CCUS-EOR的案例
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
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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。
展開 袁士義：CCUS - EOR產業進入規?；l展階段
以中國石油為例，從1960年代開始探索，中國石油先后牽頭承擔一批國家級CCUS - EOR重大科技攻關項目和示范工程建設，形成了較為完整的陸相油藏CCUS - EOR全產業鏈技術/標準系列，能夠支撐CCUS - EOR全產業鏈發展的技術需求。
目前，中國石油已在吉林油田建成了中國首個全流程安全零排放CCUS - EOR國家級示范工程，在長慶油田建成國內規模最大、標準最高的CCUS國家級示范工程。中國石油目前有10家油田已開展11項CCUS - EOR重大開發試驗，累計注入二氧化碳超過550萬噸，累計增油超過130萬噸，占全國的70%以上。2022年注入二氧化碳達到110萬噸以上，年增油達30萬噸以上，已經邁入工業化示范和規模產業化發展階段。
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CCUS - EOR產業化前景廣闊
在國家“雙碳”目標有利政策推動下，我國CCUS - EOR產業將進入快速規模化發展階段。
展開 CCUS的行業背景和發展前景
國際背景
國外CCUS-EOR項目主要在美國、加拿大等國家開展，特別是美國已具有成熟的CCUS-EOR工業體系。美國CCUS-EOR項目起步于20世紀50年代，60-70年代持續開展關鍵技術攻關，70-90年代逐步擴大工業試驗規模，技術配套逐漸成熟，80年代以后進入商業化推廣階段。自20世紀80年代起，美國CCUS-EOR技術工業化應用規模持續快速擴大。世界上第一個大規模CO2-EOR項目SACROC（Scurry Area Canyon Reef Operating Committee），從1972年1月26日起，由雪佛龍公司（Chevron）在得克薩斯州Scurry縣的油田開展。該項目的CO2來自科羅拉多州的天然CO2氣田，并通過管道將其運輸到油田驅油。本世紀以來，美國、加拿大、澳大利亞、日本及阿聯酋等國家加速推進CO2捕集項目的工業化。2014年，加拿大SaskPower公司的Boundary Dam Power項目成為全球第一個成功應用于發電廠CO2捕集項目，2019年該項目捕集CO2達61.6萬噸。2015年，加拿大Quest項目將合成原油制氫過程中產生的CO2成功注入咸水層封存，每年CO2捕集能力達100萬噸/年。
國內背景
國內CCUS-EOR研究起步較早，石油企業及有關院校早在20世紀60年代就開始探索CO2驅油技術，但因氣源、機理認識、裝備等問題使產業化發展滯后。進入21世紀以來，國家和石油企業相繼設立CCUS-EOR重大科技攻關和示范工程項目，大大推動了關鍵技術的突破和礦場試驗的成功。
展開 中國石油CCUS產業格局
（蔡翔）
【項目名稱】吉林油田CCUS項目
吉林油田通過持續攻關，創新發展了CCUS-EOR技術，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，年產油能力為13萬噸；現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油百萬噸級驅油與埋存示范基地建設，同時推動松遼盆地、鄂爾多斯盆地、準噶爾盆地CCUS-EOR工業化應用，為保障國家能源安全和實現“雙碳”戰略目標作出重要貢獻。
