潘繼平:『CCUS-EOR』管輸二氧化碳驅油與提高采收率問題研究| 國際石油經濟


基于管道運輸的中國二氧化碳驅油提高采收率發展現狀與前景展望

潘繼平

中國海油集團能源經濟研究院



【摘要】國外經驗表明,豐富的二氧化碳和適合二氧化碳氣驅的石油資源、增加石油產量的迫切需要、成熟的油氣管道技術、多元化的商務模式、積極的支持政策等多種因素,共同推動美國等國家二氧化碳驅油提高采收率(CCUS-EOR)和二氧化碳運輸管道快速發展。中國CCUS-EOR已取得積極進展,正處于工業化示范后期和大規模產業化發展前期,在二氧化碳氣態管輸方面取得進展。未來中國基于二氧化碳管道運輸的CCUS-EOR發展空間廣闊、前景良好,對推進油氣增儲上產和實現碳中和將起到日益重要的作用。建議加快健全完善有關法律法規,構建開放競爭的產業管理機制;啟動全國二氧化碳驅油(氣)與埋存資源評價;制定中長期產業發展戰略規劃;加強技術攻關與創新,加快建立規范與標準;加大力度建設運營一批全流程重大示范項目;積極探索貫穿全產業鏈、全流程的靈活多樣的商業模式和運營模式;完善綠色金融政策,盡快出臺積極的經濟支持政策。


本文原載《國際石油經濟》期刊(2023-3),原題為《基于管道運輸的中國二氧化碳驅油提高采收率發展現狀與前景展望》,僅代表作者觀點,供諸讀者參考。


二氧化碳捕集利用和封存(CCUS)日益成為推進化石能源低碳利用、實現碳中和的兜底技術。其中,二氧化碳驅油提高采收率(CCUS-EOR)是中國推進油氣增儲上產、進行碳封存的戰略選擇,具有重要的經濟、社會和環境效益。國外經驗表明,管道輸送是大規模開展CCUS-EOR不可或缺的二氧化碳運輸方式。面對能源安全、碳中和的雙重戰略目標需求,中國迫切需要加快發展基于二氧化碳管道運輸的CCUS-EOR,推進油氣增儲上產,增強能源安全,實現碳減排,助力碳中和。


01

國外基于二氧化碳管輸的CCUS-EOR發展現狀及其啟示


1.1 CCUS-EOR發展現狀與潛力


目前,全球在運行碳捕集和封存(CCS/CCUS)項目共有60個,二氧化碳捕集規模合計約4640萬噸/年,其中用于提高石油采收率(EOR)的項目占比為50%,二氧化碳捕集規模占比為66%(約3062萬噸),主要分布于北美與亞太地區。美國CCUS起步于上世紀70年代,已具備相當規模,技術工藝相對成熟,在全球居主導地位,項目規模較大。據全球碳捕集與封存研究院(GCCSI)2021年的研究報告,美國在運行中的用于CCUS-EOR的大規模工業碳捕集項目有11個,二氧化碳年捕集能力為1628萬~1864萬噸,其中4個為天然氣處理項目,年捕集能力為1275萬~1285萬噸,7個為其他工業碳源項目,年捕集能力為353萬~579萬噸。其中,超過90%的二氧化碳用于驅油提高采收率等油田開發項目。近10年,隨著國際油價高漲,美國實施的CCUS-EOR項目不斷增加,2014年一度超過130個,隨后基本穩定在100個以上,2018年美國二氧化碳驅油年產量在1550萬~1600萬噸。據統計,北美地區CCUS-EOR項目提高采收率的幅度為7~18個百分點,平均為12個百分點,個別項目可到26個百分點以上。比較典型的是美國二疊紀盆地Kelly-Snyder油田SACROC區塊CCUS-EOR項目。該項目2002年實施二氧化碳混相驅作業,至2020年已持續穩產16年,累計增油2456萬噸,累計注入二氧化碳約3.9億噸,提高采收率26個百分點以上。據美國《油氣雜志》統計,截至2018年底,美國通過二氧化碳驅油采出原油超過20億桶(約2.73億噸)。加拿大、巴西、土耳其、特立尼達等國家和地區也有一定規模的CCUS-EOR項目。其中巴西有4個CCUS-EOR項目,包括一個深海鹽下油藏提高采收率項目;加拿大有4個碳捕集項目,捕集規模為350萬~400萬噸/年,主要用于驅油以提高油田采收率;中東和非洲地區也在積極開展CCUS-EOR探索,預計大規模商業化應用將于2025年前后獲得突破。


