文/范偉  張云普 李東亮等，中國石油報

二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)是我國減少二氧化碳排放的重要技術(shù)。加快推進CCUS技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，是國內(nèi)能源行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的現(xiàn)實需要和重要路徑。

多年來，中國石油高度重視CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推進二氧化碳提高原油采收率（CCUS-EOR）技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新形成了CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系，二氧化碳注入埋存規(guī)模保持國內(nèi)領(lǐng)先水平，CCUS技術(shù)整體達到國際先進水平，形成了以松遼盆地300萬噸CCUS重大示范工程為代表的“四大六小”CCUS產(chǎn)業(yè)格局，在保障國家能源安全、推動能源綠色低碳發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。

從1965年起步探索到2022年實現(xiàn)跨越式發(fā)展，中國石油CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了哪些重要階段？“四大六小”的產(chǎn)業(yè)格局是如何形成的？各企業(yè)CCUS項目又有哪些特色？讓我們一起了解一下。

【項目名稱】長慶油田“十四五”3個百萬噸級CCUS示范工程

按照集團公司統(tǒng)一部署，長慶油田組織編寫了《長慶油田千萬噸級CCUS中長期發(fā)展規(guī)劃》，總體規(guī)劃部署年注氣千萬噸級規(guī)模的CCUS工程，“十四五”期間，分別在陜、甘、寧三省區(qū)建設(shè)3個百萬噸級CCUS工業(yè)化示范工程。

圍繞3個百萬噸級CCUS示范工程建設(shè)，長慶油田先后解決了油藏、注采、地面工程三大領(lǐng)域12項關(guān)鍵技術(shù)難題，形成了適合黃土塬地貌“三低”油藏混相驅(qū)替、防腐防氣竄、二氧化碳循環(huán)利用等為核心的CCUS“長慶模式”，為工業(yè)化推廣奠定了堅實基礎(chǔ)。

截至目前，長慶油田累計注入二氧化碳29.6萬噸，黃3區(qū)油井單井產(chǎn)量提高32%，中心井產(chǎn)量實現(xiàn)了翻番，彰顯出較好的驅(qū)油與埋存效果。

陜西油區(qū)百萬噸CCUS示范工程：在姬塬油田建成覆蓋原油產(chǎn)量30萬噸、年注二氧化碳120萬噸的工業(yè)化應(yīng)用工程。該工程分兩期建設(shè)，一期在黃3區(qū)部署30萬噸規(guī)模，預(yù)計2025年建成；二期在羅1區(qū)適時開展90萬噸工業(yè)化應(yīng)用。目前已完成方案編制，并通過股份公司預(yù)審。

寧夏油區(qū)百萬噸CCUS示范工程：該項目為長慶油田與寧夏回族自治區(qū)寧東能源化工基地管委會、寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司共同推進，在鹽池地區(qū)分老區(qū)和新區(qū)兩個層次開展工業(yè)化應(yīng)用，年注氣100萬噸。寧煤負責(zé)碳源捕集，長慶油田負責(zé)驅(qū)油封存。項目分兩期建設(shè)，一期于2024年建成40萬噸，二期于2025年建成100萬噸。項目已經(jīng)完成方案編制，并通過股份公司審查。目前黃138新區(qū)CCUS建設(shè)已全面啟動鉆井。

隴東油區(qū)百萬噸CCUS示范工程：依托慶陽石化、正寧電廠等碳源，在隴東地區(qū)頁巖油、致密油老區(qū)和產(chǎn)建新區(qū)3個油藏總體部署100萬噸的工業(yè)化應(yīng)用。目前正開展方案論證，預(yù)計2023年底依托慶陽石化的碳源，在鎮(zhèn)62新區(qū)建成40萬噸/年注入能力。

【項目名稱】大慶榆樹林油田難采儲量二氧化碳非混相驅(qū)工業(yè)化試驗

大慶油田堅持問題導(dǎo)向，從理論研究、技術(shù)研發(fā)、現(xiàn)場試驗等方面開展一體化攻關(guān)，建成了國內(nèi)最大的二氧化碳非混相驅(qū)現(xiàn)場試驗區(qū)——樹101二氧化碳非混相驅(qū)現(xiàn)場試驗區(qū)，實現(xiàn)了難采儲量的有效開發(fā)。

