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| 中国石油加速领跑CCUS |
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□ 何东博 孙圆辉 吕伟峰 张绍波
经过多年刻苦攻关，中国石油二氧化碳捕集、驱油与埋存（CCUS-EOR）技术日臻成熟，取得了一系列理论技术创新成果，整体技术水平处于国际前列。
2006年以来，中国石油牵头承担了一系列CCUS领域国家973、863、国家科技重大专项等项目，并配套设立多期公司重大专项和矿场重大开发试验，加快技术攻关与应用步伐，建成首个国家级CCUS全流程示范工程。截至2021年年底，中国石油利用CCUS技术已累计埋存二氧化碳超过450万吨，年注入二氧化碳约60万吨、年增产原油达20万吨，CCUS配套技术基本成熟。CCUS，让中国石油油田开发实现社会效益和经济效益“双赢”。
以“U”解“忧” 让二氧化碳服务碧水蓝天
20世纪90年代以来，控制二氧化碳等温室气体排放，积极应对气候变化，已逐步成为全球共识。二氧化碳捕集与埋存（CCS）技术也随之应运而生，国外率先开展了技术研究与试验,随着相关试验的开展，CCS项目工程投资大、运行成本高的弊端逐渐显现，如无国家财税政策的支持，项目难以为继。
2006年，北京香山春色正浓。中国石油与中国科学院、教育部专家一道，发起研讨CCUS产业技术的香山科学会议。中国石油天然气股份有限公司原副总裁沈平平，在会议上做了《温室气体地下封存及其在提高石油采收率中的资源化利用》报告，结合我国国情，首次提出CCUS概念和发展我国CCUS产业技术的建议。
CCUS指的是二氧化碳捕集、利用与埋存，它强调既要充分利用二氧化碳发挥作用并实现有效埋存。虽然只多一个“U”，但无论对于二氧化碳的油藏利用（CCUS-EOR）、化工利用、生物利用，还是对我国“双碳”目标的实现都意义重大。“一方面，二氧化碳是引发全球温室效应的主要原因，二氧化碳作为温室气体成为了‘全民公敌’；另一方面，二氧化碳作为优良的驱油介质，是油藏利用的宝贵资源。将这两者结合起来，二氧化碳资源化利用可变废为宝。”时隔16年后的今天，沈平平教授对自己率先提出这一建议深感欣慰。
CCUS把排放的二氧化碳捕集后，继续投入到新的生产过程中进行循环再利用，而不仅仅是将其简单封存。利用高浓度二氧化碳进行驱油气，提高油气采收率，在减碳的同时可增加油气的产量，可进一步加强国家能源安全保障，把能源的饭碗端得更牢固，可谓一举两得。尤其在国家碳税政策出台之前，只有资源化利用二氧化碳的产业发展模式才具有可持续性。而在国家政策支持下，CCS产业才有望得到规模发展，因为它具备更广阔的埋存空间。因此，从严格意义上讲，在未来一段时期，应该是从CCUS到CCS的渐进演变过程。
沈平平教授的建议得到了国家部委的高度重视和支持。其后我国十几年CCUS的实践也证明了这一观点的正确性与可行性。中国石油吉林、大庆、长庆等CCUS试验基地通过二氧化碳驱油提高了石油采收率，减碳增油，实现了社会效益与经济效益“双赢”。
以“碳”驱“油” 让油田采收率大幅度提升
多年来，中国石油为了解决CCUS产业技术瓶颈难题，不断强化国家和公司重点实验室/研发中心/中试基地等的投入与建设力度，已建成了涵盖21个国家级、54个集团公司级的研发创新体系。中国石油吉林油田建成国内首个国家级安全零排放二氧化碳捕集、驱油与埋存全流程工业化应用科技示范工程，现已形成10万吨年产油规模，混相驱提高采收率20个百分点以上，实现了二氧化碳驱油与埋存技术研发与工程应用的跨越式发展。据了解，中国石油CCUS-EOR已见到显著效果，二氧化碳驱储层吸气能力是水驱的5倍以上，地层压力保持水平由水驱0.5~0.6提升到0.9~1.1。吉林黑79北在水驱采出程度25%基础上，二氧化碳混相驱提高采收率25个百分点以上；大庆树101在水驱采出程度10.5%的基础上，二氧化碳非混相驱提高采收率10个百分点以上。
