一場新的低碳石油工業(yè)革命正在悄然醞釀……

眾所周知，二氧化碳（CO2）的捕集與封存（CCS）一直是全球能源業(yè)界高度關(guān)注研究的話題，但與之相關(guān)的CO2捕集、驅(qū)油與埋存（CCS-EOR）卻鮮少出現(xiàn)在公眾視野。

目前我國針對CO2驅(qū)油的工作推進已取得階段性成果。結(jié)合我國已成世界第一碳排放大國、碳減排日益緊迫的現(xiàn)狀，石油業(yè)者正欲抓住低碳石油工業(yè)發(fā)展先機，進一步積極勾勒、探索CO2驅(qū)油與CO2捕集、埋存相結(jié)合的藍圖。

今年6月，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)會會的一份重大產(chǎn)業(yè)問題研究報告——《以先導(dǎo)試驗為突破口在陜甘寧地區(qū)推進碳捕集、驅(qū)油與埋存示范項目》出爐，對在中國開展碳捕集、驅(qū)油與埋存示范工作的近期、中期和遠期三個層次目標提出了初步工作設(shè)想和發(fā)展建議，力爭在2-3年內(nèi)開展10萬噸級CCS-EOR先導(dǎo)性試驗項目，并取得初步成果。

“尤其結(jié)合現(xiàn)代煤化工裝置，建設(shè)和運行CCS-EOR示范項目，對中國這樣缺油的CO2排放大國意義重大。這不僅是著眼碳減排的戰(zhàn)略行動，更是立足國內(nèi)保持油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的現(xiàn)實需要?！?李潤生在接受《中國能源報》記者采訪時說。

CO2捕集、驅(qū)油與埋存是指將CO2從工業(yè)或能源生產(chǎn)相關(guān)氣源中分離出來，輸送到適宜油田，用于增采石油，同時封存CO2的技術(shù)集合。

今年7月，中石油川慶鉆探長慶井下公司在神木氣田神60井成功實施國內(nèi)最大規(guī)模CO2干法加砂壓裂作業(yè)，為我國今后開展多層、大規(guī)模的CO2干法加砂壓裂進行了技術(shù)儲備。

CO2干法加砂壓裂技術(shù)，采用純液態(tài)CO2代替常規(guī)壓裂液進行造縫，從而避免了常規(guī)壓裂液中的水相侵入對油氣層的傷害，不但能夠顯著提高石油采收率，還可節(jié)約大量水資源，避免地下水污染。國家能源委員會專家咨詢委員會主任張國寶因此將無水壓裂形容為“打開中國頁巖氣資源的金鑰匙”。

中石油勘探開發(fā)研究院原院長沈平平在接受《中國能源報》記者采訪時指出，“根據(jù)美國的有關(guān)研究報告，目前的CO2驅(qū)油技術(shù)已可使石油采收率提高10%－15%，而新一代CO2驅(qū)油技術(shù)可以將這個數(shù)字進一步提高到30%以上。從CO2綜合利用的技術(shù)成熟度來看，應(yīng)用CO2提高石油采收率已經(jīng)達到了市場成熟階段，具有很大的潛力。”

作為國家973項目“大幅度提高石油采收率的基礎(chǔ)研究”及“溫室氣體提高石油采收率技術(shù)和埋藏”的首席科學(xué)家，沈平平致力于CO2驅(qū)油和埋藏技術(shù)研究10余年，目前正負責(zé)全國二氧化碳埋藏潛力評價（包括油田、鹽水層、煤層等）和二氧化碳排放源的分布評價。

中石油吉林油田多年來的試驗結(jié)果顯示，將含CO2天然氣田中的CO2分離后，注入到油田驅(qū)油，可使原油采收率提高約10%以上。

當前在我國，以大慶油田為代表的一些老油田開發(fā)難度越來越大，油田儲量接替不足的矛盾日益突出，提高石油產(chǎn)量的壓力也越來越大。

沈平平指出，目前我國已開發(fā)油田的標定平均采收率為32.2%，提高采收率空間很大。與此同時，我國近20年石油探明儲量中低滲透油藏占70%以上，經(jīng)中石油探明的低滲透儲量目前超過80億噸，但動用率僅50%。如何提高特/超低滲透油田開發(fā)，成為實現(xiàn)我國石油工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心問題。

“隨著中國石油消費持續(xù)增加，石油對外依存度會越來越高，如何實現(xiàn)國內(nèi)油田穩(wěn)產(chǎn)，保持住2億噸以上的年產(chǎn)量，需要從戰(zhàn)略層面予以重視?！崩顫櫳f。

另一方面，我國已成為世界第一碳排放大國，碳排放量約占全球排放總量的1/4。根據(jù)科學(xué)評價，油氣藏、地下鹽水層和煤層是CO2的理想埋存地。根據(jù)現(xiàn)有CO2埋存標準及潛力評價體系測算，如果與驅(qū)油相結(jié)合，我國油藏埋藏CO2潛力約130-150億噸。