2007年，大慶榆樹林油田在樹101區(qū)塊開展二氧化碳驅(qū)油先導(dǎo)試驗，加大二氧化碳驅(qū)油等新技術(shù)的應(yīng)用力度。2007年12月至2008年7月，投產(chǎn)注氣井7口，2008年11月注氣站投入運行，注氣半年后油井投產(chǎn)；至2009年初，共有注采井24口并全部投產(chǎn)完畢。

2014年股份公司立項，在樹101區(qū)塊開展了二氧化碳非混相驅(qū)工業(yè)化試驗。作為全國規(guī)模最大的難采儲量非混相驅(qū)整裝動用區(qū)塊，該試驗區(qū)具備進一步建設(shè)氣驅(qū)工業(yè)化示范應(yīng)用項目的基礎(chǔ)，為《二氧化碳規(guī)模化捕集、驅(qū)油與埋存全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)研究及示范》重大科技專項和松遼盆地CCUS 300萬噸示范工程建設(shè)奠定堅實基礎(chǔ)。

截至3月7日，該試驗區(qū)共有注采井203口，累計注氣117.17萬噸，產(chǎn)油40.24萬噸。經(jīng)過兩個試驗階段的開發(fā)調(diào)整，大慶油田取得了特低滲透油藏二氧化碳驅(qū)4項技術(shù)成果，實現(xiàn)了氣驅(qū)區(qū)塊持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。

【項目名稱】新疆油田八區(qū)530井區(qū)克下組油藏二氧化碳混相驅(qū)先導(dǎo)試驗

“十三五”以來，新疆油田優(yōu)選不同類型油藏開展二氧化碳驅(qū)、吞吐、前置壓裂等現(xiàn)場試驗。根據(jù)前期實施的良好效果，結(jié)合二氧化碳混相驅(qū)篩選條件，新疆油田選取八區(qū)530井區(qū)克下組油藏開展CCUS先導(dǎo)試驗。該油藏溫度適中、原油地飽壓差大，可實現(xiàn)二氧化碳混相驅(qū)；且油藏距離氣源近，在同類油藏具有代表性，試驗成功后具備推廣條件。

2019年，新疆油田礫巖油藏第一個CCUS示范項目——八區(qū)530井區(qū)克下組油藏東部“15注43采”區(qū)域二氧化碳混相驅(qū)先導(dǎo)試驗開始橇裝注入，形成10萬噸二氧化碳年注入規(guī)模。整個氣驅(qū)過程采用籠統(tǒng)注氣方式，分為恢復(fù)壓力、連續(xù)混相驅(qū)和綜合調(diào)控3個階段。目前已累計注碳16.4萬噸，單井日產(chǎn)油由0.8噸增至2.1噸，見效井占比51%，成效明顯，證實了二氧化碳混相驅(qū)技術(shù)在新疆低滲透礫巖油藏具有較好的適應(yīng)性。

通過先導(dǎo)試驗的開展，新疆油田探索礫巖已開發(fā)油藏提高采收率的經(jīng)濟有效的方法及新增探明低滲儲量有效動用的開發(fā)方式，掌握CCUS全過程關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)準(zhǔn)噶爾盆地碳減排埋存，助推油田低碳發(fā)展。

【項目名稱】塔里木油田輪南CCUS先導(dǎo)試驗工程

塔里木油田研究論證發(fā)現(xiàn)，輪南油田基礎(chǔ)地質(zhì)研究扎實、地下認(rèn)識清楚、提高采收率潛力極大，具備開展二氧化碳驅(qū)油的優(yōu)勢條件，是塔里木油田最現(xiàn)實的CCUS-EOR開發(fā)潛力區(qū)。2021年，塔里木油田優(yōu)選輪南油田2井區(qū)開展二氧化碳驅(qū)油與埋存單井試注。

然而，輪南油田是典型的“三高”碎屑巖油藏，地下溫度高、壓力高、埋藏深、地層水礦化度高。對此，塔里木油田開展一系列注二氧化碳室內(nèi)及模擬實驗，創(chuàng)新設(shè)計了基于油藏特點的“頂注底托”超臨界二氧化碳混相驅(qū)注氣模式，有力支撐了單井試注的開展和先導(dǎo)試驗方案的編制。

今年1月，塔里木油田在前期工作的基礎(chǔ)上，按照整體設(shè)計部署、分區(qū)分層動用、優(yōu)選井組先行設(shè)計思路，編制完成了塔里木油田首個CCUS-EOR先導(dǎo)試驗方案。在先導(dǎo)試驗階段，計劃對7口井注入二氧化碳。