隨著各國節能減排、碳中和力度加大,全球CCUS產業化步伐加快,在未來相當長一段時間內,CCUS-EOR發展潛力大,前景可期。據統計,2030年前全球將有28個左右CCUS-EOR項目建成投產運行,用于驅油的二氧化碳捕集規模超過7000萬噸/年,比目前規模增加兩倍以上。2020年美國地質調查局(USGS)評價認為,美國主要含油氣盆地通過二氧化碳驅油,技術上可增產石油288.4億桶(約39.3億噸),埋存二氧化碳84.1億噸,表明美國CCUS-EOR擁有巨大的發展潛力。


1.2  二氧化碳管輸現狀與趨勢


截至目前,全球二氧化碳運輸管道主要分布在美國、加拿大等少數國家。上世紀70年代以來,美國在二氧化碳驅油技術上取得突破,基于產自本土油氣田豐富的二氧化碳資源,利用成熟的油氣管輸技術工藝,積極建設二氧化碳運輸管道,開展二氧化碳驅油提高采收率項目。截至2020年底,美國累計建成二氧化碳管道50余條,總里程約7200千米,大部分建設于上世紀八九十年代,近80%的管道采用超臨界輸送工藝,其中1983年開始運行的Cortez管道是目前全球最長的二氧化碳管道,總長度為803千米,設計輸送能力為1930萬噸/年。挪威Sn?hvit管道是目前全球唯一實現工業化運輸的海底二氧化碳管道,主要用于將天然氣開發伴生二氧化碳分離后回注封存于海底地層。


目前,美國有12家二氧化碳管道運營商,干線管道多由埃克森美孚、金德爾摩根(Kinder Morgan)、西方石油(Oxy)、丹博里(Denbury)等大型能源公司建設和運營管理,支線管道由二氧化碳資源商或用氣方建設和運營管理。同一地區不同企業建設管網可以實現連通代輸,二氧化碳資源商通過周邊管網平臺將二氧化碳產品銷售給管道公司,管道公司再將二氧化碳產品沿線分銷給各用氣企業。部分二氧化碳管道運行采用周調度模式,即下游用氣企業提前將用氣需求提交管道公司,管道公司統籌調度上游資源、中游管輸、下游分輸、終端用戶的系統匹配,調度周期適中,方式靈活。


美國二氧化碳運輸管道技術是基于油氣管道輸送技術發展而來的,主要由各大能源企業和美國石油協會(API)、美國機械工程師協會(ASME)等協會共同研發完成,經歷40余年管道運行實踐檢驗,在管道設計、建設、投產和運行、經營管理等諸多方面積累了豐富的經驗,形成了較為成熟的技術體系。美國長距離、大規模二氧化碳管道大多采用超臨界輸送技術,利用二氧化碳超臨界相態密度高、黏度小、流態穩定、不易發生密度突變、管輸壓降低等特點,實現大規模輸送,大幅降低投資和運行成本,而且二氧化碳用于驅油多以超臨界狀態注入,需要滿足一定的壓力條件(通常為10~20兆帕),大部分油氣藏具備這樣的壓力環境。


歐美地區二氧化碳管道輸送的法律法規及標準規范主要參考油氣管道,建設、運行、監管等相對成熟和完善。在美國,二氧化碳液體管道被列為危險液體管道,其運行管理遵從美國聯邦法規49-CFR 195、美國機械工程師協會ASME B31.4《液態烴和其他液體管道輸送系統》(側重于二氧化碳管道運行管理)。美國二氧化碳管道由聯邦和州政府共同監管,監管權具體屬于美國運輸部地面運輸委員會,同時安全方面歸口美國運輸部管道和危險物品材料安全管理局(PHMSA),州際管道由PHMSA直接監管,州內管道由州政府監管,州政府還負責監管二氧化碳管道的開發和運營。