吉林油田緊密圍繞國家戰略需求和中國石油總體部署，主動承擔CCUS國家級、集團公司級重大科研項目，系統組織CCUS全產業鏈關鍵技術攻關，創新理論與方法，解決關鍵核心技術瓶頸，打破國外技術壟斷。吉林油田自主研發形成了可復制、可推廣的二氧化碳捕集輸送、注入采出、集輸處理及循環注入全流程技術體系，整體達到國際領先水平；共制定標準28項，授權專利40項，編寫專著4本。礦場試驗走通了CCUS全過程，在國內率先實現產出氣循環回注，建成了中國石油二氧化碳驅油與埋存試驗基地，是中國石油申報“國家能源二氧化碳驅油驅氣與封存技術研發中心”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CCUS-EOR先導試驗項目
吐哈油田位于新疆東部，煤炭資源豐富，占整個新疆地區煤炭資源總量的40%以上。油區周邊煤化工產業集中，碳排放量大、純度高，源匯匹配優勢突出，是開展CCUS業務的“天選之地”。
早在2012年，吐哈油田積極與中國石油勘探開發研究院、中國石油大學（北京）等科研院所和高校就二氧化碳驅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提高采收率及地質埋存潛力評價體系與參數優化設計技術，為吐哈油田后期實施二氧化碳驅提高采收率技術提供了重要依據。
展開 
中國石油十大CCUS重大示范工程
（蔡翔）
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吉林油田CCUS項目
【項目簡介】吉林油田通過持續攻關，創新發展了CCUS-EOR技術，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，年產油能力為13萬噸；現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油百萬噸級驅油與埋存示范基地建設，同時推動松遼盆地、鄂爾多斯盆地、準噶爾盆地CCUS-EOR工業化應用，為保障國家能源安全和實現“雙碳”戰略目標作出重要貢獻。
吉林油田緊密圍繞國家戰略需求和中國石油總體部署，主動承擔CCUS國家級、集團公司級重大科研項目，系統組織CCUS全產業鏈關鍵技術攻關，創新理論與方法，解決關鍵核心技術瓶頸，打破國外技術壟斷。吉林油田自主研發形成了可復制、可推廣的二氧化碳捕集輸送、注入采出、集輸處理及循環注入全流程技術體系，整體達到國際領先水平；共制定標準28項，授權專利40項，編寫專著4本。礦場試驗走通了CCUS全過程，在國內率先實現產出氣循環回注，建成了中國石油二氧化碳驅油與埋存試驗基地，是中國石油申報“國家能源二氧化碳驅油驅氣與封存技術研發中心”的重要組成部分。
展開 油氣開采行業CCUS在CO2-EOR驅油的應用
首先我們看下CO2-EOR驅油對采用的影響
數據來源：《新疆油田CO2驅提高原油采收率與地質埋存潛力評價》--王歡，廖新維，趙曉亮，李小峰
根據上述數據，我們可以看到將高壓的CO2注入油氣開采層，既可以降低高效利用前端捕捉的CO2、降低總體碳排放，又可以明顯提高原油的開采量。
實際油氣開采中，經常是CO2壓裂，CCUS，CO2-EOR同時或同一個區域進行。即，我們在利用CO2壓裂后，開始開采原油，但是前期油井上層有大量的伴生氣，前期壓裂用的超臨界CO2又會有少部分會混入這些伴生氣。導致伴生氣開采前期CO2含量很高，開采一段時間后，CO2濃度明顯降低至正常水平。而高CO2含量的伴生氣又不能直接進入天然氣管網（高CO2含量及重烴油氣），我們又需要將伴生氣處理干凈：
1.分離伴生氣中的CO2，液化加壓，繼續用于壓裂或者CO2-EOR驅油
2.分離提純CH4，以達到并入天然氣管網標準
而CO2-EOR驅油過程中，又會因為閉井期間，會繼續產生伴生氣，再次開采原油前，也需要將伴生氣處理干凈，重復上述工作。
上述壓裂、驅油后，伴生氣的CO2最高可到75%~90%以上，最低開采前置20~30%甚至以下，而且在20~60天左右，濃度、壓力急劇變化、單井流量不大，現有單一技術難以處理或者處理成本過高。我們需要更新的思路及技術組合以應對現場復雜多變的工況。