目前，塔里木油田已完成輪南油田2井區(qū)CCUS-EOR先導(dǎo)試驗方案年度措施、動態(tài)監(jiān)測和注碳量計劃，并優(yōu)選剩余油富集部位率先開展二氧化碳試注工作。當(dāng)前，實施的兩個井組已投 注1口井，日注碳達120噸，累計注碳3800余噸。（王成凱 邵光強）

【項目名稱】華北油田八里西碳驅(qū)油碳埋存項目先導(dǎo)試驗

2022年5月，華北油田優(yōu)選河間八里西潛山油藏，開展了潛山油藏類型的碳驅(qū)油碳埋存項目先導(dǎo)試驗，先后進行了二氧化碳混相重力驅(qū)與埋存機理研究、地質(zhì)建模及注采參數(shù)優(yōu)化調(diào)整以及鉆井、采油、地面、監(jiān)測等配套工程技術(shù)攻關(guān)。

華北油田多部門跨專業(yè)組成聯(lián)合項目部，設(shè)立7個研究專題，先后開展二氧化碳混相重力驅(qū)與埋存機理研究、地質(zhì)建模及注采參數(shù)優(yōu)化調(diào)整，鉆井、采油、地面、監(jiān)測等配套工程技術(shù)攻關(guān)，形成了邊部署、邊實施、邊調(diào)整的工作思路，設(shè)計新建先導(dǎo)試驗站1座、計量點1座、管道20余公里。預(yù)計全周期累計注入845萬噸二氧化碳、累計增油超300萬噸、油藏采收率可提高27%。

目前，該項目正在進行先導(dǎo)試驗站地面工程建設(shè)，已完鉆4口井，正鉆5口井，累計注氣1.3萬噸，日產(chǎn)油9噸，自2022年11月開始注氣以來，累計增油600余噸，油藏含水量從97%降至83%。（王瑤 侯東星 穆化巍）

　　【項目名稱】遼河油田雙229先導(dǎo)試驗

2022年3月，《雙229塊洼128井區(qū)沙一段特低滲油藏碳驅(qū)油碳埋存先導(dǎo)試驗方案》通過股份公司批復(fù)。方案設(shè)計依托曙一區(qū)杜66塊火驅(qū)伴生氣為氣源，將捕獲的二氧化碳管輸至雙229塊洼128井區(qū)進行密閉循環(huán)注入，整體部署11注39采，動用儲量358萬噸，較原方式預(yù)計提高采收率32.5%，階段末累計埋存二氧化碳236萬噸。

目前，雙229塊試驗需要新打的32口新井中，已有20口完鉆，完鉆已投產(chǎn)的14口井初期日產(chǎn)油達8噸以上，展現(xiàn)出油藏較好的氣驅(qū)潛力。雙229塊二氧化碳循環(huán)注入站建設(shè)工作已啟動。同時，雙229塊先導(dǎo)試驗和擴大區(qū)開展了二氧化碳注入工作，目前轉(zhuǎn)驅(qū)11井組，日注碳能力200噸以上，實現(xiàn)超臨界注入，縱向吸氣程度100%，堅定推廣信心。

下一步，遼河油田將加快雙229地下井網(wǎng)及地面配套工程建設(shè)，繼續(xù)擴大二氧化碳注入規(guī)模，并結(jié)合遼河油田油藏類型、油品種類、開發(fā)方式多樣的特點，在齊131、沈257塊等油藏單元開展CCUS試驗，為同類型油藏儲量開展混相—近混相驅(qū)試驗方案編制提供依據(jù)，支撐遼河油田打造高質(zhì)量儲碳庫。（張雪濤 王瑩 羅前彬）

　　【項目名稱】冀東油田高66斜1斷塊CCUS-EOR先導(dǎo)試驗項目

在“雙碳”目標(biāo)背景下，冀東油田積極開展高深北區(qū)高66斜1斷塊深層低滲油藏二氧化碳驅(qū)礦場試驗，采用碳驅(qū)油碳埋存技術(shù)，全周期分為兩種模式、3個開發(fā)階段，即碳驅(qū)油、碳埋存模式，連續(xù)注氣、水氣交替、碳埋存階段。設(shè)計注氣井4口、采油井12口，預(yù)測全周期提高采收率45個百分點，其中注氣和水氣交替階段提高采收率30個百分點，埋存階段提高采收率15個百分點，埋存二氧化碳102萬噸，埋存率為100%。截至2022年底，共注入二氧化碳8675噸，注氣能力優(yōu)于方案設(shè)計指標(biāo)，吸氣剖面動用程度顯著提高。注氣后剖面厚度動用程度達到66.7%，相對注水時提升30.7個百分點。先導(dǎo)試驗取得了階段性成果。