隨著全球CCS/CCUS技術創新、產業化發展進程加快,作為配套產業,全球二氧化碳管道運輸有望獲得快速發展,實現二氧化碳排放源與利用封存場景的良好匹配和連接,促進CCS/CCUS商業化發展。未來10~15年,借助技術進步、成本下降及碳減排政策,二氧化碳驅油埋存及管道運輸有望在全球符合條件的成熟油田(區)獲得普遍發展,成為多國增加石油產量、實現碳封存不可或缺的戰略選擇。


1.3  有關啟示


1.3.1  提高石油采收率是國外CCUS-EOR及二氧化碳管道運輸發展的主要驅動因素


石油危機造就了美國發展CCUS-EOR的大環境。美國、加拿大石油企業通過管道運輸,將絕大部分二氧化碳資源運輸到適合二氧化碳氣驅的成熟油氣田(區),用于強化采油,提高采收率,增加石油產量,獲得足夠收益,較好地解決了CCUS發展的經濟性問題。一定程度上,國外二氧化碳管輸及CCUS技術是伴隨著二氧化碳驅油增產而發展的。


1.3.2  豐富的天然二氧化碳資源和適合二氧化碳驅的石油資源是國外CCUS-EOR及二氧化碳管道運輸發展的先天優勢條件


實踐表明,在美國低滲透油藏、高滲透油藏、過渡帶油氣藏都有商業二氧化碳驅油項目,證實了美國適合二氧化碳氣驅的油藏資源豐富。據美國能源部的報告,美國適合二氧化碳氣驅的石油地質儲量超過120億噸。統計顯示,美國用于CCUS-EOR的二氧化碳資源主要來源于天然二氧化碳氣藏、含二氧化碳的天然氣藏,這兩種氣藏分別占二氧化碳氣源的80%和15%,只有約5%資源來自人工捕集的工業二氧化碳排放,極大地降低了CCUS-EOR成本,井口二氧化碳成本僅為20~25美元/噸,甚至更低。


1.3.3  政府高度重視CCUS技術研發與產業發展,出臺政策支持技術研發和示范應用推廣


歐美國家出臺財稅支持政策,以降低CCUS項目風險,提高企業參與CCUS產業的積極性,并向CCUS關鍵技術(例如二氧化碳捕集、分離等技術)提供巨額的財政資金支持。2008年美國出臺的《國內稅收法》第45Q條(45Q法案)對CCS/CCUS大規模商業運營提供經濟支持,每埋存1噸二氧化碳可抵免稅額10~20美元,隨后美國政府不斷完善該政策,抵免稅額提升至20~35美元/噸,2021年將稅額抵免幅度提高至50美元/噸,極大地調動了企業投資CCUS-EOR項目的積極性。


1.3.4  成熟的油氣管道技術和商業模式為二氧化碳管道建設運營提供了良好借鑒和標準參考


國外二氧化碳管道技術主要基于油氣管道輸送技術,在設計、建設、管理、運營和監管等方面都充分借鑒了油氣管道技術標準和經驗。截至目前,國外現有二氧化碳管道均為新建,尚無從油氣管道改造而成的二氧化碳管道。在美國等國家,在政府監管下,經過多年探索,形成了以市場導向為主的多類型、相對成熟的CCUS-EOR及二氧化碳管道運輸商業模式和運營模式。大型石油公司和管道公司投資建設二氧化碳管道干線,通過支線管道聯通多家資源商和用氣方,實現二氧化碳的多進多出,管道公司可購買二氧化碳資源,沿線分銷給下游油田等企業,為CCUS產業鏈各方提供二氧化碳交易平臺。


02

中國CCUS-EOR與二氧化碳管輸現狀


2.1  CCUS-EOR現狀


進入新世紀以來,隨著中國老油田穩產壓力不斷增大,低滲透儲量比例不斷增加,油氣穩產增產壓力加大。為提高油氣采收率推進增儲上產,探索二氧化碳封存,石油企業積極開展CCUS-EOR技術探索,在技術研發、試驗示范和產業化探索方面取得積極進展。在二氧化碳氣源環節,形成了相對成熟的煉化、煤化工等高濃度二氧化碳排放捕獲技術,以及油氣田伴生二氧化碳加工處理技術等,總體上成本相對較低,前者一般低于200元/噸,后者低于120元/噸。在運輸環節,形成了以陸上罐車運輸為主、氣相管道運輸為輔的運輸方式,其中罐車運輸成本每千米約為0.9~1.4元/噸,管輸成本約為0.35~0.40元/噸。在驅油埋存環節,主要針對低滲透油藏,初步形成了二氧化碳驅油藏工程、注采工藝、地面工程設計、生產動態監測等技術體系。