此類井口經常出現在偏遠地區，無法集中大量的伴生氣，采用MEA/MDEA等吸收法來處理，因為流量小，吸收法需要大量的諸如蒸汽、藥劑、水等輔助條件，我們只能采用低耗水、低廢棄資源排放的設計方案了。
我們可選的方式為：深冷，PAS/VPSA，膜組等。
展開 CCUS的事實有何成效？我國百萬級CCUS項目梳理
中國石油300萬噸CCUS項目
中國石油CCUS產業起步早，在提高原油采收率和減排降碳上取得了顯著成效。
早在1965年
，大慶油田就率先開展了小井距單井組碳酸水試注試驗，掀開了中國石油探索二氧化碳驅油（CCUS-EOR）的序幕。
1990年起
，吉林油田“接棒”，在新立油田吹響了CCUS-EOR全產業鏈技術攻關和應用試驗的沖鋒號。
CCUS應用案例：全球CCUS技術分析及中石化案例介紹
經過長期實踐，中國石油吉林油田于2007年首先實現CCUS—EOR技術的工業化，建立五類CO2驅油與埋存示范區，年埋存CO2能力可達35萬t；同年，中石化華東分公司草舍油田建成了CO2年注入量4萬t的先導試驗項目，后期建成了CO2回收裝置，年處理量可達2萬t。
隨后，基于日趨成熟的CO2捕集技術，中石化勝利油田、中國神華、延長石油及中石化中原油田加速推進CO2捕集項目的工業化。
2010年，中石化勝利油田建成了國內首個燃煤電廠的CCUS示范項目；2011年，神華鄂爾多斯10萬t/a的CCS示范項目落成，該項目是國內第一個鹽水層地質封存實驗項目；2012年，延長石油建成了5萬t/a的CO2捕集利用項目，該項目降低了原油粘度，提高了原油采收率并實現了CO2永久封存；2015年，中石化中原油田煉廠尾氣CCUS項目建成，項目目前已有百萬噸CO2注入到地下。
除了傳統CO2捕集技術，國內還開展了CO2新型再利用技術，應用于食品、精細化工等行業。
除已建項目，國內將加速建設CO2捕集項目，如齊魯石化在建CCUS-EOR項目（2020年），CO2捕集能力4萬t/a。在一些雙邊協議中，中美將在中國開展一些大型CCUS項目，如中美氣候變化合作延長石油CCUS示范項目等。
展開 行業熱點 ｜ 石化行業的CCUS技術
石化碳捕集場景
CCUS技術涉及到CO2的捕集、運輸及封存利用， 就整條產業鏈而言，成本高是制約其發展的重要因素， 這是由于煙道氣中的主要成分為氮氣，而CO2的含量相對較低，從而導致分離能耗大，捕集成本高。
而對于石油行業，為了滿足石油開發的需求，提高石油采收率，通常將CO2注入油氣層進行驅油，氣源多數來自燃煤電廠煙道氣中的 CO2，捕集到的CO2又要通過 管道運輸到相應油井處，成本較高。
煤制氫碳捕集場景
相較其他制氫技術，現階段煤制氫與CCUS技術的集成應用具備顯著的成本優勢；CCUS技術可降低煤制氫過程約90%的二氧化碳排放，但相比可再生能源制氫其碳足跡仍是短板；新疆、山西、陜西 及內蒙古等地區可作為推廣煤制氫與CCUS技術集成應用的優先區域；煤制氫與CCUS 技術集成應用面臨的挑戰主要包括缺乏公眾認可度以及與可再生能源之間的競爭。這有可能對煤制氫與CCUS技術的集成應用潛力形成嚴重制約，阻礙其長遠發展。
未來已來，石化行業CCUS技術大有可為。
文章來源石油和化工智能制造智庫
展開 國內外CCUS項目解讀
3、大慶油田EOR項目
坐標：黑龍江
1965年大慶油田就率先開展小井距單井組碳酸水試注試驗，拉開了中國石油探索二氧化碳驅油(CCUS-EOR)的序幕。 這項技術就是把二氧化碳捕集后注入油層中，以提高油田采油率。
針對大慶外圍油田水驅難動用、動用效果差的特低滲透扶楊油層和海拉爾油田強水敏性興安嶺油層，大慶油田在五個區塊開展了二氧化碳驅油現場試驗。
2019年產油超過10萬噸，占中國石油二氧化碳驅年產量的60%以上。
4、中石油吉林油田EOR項目
坐標：吉林 捕碳規模：35萬噸/年
吉林油田建成了國內首個CCUS-EOR全流程示范項目，該項目包括5個二氧化碳驅油與埋存示范區，年產油能力10萬噸，年埋存能力35萬噸，年埋存能力相當于每年植樹280萬棵。目前吉林油田正全力推進20萬噸CCUS開發方案落地實施，規劃建設百萬噸CCUS示范區。
