要充分利用二氧化碳，還要實(shí)現(xiàn)有效埋存。雖然只多一個(gè)“U”，但無(wú)論對(duì)于二氧化碳的油藏利用(CCUS-EOR)，還是未來(lái)的化工利用、生物利用，這都意義重大。
同期，吉林油田正面臨長(zhǎng)嶺氣田高含二氧化碳氣藏規(guī)模開(kāi)發(fā)的難題。因此，中國(guó)石油在當(dāng)時(shí)率先提出含二氧化碳天然氣開(kāi)發(fā)及二氧化碳驅(qū)油與埋存的理念，并利用大情字井區(qū)塊與長(zhǎng)嶺氣田上下疊置的地理優(yōu)勢(shì)，在吉林油田開(kāi)展先導(dǎo)試驗(yàn)。
在其后的十幾年中，吉林、大慶、長(zhǎng)慶等CCUS油田試驗(yàn)基地通過(guò)不斷探索實(shí)踐，發(fā)展出成套CCUS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
攻關(guān)：構(gòu)建自主CCUS技術(shù)體系
在確定了CCUS產(chǎn)業(yè)路線后的幾年，中國(guó)石油開(kāi)展了一系列技術(shù)攻關(guān)。此時(shí)，中國(guó)CCUS發(fā)展水平與國(guó)際先進(jìn)水平存在差距;此外，國(guó)內(nèi)的油藏特點(diǎn)，也決定了二氧化碳驅(qū)油相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展無(wú)法照搬國(guó)外經(jīng)驗(yàn)。
2007年，中國(guó)石油啟動(dòng)國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目“溫室氣體提高石油采收率的資源化利用及地下埋存”。同年，大慶榆樹(shù)林油田在樹(shù)101區(qū)塊開(kāi)展二氧化碳非混相驅(qū)油先導(dǎo)試驗(yàn)，形成了二氧化碳泡沫壓裂、吞吐和氣舉等多項(xiàng)驅(qū)油技術(shù)。此后兩年，中國(guó)石油又接連承擔(dān)國(guó)家科技重大專項(xiàng)“含二氧化碳天然氣藏安全開(kāi)發(fā)與二氧化碳利用技術(shù)”與國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目“二氧化碳驅(qū)油提高石油采收率與封存關(guān)鍵技術(shù)研究”等重大科技項(xiàng)目。
而中國(guó)石油另一大CCUS產(chǎn)業(yè)探索的“前哨站”吉林油田，則于2009年承接了集團(tuán)的重大專項(xiàng)“吉林油田二氧化碳驅(qū)油與埋存關(guān)鍵技術(shù)研究”，初步形成二氧化碳驅(qū)油優(yōu)化設(shè)計(jì)和注采工程配套技術(shù)，為集團(tuán)CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)?；峁┝思夹g(shù)儲(chǔ)備。
數(shù)十年踔厲奮發(fā)，中國(guó)石油自主研發(fā)了碳捕集與輸送、油藏工程、防腐、封存、監(jiān)測(cè)、地面配套等關(guān)鍵技術(shù)，形成了涵蓋碳捕集、運(yùn)輸、利用和埋存的CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系，同時(shí)自主研發(fā)了CCUS全流程裝置和設(shè)備，系列核心裝備基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，獲得授權(quán)專利百余項(xiàng)，CCUS技術(shù)整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
示范：從“兩團(tuán)火”到“滿天星”
2013年，一系列關(guān)于CCUS科技發(fā)展、實(shí)驗(yàn)示范的相關(guān)政策紛紛出臺(tái)，中國(guó)CCUS產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)明顯加強(qiáng)。中國(guó)石油從大慶油田、吉林油田兩個(gè)CCUS先導(dǎo)示范區(qū)開(kāi)始，逐漸推廣二氧化碳驅(qū)油模式，逐漸延伸出 “四大六小”的CCUS產(chǎn)業(yè)格局。
四大工程示范中，大慶油田開(kāi)展了二氧化碳非混相驅(qū)工業(yè)化試驗(yàn)，為集團(tuán)公司推進(jìn)重大科技專項(xiàng)實(shí)施與松遼盆地300萬(wàn)噸CCUS示范工程建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);吉林油田通過(guò)自主研發(fā)，形成了可復(fù)制可推廣的二氧化碳捕集輸送、注入采出、集輸處理及循環(huán)注入全流程技術(shù)體系;長(zhǎng)慶油田和新疆油田則利用產(chǎn)區(qū)周邊的煉化企業(yè)與煤化工企業(yè)作為碳源，實(shí)驗(yàn)二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目。其中，新疆油田CCUS中心還被列入油氣行業(yè)氣候倡議組織(OGCI)全球五大CCUS中心之一。
6個(gè)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)中，冀東油田、大港油田、華北油田、南方勘探已成功進(jìn)行了先導(dǎo)實(shí)驗(yàn);遼河油田將探索具有熱采稠油特色的源匯一體化新模式;吐哈油田則計(jì)劃建成兩期總產(chǎn)能超300萬(wàn)噸/年的二氧化碳捕集與管輸一體化項(xiàng)目。
2020年“雙碳”目標(biāo)提出后，依托技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，中國(guó)石油編制完成《中國(guó)石油CCUS-EOR規(guī)劃部署》方案， CCUS產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化駛?cè)搿翱燔嚨馈薄?/P>
產(chǎn)業(yè)化：將CCUS納入重點(diǎn)布局
在碳中和目標(biāo)下，CCUS已成為全球油氣行業(yè)發(fā)展共同的戰(zhàn)略性選擇。作為中國(guó)主要的油氣生產(chǎn)商和供應(yīng)商之一，中國(guó)石油將CCUS示范工程作為綠色產(chǎn)業(yè)“五大工程”之一重點(diǎn)布局，以“雙碳”目標(biāo)為引領(lǐng)，明確“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉(zhuǎn)型”三步走總體部署，加快布局清潔生產(chǎn)和綠色發(fā)展。
據(jù)了解，從1965年在大慶油田長(zhǎng)垣區(qū)塊開(kāi)展井組規(guī)模試驗(yàn)至今，中國(guó)石油11家油氣田已經(jīng)開(kāi)展17項(xiàng)CCUS重大開(kāi)發(fā)試驗(yàn)，二氧化碳年注入能力超百萬(wàn)噸，已累計(jì)埋存二氧化碳超550萬(wàn)噸，相當(dāng)于植樹(shù)近5000萬(wàn)棵，累計(jì)增油130萬(wàn)噸。
“十四五”期間，中國(guó)石油不僅將規(guī)劃部署長(zhǎng)慶油田與新疆油田兩個(gè)年注氣千萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模的CCUS工程，以及大慶油田等多個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)示范工程，還將加快推進(jìn)CCUS規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用專項(xiàng)工程建設(shè)，聚焦CCUS規(guī)劃目標(biāo)和主要問(wèn)題開(kāi)展原創(chuàng)技術(shù)攻關(guān)，統(tǒng)籌內(nèi)外部碳源，全面推進(jìn)CCUS產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。中國(guó)石油將力爭(zhēng)2025年CCUS年注二氧化碳達(dá)到500萬(wàn)噸，產(chǎn)油量達(dá)到150萬(wàn)噸，為推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)做出更大貢獻(xiàn)。（靳雅潔）