截至2022年底,中國石油企業先后開展了約18個CCUS-EOR試驗示范項目,二氧化碳注入設計能力約為200萬噸/年,二氧化碳主要來自油田附近石化廠、煤化工廠及煤電廠排放,少量來自油田自產天然二氧化碳,主要用于提高石油采收率、煤層氣開發等,實際注入規模超過100萬噸/年,分布在勝利、中原、大慶、吉林、新疆、長慶等油田,換油率(二氧化碳注入量/采出原油量)為0.21~0.53,二氧化碳埋存率為60%~70%,30%~40%隨生產液體返回地面。截至2022年底,中國石油先后開展了11個CCUS-EOR示范項目,主要分布在大慶、吉林、長慶、新疆等油田,氣源主要來自附近石化工廠和油田伴生氣,二氧化碳注入設計能力超過100萬噸/年,2022年注入量突破100萬噸,增產石油30萬噸,平均換油率約為0.30,采收率普遍提高10個百分點以上,部分項目達25個百分點。中國石化先后在勝利、江蘇、中原、華東等油田開展了多個CCUS-EOR示范項目,覆蓋石油地質儲量2512萬噸,累計增加石油產量約26萬噸。其中勝利油田高89-1井區二氧化碳驅油項目截至2022年底累計注入二氧化碳35.2萬噸,增油量合計約10萬噸,換油率為0.28,提高采收率超過10個百分點。2022年8月投產運行的“齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS項目”覆蓋特低滲透石油儲量2500多萬噸,計劃部署73口注入井,預計15年累計注入二氧化碳1000余萬噸,增油近300萬噸,采收率提高12個百分點以上。中國海油完成國內海上首個百萬噸級恩平15-1 CCS示范工程關鍵設備國產化與安裝調試,啟動全球首個海上千萬噸級大亞灣區CCS/CCUS集群示范項目研究。延長石油集團公司在靖邊-吳起礦區實施15萬噸/年CCUS-EOR項目,已累計注入二氧化碳6.6萬噸,增油效果較好,提高采收率超過8個百分點。


總體上,目前中國CCUS-EOR取得了積極進展,有效推進了油氣增儲上產,取得了較好的經濟效益,對增強能源安全做出了貢獻,同時積極推進減碳降碳,取得了良好的社會效益和環境效益,產業化進程處于工業化試驗示范后期和大規模商業化前期。


2.2  二氧化碳管輸現狀


長期以來,中國二氧化碳運輸以低溫儲罐公路運輸為主,受技術、成本、資源及政策條件等多因素制約,二氧化碳管道運輸起步較晚。隨著蘇北黃橋、松遼徐深、長嶺等氣田的開發和臨近油田CCUS-EOR示范項目建設運行,石油企業開始探索二氧化碳管道運輸,建成了一定規模的二氧化碳管道。據不完全統計,截至2021年底,全國在役二氧化碳管道項目有8個,里程合計約152千米,年運輸能力約106萬噸,主要服務于大慶、吉林、勝利、中原、蘇北等油田驅油提高采收率項目,但規模小,距離短,以氣態輸送為主,尚無大輸量、長距離、超臨界密相輸送管道。總體上,目前中國二氧化碳管道輸送尚處于起步探索階段。近年來,在碳達峰碳中和目標推動下,企業加大CCUS-EOR項目示范力度,捕集工業排放的高濃度二氧化碳,通過新建二氧化碳管道運輸到油氣產區,構建全過程CCUS-EOR/EGR(二氧化碳強化天然氣開采)產業鏈。目前,中國石化、延長石油等企業正在開展多個二氧化碳管道項目的前期工作,計劃建設管道合計超過1500千米,分布在勝利、江蘇、新疆等油田和陜北地區。2022年,中國石化為配合“齊魯石化-勝利油田百萬噸級CCUS項目”啟動了全國首個100千米二氧化碳輸送工程。