近期這項技術實現自主化研發、創新化驅動、成熟化應用、規模化推廣，是全球正在運行的21個大型CCUS項目中唯一位于中國的項目，也是亞洲最大的EOR項目，油田是實現溫室氣體有效埋存和大規模利用的理想場所，吉林油田通過構建全流程CCUS產業鏈，快速推進規?；I應用進程。
5、華能長春熱電廠捕集項目
坐標：吉林 捕碳規模：1000噸/年
我國首套1000噸/年相變型二氧化碳捕集工業裝置在華能長春熱電廠成功實現連續穩定運行。該技術能有效解決傳統捕集方法的高能耗難題，經專家鑒定，主要技術指標達國際領先水平。
展開 CCUS專項工程介紹和相關信息丨國內外CCUS項目解讀：分布圖、應用場景及成本介紹
3、大慶油田EOR項目
坐標：黑龍江
1965年大慶油田就率先開展小井距單井組碳酸水試注試驗，拉開了中國石油探索二氧化碳驅油(CCUS-EOR)的序幕。 這項技術就是把二氧化碳捕集后注入油層中，以提高油田采油率。
針對大慶外圍油田水驅難動用、動用效果差的特低滲透扶楊油層和海拉爾油田強水敏性興安嶺油層，大慶油田在五個區塊開展了二氧化碳驅油現場試驗。
2019年產油超過10萬噸，占中國石油二氧化碳驅年產量的60%以上。
4、中石油吉林油田EOR項目
坐標：吉林 捕碳規模：35萬噸/年
吉林油田建成了國內首個CCUS-EOR全流程示范項目，該項目包括5個二氧化碳驅油與埋存示范區，年產油能力10萬噸，年埋存能力35萬噸，年埋存能力相當于每年植樹280萬棵。目前吉林油田正全力推進20萬噸CCUS開發方案落地實施，規劃建設百萬噸CCUS示范區。
近期這項技術實現自主化研發、創新化驅動、成熟化應用、規模化推廣，是全球正在運行的21個大型CCUS項目中唯一位于中國的項目，也是亞洲最大的EOR項目，油田是實現溫室氣體有效埋存和大規模利用的理想場所，吉林油田通過構建全流程CCUS產業鏈，快速推進規?；I應用進程。
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歐洲CCUS技術發展現狀及對我國的啟示/發展現狀/路徑規劃
我 國應該建立多元化的融資體系，包括相關激勵和稅 收政策，如可以考慮對采用 CCUS-EOR 技術進行采 油的企業根據采出油量進行資源稅的部分減免；對 于相關燃煤和燃氣電廠，可以考慮對捕集 CO2并封 存的電廠進行稅收減免，以刺激 CCUS 技術的大規 模推廣。CCUS 技術對工業行業深度脫碳具有重要 意義，但關鍵技術的創新與發展仍然面臨著成本高 昂、投資不足等問題。近年來，歐洲相繼出臺扶持 CCUS 技術發展的政策，加大 CCUS 變革性新技術 的研發力度。從國內來看，與新能源等相關碳減排 產業相比，CCUS 政策扶持力度亟需加強。我國 在碳排放交易市場成熟度和碳稅價格等方面和歐 洲存在一定的差距：2021 年，我國全國碳市場的配 額價格在 40~60 元/t 波動，而歐盟碳市場在 2021 年 底的配額收盤價已漲至 73.28 歐元/t。在缺乏激勵機 制的條件下，我國廣大企業（尤其是私營企業）對 碳減排的積極性總體有限。德國 TüV Rheinland 于 2022 年 2 月發布的《探討中國企業碳中和路徑調研 報告》顯示，盡管有 73%的受訪企業表示 2060 年碳中和目標的提出對其企業的業務產生了影響， 但僅有 12%的受訪企業已經制定了具體的減排脫 碳目標和時間表，仍有 30%的受訪企業不了解或沒 有任何相關計劃。我國應通過建立財政激勵機制， 吸引社會資本，緩解投資 CCUS 的不確定性，將 CCUS 與碳市場掛鉤，推動 CCUS 融資趨向多樣化 和靈活化。
在資金激勵方面，直接的經濟支持如各級政府 的 CCUS 專項資金是 CCUS 部署最有效的驅動因 素?？蓪Σ都姀S產生的電力提供更有針對性的補 貼，以抵消高昂的捕集成本。
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