“十四五”期間，冀東油田將依托高66斜1斷塊CCUS-EOR先導(dǎo)試驗項目，做好碳埋存技術(shù)研發(fā)，為建成區(qū)域地質(zhì)碳匯中心提供技術(shù)支撐。計劃2025年埋存二氧化碳3萬噸，2030年埋存二氧化碳25萬噸，2035年埋存二氧化碳50萬噸。（楊軍 丁青）

【項目名稱】南方勘探公司福山油田CCUS項目

南方勘探公司按照“油氣聯(lián)動、驅(qū)采協(xié)同、油氣共采、循環(huán)注入、綠色環(huán)保”的總體思路，在海南福山油田開展了氣藏CCUS和油藏CCUS先導(dǎo)試驗工程，形成了完整的碳分離、利用與封存業(yè)務(wù)鏈條，實現(xiàn)了CCUS經(jīng)濟可行，建成了高效率、高采收率、高埋存率、強氣源適配性、強擴展推廣性的CCUS“福山油田模式”。截至目前，累計埋存二氧化碳超過18萬噸。

2018年10月，福山油田氣藏CCUS一期工程建成投產(chǎn)，將蓮21斷塊采出的高含二氧化碳天然氣注入蓮4斷塊提高采收率。2022年7月，蓮4斷塊采氣井正式開井生產(chǎn)，低部位蓮4-2x井最高日產(chǎn)油26噸、日產(chǎn)氣5萬立方米，遠高于該井開發(fā)初期產(chǎn)量，蓮4斷塊從一個瀕臨報廢的氣藏升級成為全新的高產(chǎn)凝析氣藏，標(biāo)志著國內(nèi)外首例凝析氣藏CCUS先導(dǎo)試驗取得成功。同時，氣源區(qū)塊蓮21x井最高日產(chǎn)氣20萬立方米、產(chǎn)凝析油20噸，創(chuàng)造了福山凹陷單井日產(chǎn)氣紀(jì)錄。

在氣藏CCUS先導(dǎo)試驗的基礎(chǔ)上，在新探明區(qū)塊創(chuàng)新確定了全生命周期二氧化碳重力混相驅(qū)開發(fā)方式，采用注采排間滾動接替模式，實現(xiàn)產(chǎn)能接替和碳埋存。目前，先導(dǎo)試驗區(qū)骨架井網(wǎng)投產(chǎn)投 注400天后未出現(xiàn)明顯氣竄，高部位氣頂正逐步形成，地層壓力穩(wěn)步上升，動液面上升明顯，產(chǎn)油穩(wěn)中有升，試驗效果初步顯現(xiàn)。預(yù)計整個油藏CCUS全部建設(shè)完成后，最大年埋存能力達20萬噸，總埋存能力489萬噸，原油采收率提高25個百分點以上。（蔡翔）

【項目名稱】吉林油田CCUS項目

吉林油田通過持續(xù)攻關(guān)，創(chuàng)新發(fā)展了CCUS-EOR技術(shù)，建成了亞洲最大的CCUS-EOR示范工程，年埋存二氧化碳能力為50萬噸，年產(chǎn)油能力為13萬噸；現(xiàn)已累計埋存二氧化碳275萬噸，累計增油40萬噸。吉林油田正在加快松遼盆地年產(chǎn)油百萬噸級驅(qū)油與埋存示范基地建設(shè)，同時推動松遼盆地、鄂爾多斯盆地、準(zhǔn)噶爾盆地CCUS-EOR工業(yè)化應(yīng)用，為保障國家能源安全和實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)作出重要貢獻。

吉林油田緊密圍繞國家戰(zhàn)略需求和中國石油總體部署，主動承擔(dān)CCUS國家級、集團公司級重大科研項目，系統(tǒng)組織CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新理論與方法，解決關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸，打破國外技術(shù)壟斷。吉林油田自主研發(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，整體達到國際領(lǐng)先水平；共制定標(biāo)準(zhǔn)28項，授權(quán)專利40項，編寫專著4本。礦場試驗走通了CCUS全過程，在國內(nèi)率先實現(xiàn)產(chǎn)出氣循環(huán)回注，建成了中國石油二氧化碳驅(qū)油與埋存試驗基地，是中國石油申報“國家能源二氧化碳驅(qū)油驅(qū)氣與封存技術(shù)研發(fā)中心”的重要組成部分。（王珊珊 安寧 丁磊）