03

中國基于二氧化碳管輸的CCUS-EOR發展前景


3.1  有利條件


3.1.1  不斷推進油氣增儲上產、增強能源安全為CCUS-EOR發展帶來了歷史機遇


油氣安全是中國能源安全的核心問題,不斷推進國內油氣增儲上產,增強國產資源供應保障能力,始終是基本的國家戰略,是一項需要長期堅持的基本國策。國內外實踐表明,CCUS-EOR是強化油氣開發,不斷提高油氣采收率,提高資源開發利用效率,不斷推進增儲上產、提高國內油氣生產供應能力不可或缺的技術選擇和路徑,是老油氣區穩產增產、實現可持續發展的關鍵措施。


3.1.2  規模巨大的適用二氧化碳驅的油氣儲量為CCUS-EOR提供了廣闊發展空間


隨著勘探程度提高,新增油氣儲量品質不斷下降,低滲透和超低滲透油氣儲量占比不斷增加。“十三五”(2016-2020年)以來,全國年均新增探明油氣地質儲量中,低滲透和超低滲透油氣儲量占比高達70%~80%。據測算,中國適合CCUS-EOR的探明石油地質儲量高達130億噸,同時可埋存二氧化碳50億~60億噸,增油量將超過3000萬噸/年,碳減排量有望超過3000萬噸/年。據中國石油勘探開發研究院2020年的評價結果,在中國石油已動用石油儲量中,適合CCUS-EOR的低滲透地質儲量高達67.3億噸,預計平均提高采收率16.5個百分點,可新增可采儲量11.1億噸,在驅油階段可有效埋存二氧化碳29.5億噸。綜合分析認為,截至2021年底,全國適合二氧化碳氣驅提高采收率的探明石油地質儲量超過100億噸,如果采收率平均提高10個百分點,可增加技術可采儲量10億噸以上,增儲上產潛力巨大。


3.1.3  成熟的油氣管輸技術為二氧化碳管道運輸提供了扎實的技術基礎


經過近20年的快速發展,中國擁有超過17萬千米油氣管道,形成了各種條件下油氣管道設計、建設與運維技術體系,積累了豐富的運營和管理經驗,培養了人才。國家油氣管網集團的成立,進一步整合提升了油氣儲運技術和人才。石油企業在CCUS-EOR示范中,探索并掌握了一定的二氧化碳管道運輸技術,同時國外有關技術、成功經驗和運營模式為中國企業提供了有效借鑒和參考。這些為大規模發展二氧化碳管道輸送奠定了技術基礎,未來中國大規模發展二氧化碳管道運輸是可行的。


3.2  面臨的挑戰


3.2.1  碳捕集能力不足和自然二氧化碳資源相對匱乏,導致二氧化碳氣源供應能力不足


國外經驗表明,豐富的二氧化碳資源——包括來自天然油氣田或者人工捕集等的資源,是CCUS-EOR及二氧化碳管道快速發展的基本條件和關鍵因素。勘探實踐表明,中國天然二氧化碳氣田、油氣田伴生資源并不豐富,截至2021年,全國累計探明天然二氧化碳可采儲量不足2000億立方米,年產量約為10億立方米,遠不及美國的產量。美國僅McElmo Dome氣田年產二氧化碳就超過100億立方米。目前看,未來中國大力發展CCUS-EOR及相應管道運輸,主要依賴來自人工捕集的二氧化碳。受技術和成本等多因素制約,目前中國二氧化碳捕集能力有限,已有的捕集項目規模較小,供應能力嚴重不足。缺乏豐富而廉價的二氧化碳資源,在供給體系上從根本上制約了中國CCUS-EOR及二氧化碳管道運輸的大規模快速發展。


3.2.2  面臨全產業鏈關鍵技術短板和瓶頸,缺乏相應技術規范和質量標準體系


在二氧化碳供應環節,盡管中國已掌握了高濃度二氧化碳捕集技術,但在中低濃度二氧化碳捕集方面尚面臨諸多挑戰,涉及關鍵的吸附/解析設備、溶劑性能、配套技術等。在二氧化碳管道運輸環節,盡管已掌握氣態管輸技術,但對于大規模、長距離、高壓力超臨界密相輸送技術,包括技術工藝、管材與設備、安全與監測等幾乎為空白。在驅油埋存方面,盡管掌握了部分低滲透油藏二氧化碳驅油技術,但尚缺乏適合復雜地質條件、多類型油氣藏的二氧化碳驅油埋存關鍵技術體系,針對剩余儲量和未開發儲量,缺乏二氧化碳驅油增產的適應性評價與分布特征研究。鑒于油藏類型多、油層薄、非均質性強、儲層規模小、埋深大等因素,中國企業面臨高效驅油、埋存與監測等諸多技術挑戰,導致換油率低、采收率提高幅度低、封存率低,大規模用于煤層氣、頁巖氣開發面臨技術和成本挑戰。