李潤生指出，在中國能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭的“半壁江山”地位在可預(yù)見的未來不會削弱，但清潔發(fā)展是大趨勢。CO2驅(qū)油對油田的增產(chǎn)效益無疑是巨大的。

目前，以美國為首的發(fā)達國家已經(jīng)開展了大量CO2捕集、利用與埋存項目，其中在CO2驅(qū)油領(lǐng)域以美國為首。

記者了解到，截至2014年底，全球共實施了逾150個CO2驅(qū)油項目，其中136個位于美國，但其中所使用的CO2原料大部分來自于CO2天然氣田。目前，美國已建成超過5800公里的CO2輸送干線管網(wǎng)，2014年用于采油的CO2約6800萬噸，增產(chǎn)石油約1500萬噸，占其國內(nèi)石油總產(chǎn)量的5%。從上世紀70年代至今，美國已經(jīng)累計增產(chǎn)石油超過2.7億噸。

根據(jù)美國能源信息署（EIA）的統(tǒng)計，依靠CO2驅(qū)油技術(shù)，美國6個主要產(chǎn)油區(qū)的采收率從36%提高到了48%，同時增加可采儲量430億桶。若推廣到美國所有輕質(zhì)油藏，可增加可采儲量800億桶。而應(yīng)用新一代CO2驅(qū)油技術(shù)，則有望使美國許多油田的采收率從目前的33%提高到60%以上，并使美國原油可采儲量增加1600億桶。

加拿大Weyburn油田CCS-EOR項目是世界上最大、最成功的減少CO2排放并提高油田采收率的項目。其將美國北達科他州煤氣化廠捕集的CO2通過320公里的跨境管道輸送至油田采油，從2000年至今累計增采2100萬噸石油，提高采收率10%以上，封存了3000萬噸CO2。

多年來，我國政府有關(guān)部門和企業(yè)、科研機構(gòu)圍繞CCS和CCS-EOR做了大量工作。

記者了解到，中石油吉林油田系統(tǒng)開展的CO2驅(qū)油與埋存技術(shù)研究和試驗，利用氣田開采伴生的CO2，進行注入驅(qū)油，并把伴生其中的CO2再分離注入油田實現(xiàn)CO2的零排放。目前已建成注氣井組69個，已經(jīng)埋存CO250萬噸以上，年產(chǎn)油能力20萬噸以上。而陜西延長石油集團捕集利用其旗下榆煤化有限公司醋酸廠副產(chǎn)的CO2，用于靖邊采油廠CO2驅(qū)油試驗，目前已實施26個井組，2015年底將擴展為51個井組規(guī)模的試驗區(qū)。

去年11月，中美雙方聯(lián)合發(fā)布《中美氣候變化聯(lián)合聲明》，將共同推進CO2捕集、利用和埋存的示范項目。公開報道顯示，目前，中美正在合作致力于煤電廠項目的碳減排，包括潔凈煤技術(shù)的開發(fā)和相關(guān)項目的合作,兩國正積極部署大型CO2捕集、利用和封存（CCUS）項目。

今年6月下旬，美國華盛頓舉行的第七輪中美戰(zhàn)略與經(jīng)濟對話戰(zhàn)略對話公布的成果清單顯示，中美氣候變化工作組于今年2月1日至7日考察了數(shù)個CO2驅(qū)油項目，而這正是美國貿(mào)易發(fā)展署支持的CCUS考察的一部分。在今年4月下旬的第二屆工作組CCUS研討會上，中美雙方亦就CCS-EOR的合作機會再次展開了細致探討。有業(yè)內(nèi)分析人士認為，其最終或?qū)⒙鋺粲谏袢A陜西煤化工項目與長慶油田合作共推的項目，亦或?qū)⒙鋺粲谌A能天津IGCC項目與大港油田或冀東油田合作共推的項目。

記者了解到，在單個CO2排放源規(guī)模方面，煤電企業(yè)多在200-500萬噸/年；電石、煉油、化工企業(yè)等多在500萬噸/年以內(nèi)；煤化工、鋼鐵和水泥行業(yè)多在100-3000萬噸/年之間。其中，以煤制氣、煤制油和煤制烯烴為代表的現(xiàn)代煤化工企業(yè)碳排放增量巨大，且約60%是濃度85%以上的高濃度CO2，捕集成本相對較低，是首選的優(yōu)質(zhì)CO2來源。

李潤生指出，目前全國適合CO2驅(qū)油的地區(qū)主要有大慶、吉林、長慶、新疆等。其中CO2最集中且油田面積較大的是位于陜甘寧地區(qū)的鄂爾多斯盆地。因此也被視作未來開展大規(guī)模CCS-EOR項目的首選戰(zhàn)略區(qū)。據(jù)透露，目前CCS-EOR項目已經(jīng)列入國家“十三五”油氣重大專項。“十三五”期間，陜甘寧地區(qū)和新疆地區(qū)將適時啟動相關(guān)項目。