【項目名稱】吐哈三塘湖油田牛圈湖東區(qū)CCUS-EOR先導(dǎo)試驗項目

吐哈油田位于新疆東部，煤炭資源豐富，占整個新疆地區(qū)煤炭資源總量的40%以上。油區(qū)周邊煤化工產(chǎn)業(yè)集中，碳排放量大、純度高，源匯匹配優(yōu)勢突出，是開展CCUS業(yè)務(wù)的“天選之地”。

早在2012年，吐哈油田積極與中國石油勘探開發(fā)研究院、中國石油大學(xué)（北京）等科研院所和高校就二氧化碳驅(qū)提高采收率可行性進行研究探索，初步建立了吐哈油田二氧化碳驅(qū)提高采收率及地質(zhì)埋存潛力評價體系與參數(shù)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，為吐哈油田后期實施二氧化碳驅(qū)提高采收率技術(shù)提供了重要依據(jù)。

2021年5月起，吐哈油田與吉林油田合作完成了牛圈湖東區(qū)CCSU-EOR先導(dǎo)試驗的方案編制，項目被列為股份公司先導(dǎo)試驗項目之一。（羅建東）

中國石油CCUS發(fā)展歷程

截至目前，中國石油11家油氣田已經(jīng)開展17項CCUS重大開發(fā)試驗，二氧化碳年注入能力超百萬噸，已累計埋存二氧化碳超550萬噸，相當(dāng)于植樹近5000萬棵，規(guī)模保持國內(nèi)領(lǐng)先，累計增油130萬噸。

　探索階段（1965年至2006年）

　　1965年，大慶油田碳酸水注入試驗拉開我國探索二氧化碳驅(qū)油的序幕。

　　1999年，吉林油田開展二氧化碳驅(qū)油先導(dǎo)試驗。

　　2006年，中國石油在香山科學(xué)會議首次提出CCUS概念。

　　攻關(guān)階段（2007年至2012年）

　　2007年，啟動國家973計劃項目《溫室氣體提高石油采收率的資源化利用及地下埋存》。

　　2008年，承擔(dān)國家科技重大專項《含二氧化碳天然氣藏安全開發(fā)與二氧化碳利用技術(shù)》。

　　2009年，承擔(dān)國家863計劃項目《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》。

　　2009年，設(shè)立中國石油重大專項《吉林油田二氧化碳驅(qū)油與埋存關(guān)鍵技術(shù)研究》。

　　示范階段（2013年至2020年）

　　2013年，寧夏石化15萬噸/年低濃度煙氣二氧化碳捕集裝置投產(chǎn)。

　　2013年，大慶油田建成13.5公里二氧化碳輸送管道。

　　2014年，吉林油田建成10萬噸級CCUS-EOR全流程示范工程。

　　2018年，中國石油巴西里貝拉項目10萬噸級CCUS項目投產(chǎn)。

　　2019年，新疆準(zhǔn)噶爾OGCI-CCUS產(chǎn)業(yè)促進中心成為OGCI全球首批5個產(chǎn)業(yè)促進中心之一。

　產(chǎn)業(yè)化階段（2021年至今）

　　2021年，設(shè)立中國石油重大科技專項《二氧化碳規(guī)模化捕集、驅(qū)油與埋存全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)研究及示范》。

　　2021年，成立中國石油二氧化碳捕集、利用與封存重點實驗室和碳中和技術(shù)研發(fā)中心。

　　2022年，全國碳排放標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會牽頭發(fā)起成立CCUS標(biāo)準(zhǔn)工作組，中國石油擔(dān)任組長單位。

　　2022年，成立CCUS工作專班，部署“四大六小”CCUS產(chǎn)業(yè)化工程。

　　2022年，提高油氣采收率全國重點實驗室獲批建設(shè)。

　　2022年，召開CCUS工作推進會，啟動建設(shè)松遼盆地300萬噸CCUS規(guī)模化應(yīng)用工程。

　　2022年，發(fā)布《中國石油綠色低碳發(fā)展行動計劃3.0》，確立CCUS發(fā)展戰(zhàn)略。

文章來源：石化行業(yè)走出去聯(lián)盟