3.2.3  經濟成本過高,碳約束機制和綠色金融體制機制不健全,產業化發展融資難度大


目前,CCUS-EOR項目投資大,成本較高,前期投資主要靠企業自有資金,風險較大。在二氧化碳獲取方面,天然二氧化碳氣田、油氣田伴生氣開發成本相對較低(一般低于120元/噸),但仍高于美國同類型氣源成本;煤化工、煉化等領域高濃度二氧化碳捕集成本一般在200~300元/噸,普遍高于歐美同等類型氣源成本;煤電廠、鋼鐵廠、水泥廠等中低濃度二氧化碳捕集成本更高,普遍在300~700元/噸。二氧化碳氣源供應成本約占整個CCUS項目總成本的30%~40%。在二氧化碳運輸環節,陸上車運、水上船舶運輸成本均較高,氣態管道運輸距離短、輸量小,成本也偏高。在二氧化碳驅油埋存環節,目前國內各示范項目的桶油成本總體較高,普遍在50~60美元/桶,個別高達90美元/桶。而且,由于國內碳排放權交易及其定價、碳排放認證等機制不健全,碳排放企業缺乏碳捕集的積極性和約束性;綠色金融體制機制不健全,未能為CCUS項目提供有效的金融支持——政府層面缺乏CCUS投融資支持政策,缺乏有效的投融資機制與模式,導致CCUS項目融投資成本高、風險大,制約產業化發展。


3.2.4  缺乏貫穿全產業鏈、促進相關產業協同發展的全流程商業模式和運營模式


目前中國CCUS-EOR項目主要以油氣田企業為主,商業模式和運營模式單一,且二氧化碳管道運輸依附于CCUS-EOR項目,項目效益和風險在各相關方之間尚未按照市場規律合理高效配置和分擔,制約產業規模化發展。在二氧化碳捕集環節,涉及來自能源、鋼鐵、煉化、電力、建材等行業的碳排放企業、第三方碳捕集企業以及二氧化碳貿易商;在二氧化碳管道運輸環節,涉及傳統油氣田企業、油氣管道企業以及新進入的專業性儲運企業和貿易商;在二氧化碳驅油環節,涉及油氣田企業和技術服務企業;在二氧化碳埋存環節,涉及油氣田企業、技術服務企業以及專業化碳埋存企業等。加上相關工程服務、裝備制造等企業,構成圍繞油氣增儲上產、減碳降碳的新興產業鏈甚至生態圈,亟需探索貫穿全產業鏈、促進相關產業協同發展的商業模式和運營模式,亟需構建跨部門的中央-地方-企業統籌協調機制。


3.2.5  缺乏產業發展的頂層設計和法律支撐,缺乏國家層面的經濟支持政策


“十三五”以來,中國加大了對CCUS科技攻關的支持力度,從技術層面明確了未來CCUS發展定位、目標和總體路線圖,積極實施CCUS重大項目示范,但未能出臺有關法律法規,缺乏中長期產業化發展的頂層設計,也缺乏相應的財稅、補貼等經濟支持政策,不利于CCUS產業大規模快速發展。中長期產業發展規劃的缺失,導致未來CCUS發展定位不明確,目標和方向不清晰;必要的經濟支持政策的缺乏,不利于增強CCUS產業的發展信心以降低投資風險并吸引更多市場主體。由于CCUS產業涉及面廣、行業交叉、管理跨界,缺乏必要的法律依據,行業管理、審批權限及程序不明確,容易出現多部門重疊管理或者管理缺失。