中国石油勘探开发研究院首席技术专家马德胜告诉记者：“中国石油集团正在开展大庆油田—大庆石化、吉林油田—吉林石化CCUS-EOR全产业链技术升级，正启动以松辽盆地年注入二氧化碳300万吨重大示范工程建设为代表的‘四大工程示范’和‘六个先导试验’，预计2025年年注入二氧化碳500万吨以上，年产油能力达到150万吨。”
中国石油CCUS项目的实施引起科技界、政府部门的高度关注。在2011年国家科技成就展、2012年世界石油大会、2017年哈萨克斯坦阿斯塔纳世博会等国内外会议上，国内外专家及政要均给予充分肯定。
以“图”探“途” 向世界性科技难题进军
在碳中和目标下，以CCUS和CCS为基础的低成本、高能效的碳工业将是世界各国实现碳中和目标的关键产业和新兴产业之一。CCUS已成为全球油气行业发展共同的战略性选择。中国化石能源类央企自觉践行国家“双碳”战略，带头示范，责无旁贷。2021年4月，中国石油天然气集团有限公司董事长戴厚良指出：“中国石油将实施绿色行动计划三步走战略，利用公司资源与技术优势，积极推动CCUS产业规模化应用。”
要实现产业规模化应用，中国石油可谓任重道远。近年来，中国石油经过系统评估，给出了中国CCS、CCUS的乐观前景：以中国地质构造为目标区，粗略评估二氧化碳有效埋存潜力达1300亿吨。同时，进一步查明适合大规模埋存的多套地层，兼顾浅层、深层和超深层咸水层，总体埋存潜力有望突破5000亿吨，基本满足碳中和及之后减碳需求。具备中国石油集团发展“碳埋存”新产业的资源基础。
中国石油基于公司储量资源、封存空间优势和CCUS全产业链技术优势，编制了中国石油中长期CCUS技术发展战略规划，为国家CCUS技术发展路线图的编制献言献策。根据碳中和目标下的产业格局和排放路径，评估国家2021~2060年CCUS技术的减排潜力，规划布局CCUS基础设施建设，开展大规模CCUS示范，最终实现大规模深度减排。同时，将油藏储集空间作为碳封存的资源空间，树立“油藏碳汇”理念，通过CCUS技术攻关和工业化试验项目带动，构建“产油、固碳”一体化的CCUS产业模式，未来10年有望实现商业化运行，培育出具有生态主导力和锻长板优势的“双碳”新业态，为国家双碳目标贡献石油力量。
这一战略规划，为中国石油CCUS指明了前进方向。技术人员将对低浓度二氧化碳低成本高效捕集和长距离输送技术、CCUS地质油藏工程核心技术、绿色高效低成本二氧化碳化工利用技术、CCUS长期安全封存与监测技术及CCUS产业发展战略与标准体系研究等一系列技术难题进行攻关。中国石油CCUS专项工程首席科学家袁士义院士介绍：“CCUS是一个全新的战略性产业链，涉及的环节多、因素多、难度大，实现CCUS全产业链综合效益最大化，亟需通过创新链驱动全产业链发展和价值链提升，形成更大幅度提高采收率和安全埋存技术标准体系，深化CCUS技术经济评价、未来产业集群合理规划布局、国家“双碳”背景下的激励政策等内容研究，制定具有国际水准的CCUS产业发展战略，强力助推“双碳”目标的实现。”
目前，中国石油勘探开发研究院牵头承担了中国石油《二氧化碳规模化捕集、驱油与埋存全产业链关键技术研究及示范》重大科技专项，与20家单位联合攻关，致力于解决CCUS全产业链的科学问题和全流程的技术标准问题，其中勘探院重点攻关CCUS驱油利用及埋存方案设计、CCUS长期安全稳定埋存及监测等关键技术方向，为中国石油CCUS产业化发展奠定坚实理论基础。
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