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“碳”索CCUS发展新路径

文章来源：中国石油和化学工业联合会更新时间：2023-04-17 13:26:25

在“双碳”大背景下，二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)技术，是我国应对气候变化、减少二氧化碳排放的关键技术之一。而在能源工业中，它不仅是实现“双碳”目标的重要推手，更是保障能源安全的新晋“采油工”。

从1965年长庆油田首次碳酸水试注，到松辽盆地300万吨CCUS示范工程建设，再到形成“四大六小”产业格局，作为“三桶油”之一的中国石油天然气集团有限公司(简称中国石油)近60年来从零起步、不断“碳”索，借助CCUS技术研发与产业实践，触摸能源产业绿色发展的时代脉搏。

探索：率先明确发展CCUS产业

石油，是流淌在现代工业“血管”里的“黑色血液”，如何提高采收率(EOR)是油气田开发永恒的主题之一。上世纪50年代，许多国家就开始把二氧化碳作为一种驱替溶剂进行研究。1965年，在室内实验机理研究的基础上，大庆油田首次进行小井距单井组碳酸水试注试验，随后吉林油田“接棒”，从1990年开始进行了一系列二氧化碳驱油实验。

时间回溯到2006年，在中国香山举行的香山科学会议上，业内专家结合我国国情，首次在碳捕集封存(CCS)中加入一个“U”，变“CCS”为“CCUS”，强调既要充分利用二氧化碳，还要实现有效埋存。虽然只多一个“U”，但无论对于二氧化碳的油藏利用(CCUS-EOR)，还是未来的化工利用、生物利用，这都意义重大。

同期，吉林油田正面临长岭气田高含二氧化碳气藏规模开发的难题。因此，中国石油在当时率先提出含二氧化碳天然气开发及二氧化碳驱油与埋存的理念，并利用大情字井区块与长岭气田上下叠置的地理优势，在吉林油田开展先导试验。

在其后的十几年中，吉林、大庆、长庆等CCUS油田试验基地通过不断探索实践，发展出成套CCUS技术，实现了社会效益与经济效益的双赢。

攻关：构建自主CCUS技术体系

在确定了CCUS产业路线后的几年，中国石油开展了一系列技术攻关。此时，中国CCUS发展水平与国际先进水平存在差距;此外，国内的油藏特点，也决定了二氧化碳驱油相关产业的发展无法照搬国外经验。

2007年，中国石油启动国家“973”计划项目“温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存”。同年，大庆榆树林油田在树101区块开展二氧化碳非混相驱油先导试验，形成了二氧化碳泡沫压裂、吞吐和气举等多项驱油技术。此后两年，中国石油又接连承担国家科技重大专项“含二氧化碳天然气藏安全开发与二氧化碳利用技术”与国家“863”计划项目“二氧化碳驱油提高石油采收率与封存关键技术研究”等重大科技项目。

而中国石油另一大CCUS产业探索的“前哨站”吉林油田，则于2009年承接了集团的重大专项“吉林油田二氧化碳驱油与埋存关键技术研究”，初步形成二氧化碳驱油优化设计和注采工程配套技术，为集团CCUS产业规模化提供了技术储备。

数十年踔厉奋发，中国石油自主研发了碳捕集与输送、油藏工程、防腐、封存、监测、地面配套等关键技术，形成了涵盖碳捕集、运输、利用和埋存的CCUS全产业链技术体系，同时自主研发了CCUS全流程装置和设备，系列核心装备基本实现国产化，获得授权专利百余项，CCUS技术整体达到国际先进水平。

示范：从“两团火”到“满天星”

2013年，一系列关于CCUS科技发展、实验示范的相关政策纷纷出台，中国CCUS产业顶层设计明显加强。中国石油从大庆油田、吉林油田两个CCUS先导示范区开始，逐渐推广二氧化碳驱油模式，逐渐延伸出 “四大六小”的CCUS产业格局。

四大工程示范中，大庆油田开展了二氧化碳非混相驱工业化试验，为集团公司推进重大科技专项实施与松辽盆地300万吨CCUS示范工程建设奠定了坚实基础;吉林油田通过自主研发，形成了可复制可推广的二氧化碳捕集输送、注入采出、集输处理及循环注入全流程技术体系;长庆油田和新疆油田则利用产区周边的炼化企业与煤化工企业作为碳源，实验二氧化碳驱油项目。其中，新疆油田CCUS中心还被列入油气行业气候倡议组织(OGCI)全球五大CCUS中心之一。

6个先导试验区中，冀东油田、大港油田、华北油田、南方勘探已成功进行了先导实验;辽河油田将探索具有热采稠油特色的源汇一体化新模式;吐哈油田则计划建成两期总产能超300万吨/年的二氧化碳捕集与管输一体化项目。

2020年“双碳”目标提出后，依托技术和产业链优势，中国石油编制完成《中国石油CCUS-EOR规划部署》方案， CCUS产业化规模化驶入“快车道”。

产业化：将CCUS纳入重点布局

在碳中和目标下，CCUS已成为全球油气行业发展共同的战略性选择。作为中国主要的油气生产商和供应商之一，中国石油将CCUS示范工程作为绿色产业“五大工程”之一重点布局，以“双碳”目标为引领，明确“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总体部署，加快布局清洁生产和绿色发展。

据了解，从1965年在大庆油田长垣区块开展井组规模试验至今，中国石油11家油气田已经开展17项CCUS重大开发试验，二氧化碳年注入能力超百万吨，已累计埋存二氧化碳超550万吨，相当于植树近5000万棵，累计增油130万吨。

“十四五”期间，中国石油不仅将规划部署长庆油田与新疆油田两个年注气千万吨级规模的CCUS工程，以及大庆油田等多个百万吨级示范工程，还将加快推进CCUS规模化工业应用专项工程建设，聚焦CCUS规划目标和主要问题开展原创技术攻关，统筹内外部碳源，全面推进CCUS产业规模化发展。中国石油将力争2025年CCUS年注二氧化碳达到500万吨，产油量达到150万吨，为推动“双碳”目标实现做出更大贡献。