3.3  發展前景


在保障能源安全、碳達峰碳中和目標的雙重推動下,借助于政策支持和技術進步,未來中國基于二氧化碳管輸的CCUS-EOR發展前景良好,將對推進油氣增儲上產保障供應安全和實現碳中和目標、促進管輸業可持續發展起到日益重要的作用。據預測,2030年全國CCUS-EOR產業的二氧化碳注入量將達到3000萬噸/年,增油量有望達1000萬噸/年,2050年二氧化碳注入量將達到1億噸/年,增油量超過3000萬噸/年。其中,中國石油CCUS-EOR項目力爭2025年二氧化碳注入量達到500噸,年增油量達到150萬噸,2030年注入量將達到2000萬噸,年增油量超過600萬噸。據有關研究成果,在鄂爾多斯地區建設百萬噸級二氧化碳驅油項目,可建成100萬噸/年原油生產能力,需要建設年輸送能力400萬噸、300千米長距離超臨界二氧化碳管道。


綜合有關研究成果,結合中國油氣資源特點,考慮技術進步和政策支持,預計未來10~15年,中國CCUS-EOR及配套二氧化碳管道將實現大規模產業化發展,形成區域性二氧化碳捕集、管輸、驅油、埋存完整產業鏈,在松遼、渤海灣、鄂爾多斯、準噶爾盆地建成四大區域性CCUS-EOR產業集群和四大區域性二氧化碳管網;全國油氣開發注入二氧化碳超過3000萬噸/年,增油量約為1000萬噸/年,二氧化碳管道總里程有望超過5000千米。未來3~5年全國CCUS-EOR項目二氧化碳注入量將達到1000噸/年左右,增油量在300萬噸/年左右,在大慶、勝利、蘇北、延長、新疆等油田建成數條中短距離超臨界二氧化碳運輸管道,總里程可達2000千米左右。隨著碳中和進程加快,2050年左右中國CCUS-EOR及二氧化碳管道產業化發展進入成熟期,技術工藝趨于成熟,二氧化碳驅油、埋存效率顯著提高,覆蓋全國適合二氧化碳氣驅的油氣田(區),增油量將超過3000萬噸/年,二氧化碳注入量達到1.2億~1.5億噸/年,其中埋存量為0.8億~1.0億噸/年,形成連接各油氣主產區的全國性的二氧化碳管網,將對推進油氣增儲上產和實現碳中和目標起到至關重要的作用。


04

建議


4.1  加快健全完善有關法律法規,明晰審批與監管邊界,構建開放競爭的產業管理機制


修改完善現有節能減排及環保、資源等相關法律法規,廢除不利于CCUS產業發展的有關規定,增加相應條款,或者新立相應法規,確立CCUS產業發展的法律依據。明晰有關交叉產業邊界,明確CCUS產業發展主管部門、審批職責、流程等,明確監管范圍、機構與職責等。建立完善市場機制,允許各類市場主體投資參與CCUS全產業鏈,特別是碳捕集和封存業務,打造開放競爭的產業發展市場環境。


4.2  積極開展政府層面的公益性和基礎性工作,啟動全國二氧化碳驅油(氣)與埋存資源評價


目前國內含油氣盆地中適合二氧化碳驅油的儲量規模、特點、分布等基礎性工作比較薄弱,為加快二氧化碳驅油埋存產業快速發展,迫切需要借鑒國外經驗,積極開展公益性和基礎性的全國二氧化碳驅油(氣)與埋存資源評價工作。建議由政府部門組織石油企業對全國各主要油氣田的各種類型的油氣藏進行適應性、技術可行性評價,掌握相應油氣資源儲量規模,并搞清楚其分布規律,編制相關基礎圖件,支撐中長期產業發展戰略規劃編制,為二氧化碳驅油(氣)埋存和運輸管道快速產業化發展奠定基礎。


4.3  錨定能源安全和“雙碳”兩重目標,制定中長期產業發展戰略規劃,推動并引導產業發展


結合新形勢、新挑戰和新要求,基于二氧化碳驅油(氣)埋存資源評價結果,加強頂層設計,研究制定國家CCUS中長期產業發展戰略規劃,明確CCUS-EOR產業在保障能源安全、推進碳達峰碳中和目標的不同階段的戰略定位、目標、重點任務、產業布局及政策,推動并引導產業快速發展。通過頂層設計與規劃,構建國家層面跨部門、跨行業、跨地域統籌協調機制,打通CCUS全產業鏈、全流程各環節,分階段、分行業推進二氧化碳驅油(氣)埋存與管道運輸產業化發展。“十四五”期間,建設運營一批全流程重大示范項目,充分利用北方地區油氣田附近的煉化、煤化工、煤電等二氧化碳排放源,建設2~3條長度在300~500千米的二氧化碳超臨界輸送管道,攻克關鍵技術瓶頸,積累經驗。