陜甘寧地區(qū)而言，該地區(qū)預(yù)計可供開發(fā)的石油資源量大，其原油屬輕質(zhì)油，與CO2具備一定匹配性，未來增儲上產(chǎn)潛力大。而鄂爾多斯盆地的煤化工產(chǎn)業(yè)基地與已開發(fā)油田相鄰，CO2的捕集、輸送與油田利用具有地理聯(lián)動優(yōu)勢。

據(jù)了解，該地區(qū)已投產(chǎn)和在建的現(xiàn)代煤化工項目CO2排放能力超過1億噸/年。其中，神華集團鄂爾多斯煤制油公司10萬噸/年CO2捕集和封存示范項目已于2010年投產(chǎn)，是我國首個全流程煤基CO2捕集和在低孔低滲深部鹽水層進行多層注入、分層檢測的CO2封存示范項目，已累計埋存CO2超過30萬噸。

以位于鄂爾多斯盆地的長慶油田為例，該油田所屬區(qū)塊油層部分油藏的滲透率只有約1毫達西，屬于超低滲透油田。記者了解到，多年來，長慶油田通過打井、注水的方式使得石油采收率提高到現(xiàn)在的20%以上已屬不易。

專家指出，長慶油田單井產(chǎn)量低、遞減速度較快?！暗绻?span style="FONT-FAMILY: 宋體; FONT-SIZE: 14px">CO2驅(qū)油的路，長慶油田的石油采收率將有望提升到30%?！?/p>

在由中國石化聯(lián)合會會同中國石油、神華集團提出的報告里，構(gòu)想了近期、中期和遠期三個層次目標和工作路線圖，近期力爭在2-3年內(nèi)開展十萬噸級CCS-EOR先導(dǎo)性試驗項目，中期在5-7年內(nèi)建設(shè)百萬噸級CCS-EOR示范項目，遠期在10-15年內(nèi)建設(shè)大規(guī)模的國家級CCS-EOR示范區(qū)。

但在沈平平看來，在現(xiàn)有條件下要完成這些目標難度很大。他指出，CO2的價格是驅(qū)油技術(shù)應(yīng)用的重要制約因素。目前最大的問題在于如何降低CO2的捕集成本?！叭绻都杀灸芙档?0美元/噸，開展CO2驅(qū)油就沒問題了。按照美國現(xiàn)有經(jīng)驗，CO2用于驅(qū)油可以承受的市場價在20美元/噸以下。”

據(jù)記者多渠道不完全了解，在我國，現(xiàn)有CO2回收裝置生產(chǎn)成本多在100-300元人民幣/噸，主要來源石油化工、電廠和煉鋼等領(lǐng)域，此外也有一部分是天然氣田伴生氣。就電廠而言，捕集成本基本在50-60美元/噸。如果加上運輸費用，我國現(xiàn)有捕集裝置生產(chǎn)的CO2市場價多在40-60美元/噸。相較于煤電項目，煤化工項目排放的CO2因濃度高，捕集成本較低。而且從現(xiàn)有項目看也已有成型案例，前述延長石油集團開展與煤化工項目減排結(jié)合的CO2驅(qū)油試驗，CO2捕集成本已經(jīng)控制在100元/噸以下，按上述理論，項目已經(jīng)具備經(jīng)濟推廣條件。

同時，上述報告亦指出，我國CCS-EOR在2020年前都基本處于研發(fā)和示范階段，很難通過商業(yè)渠道給投資者帶來收益，資金缺乏成為首要制約因素。同時，CCS-EOR項目需要實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的上下游一體化、全產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用，這在國內(nèi)尚無先例。此外，缺乏相關(guān)政策法規(guī)，缺乏有效的跨行業(yè)、跨企業(yè)協(xié)調(diào)合作機制等均直接影響了企業(yè)參與CCS-EOR項目的積極性。

“美國的CCS-EOR產(chǎn)業(yè)發(fā)展如此迅速，除了與石油行業(yè)盈利水平逐步上升吸引了私人資本的投入之外，還與美國政府的大力支持密不可分。”李潤生說。受訪專家一致認為，CCS-EOR具有戰(zhàn)略意義，但需要國家從戰(zhàn)略層面給予引導(dǎo)和支持。只要政策適當，完全可能走出一條適合我國國情的工業(yè)化、商業(yè)化道路。

而針對陜甘寧地區(qū)作為戰(zhàn)略首選區(qū)的工作推進，報告提出建議，在陜甘寧地區(qū)設(shè)立國家CCS-EOR示范項目，形成以政府為主導(dǎo)、企業(yè)為主體，聯(lián)合開展的示范行動，加速先導(dǎo)性試驗項目進程。