4.4  加強技術攻關與創新,加快建立規范與標準,建立適合國情的全流程關鍵技術標準體系


在二氧化碳捕集方面,著重加強低成本高效捕集技術攻關,包括技術工藝、吸附材料、裝備設備等,重點攻克中低濃度二氧化碳規模化捕集關鍵技術瓶頸,大幅提升能效,降低成本;在二氧化碳管道運輸方面,開展二氧化碳超臨界管道運輸重大科技攻關項目,重點解決二氧化碳管輸工藝、設備材料、泄漏與止裂、風險預警等技術難點。加快制定CCUS產業鏈有關國家標準和行業標準,借鑒油氣管道技術標準規范,加快研究制定二氧化碳超臨界運輸管道建設、運行、存儲、安全等標準和規范。在二氧化碳驅油埋存方面,針對不同類型油氣藏和儲層特點,加強技術攻關,形成有效驅油技術和注氣工藝,提高油藏管理水平,防止過早氣竄,提高體積波及范圍,提高采收率,積極探索用于頁巖氣(壓裂)、煤層氣(驅替)開發提高采收率的技術。同時,加強埋存和監測技術研發,提高二氧化碳埋存效率,確保井筒安全,實現地下長期安全封存。


4.5  積極探索貫穿全產業鏈、全流程的靈活多樣的商業模式和運營模式,帶動相關產業協同發展


CCUS-EOR與二氧化碳管道運輸涉及產業面寬,需要靈活多樣的商業模式和運營模式,以滿足各相關方利益訴求。一是在捕集供應環節,探索二氧化碳排放、捕集、貿易等多種商業模式,排放企業可以自行捕集,也可委托第三方,二者均可直接銷售二氧化碳資源,也可通過賣給貿易商向中下游提供資源。二是在管輸環節,管道企業可借鑒油氣管輸商業模式,開展單獨的二氧化碳運輸業務,也可以開展貿易、運輸一體化業務,探索靈活多樣的二氧化碳管輸、貿易業務。三是在驅油封存環節,以油氣田企業為主,允許獨立第三方埋存企業利用枯竭油氣藏專業從事二氧化碳埋存業務。四是探索上中下游全過程一體化等商業模式和運營模式,允許二氧化碳排放和捕集企業參與管道建設運營、參與驅油封存業務,允許管輸企業參與資源捕集貿易、驅油封存業務,允許下游企業向中上游延伸,構建全過程全產業鏈一體化投資合作商業與運營模式。


4.6  完善綠色金融政策,盡快出臺關于二氧化碳管輸與驅油(氣)埋存的財稅等經濟支持政策


一是著重對二氧化碳捕集業務予以補貼和稅費抵扣等,鼓勵二氧化碳排放企業加大捕集力度,鼓勵第三方專業化碳捕集服務。二是支持超臨界二氧化碳運輸管道建設運營示范項目,鼓勵社會資本參與投資建設運營。三是盡快出臺二氧化碳驅油提高采收率的經濟支持政策,對二氧化碳驅油氣增加的油氣產量、封存的二氧化碳減免或抵扣有關稅費,或者直接予以補貼。四是完善綠色金融政策,加大對CCUS產業示范項目融投資支持力度,降低融投資成本與風險。五是健全完善碳排放權交易定價機制、碳排放權交易市場體系,通過市場機制充分體現二氧化碳捕集、運輸、利用與封存的經濟、環保等綜合價值。六是加大國家層面對二氧化碳捕集、管輸、驅油、封存等上中下游環節關鍵技術、材料與裝備的研發支持力度,設立超臨界二氧化碳管輸技術研發等國家重大專項,著力攻克卡脖子技術。同時加強國際合作與交流,學習借鑒國外先進技術和經營管理的成功經驗。


文章來源:國際石油經濟

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