一場新的低碳石油工業革命正在悄然醞釀……

眾所周知，二氧化碳(CO2)的捕集與封存(CCS)一直是全球能源業界高度關注研究的話題，但與之相關的CO2捕集、驅油與埋存(CCS-EOR)卻鮮少出現在公眾視野。

目前我國針對CO2驅油的工作推進已取得階段性成果。結合我國已成世界第一碳排放大國、碳減排日益緊迫的現狀，石油業者正欲抓住低碳石油工業發展先機，進一步積極勾勒、探索CO2驅油與CO2捕集、埋存相結合的藍圖。

今年6月，中國石油和化學工業聯會會的一份重大產業問題研究報告——《以先導試驗為突破口在陜甘寧地區推進碳捕集、驅油與埋存示范項目》出爐，對在中國開展碳捕集、驅油與埋存示范工作的近期、中期和遠期三個層次目標提出了初步工作設想和發展建議，力爭在2-3年內開展10萬噸級CCS-EOR先導性試驗項目，并取得初步成果。

在中國石化聯合會副會長李潤生看來，碳減排不僅是未來世界的大趨勢，也將是一個可以預見的巨大技術和裝備市場，中國應率先占領這一未來市場的制高點。

“尤其結合現代煤化工裝置，建設和運行CCS-EOR示范項目，對中國這樣缺油的CO2排放大國意義重大。這不僅是著眼碳減排的戰略行動，更是立足國內保持油田穩產增產的現實需要。” 李潤生在接受記者采訪時說。

增產遠景大

CO2捕集、驅油與埋存是指將CO2從工業或能源生產相關氣源中分離出來，輸送到適宜油田，用于增采石油，同時封存CO2的技術集合。

今年7月，中石油川慶鉆探長慶井下公司在神木氣田神60井成功實施國內最大規模CO2干法加砂壓裂作業，為我國今后開展多層、大規模的CO2干法加砂壓裂進行了技術儲備。

CO2干法加砂壓裂技術，采用純液態CO2代替常規壓裂液進行造縫，從而避免了常規壓裂液中的水相侵入對油氣層的傷害，不但能夠顯著提高石油采收率，還可節約大量水資源，避免地下水污染。國家能源委員會專家咨詢委員會主任張國寶因此將無水壓裂形容為“打開中國頁巖氣資源的金鑰匙”。

中石油勘探開發研究院原院長沈平平在接受記者采訪時指出，“根據美國的有關研究報告，目前的CO2驅油技術已可使石油采收率提高10%-15%，而新一代CO2驅油技術可以將這個數字進一步提高到30%以上。從CO2綜合利用的技術成熟度來看，應用CO2提高石油采收率已經達到了市場成熟階段，具有很大的潛力。”

作為國家973項目“大幅度提高石油采收率的基礎研究”及“溫室氣體提高石油采收率技術和埋藏”的首席科學家，沈平平致力于CO2驅油和埋藏技術研究10余年，目前正負責全國二氧化碳埋藏潛力評價(包括油田、鹽水層、煤層等)和二氧化碳排放源的分布評價。

中石油吉林油田多年來的試驗結果顯示，將含CO2天然氣田中的CO2分離后，注入到油田驅油，可使原油采收率提高約10%以上。

開辟低碳石油工業化道路

當前在我國，以大慶油田為代表的一些老油田開發難度越來越大，油田儲量接替不足的矛盾日益突出，提高石油產量的壓力也越來越大。

沈平平指出，目前我國已開發油田的標定平均采收率為32.2%，提高采收率空間很大。與此同時，我國近20年石油探明儲量中低滲透油藏占70%以上，經中石油探明的低滲透儲量目前超過80億噸，但動用率僅50%。如何提高特/超低滲透油田開發，成為實現我國石油工業可持續發展的核心問題。

“隨著中國石油消費持續增加，石油對外依存度會越來越高，如何實現國內油田穩產，保持住2億噸以上的年產量，需要從戰略層面予以重視。”李潤生說。

另一方面，我國已成為世界第一碳排放大國，碳排放量約占全球排放總量的1/4。根據科學評價，油氣藏、地下鹽水層和煤層是CO2的理想埋存地。根據現有CO2埋存標準及潛力評價體系測算，如果與驅油相結合，我國油藏埋藏CO2潛力約130—150億噸。

李潤生指出，在中國能源消費結構中，煤炭的“半壁江山”地位在可預見的未來不會削弱，但清潔發展是大趨勢。CO2驅油對油田的增產效益無疑是巨大的。

鏡鑒他國

目前，以美國為首的發達國家已經開展了大量CO2捕集、利用與埋存項目，其中在CO2驅油領域以美國為首。

記者了解到，截至2014年底，全球共實施了逾150個CO2驅油項目，其中136個位于美國，但其中所使用的CO2原料大部分來自于CO2天然氣田。目前，美國已建成超過5800公里的CO2輸送干線管網，2014年用于采油的CO2約6800萬噸，增產石油約1500萬噸，占其國內石油總產量的5%。從上世紀70年代至今，美國已經累計增產石油超過2.7億噸。

根據美國能源信息署(EIA)的統計，依靠CO2驅油技術，美國6個主要產油區的采收率從36%提高到了48%，同時增加可采儲量430億桶。若推廣到美國所有輕質油藏，可增加可采儲量800億桶。而應用新一代CO2驅油技術，則有望使美國許多油田的采收率從目前的33%提高到60%以上，并使美國原油可采儲量增加1600億桶。

加拿大Weyburn油田CCS-EOR項目是世界上最大、最成功的減少CO2排放并提高油田采收率的項目。其將美國北達科他州煤氣化廠捕集的CO2通過320公里的跨境管道輸送至油田采油，從2000年至今累計增采2100萬噸石油，提高采收率10%以上，封存了3000萬噸CO2。

中美減排合作新方向

多年來，我國政府有關部門和企業、科研機構圍繞CCS和CCS-EOR做了大量工作。

記者了解到，中石油吉林油田系統開展的CO2驅油與埋存技術研究和試驗，利用氣田開采伴生的CO2，進行注入驅油，并把伴生其中的CO2再分離注入油田實現CO2的零排放。目前已建成注氣井組69個，已經埋存CO2 50萬噸以上，年產油能力20萬噸以上。而陜西延長石油集團捕集利用其旗下榆煤化有限公司醋酸廠副產的CO2，用于靖邊采油廠CO2驅油試驗，目前已實施26個井組，2015年底將擴展為51個井組規模的試驗區。

去年11月，中美雙方聯合發布《中美氣候變化聯合聲明》，將共同推進CO2捕集、利用和埋存的示范項目。公開報道顯示，目前，中美正在合作致力于煤電廠項目的碳減排，包括潔凈煤技術的開發和相關項目的合作,兩國正積極部署大型CO2捕集、利用和封存(CCUS)項目。

今年6月下旬，美國華盛頓舉行的第七輪中美戰略與經濟對話戰略對話公布的成果清單顯示，中美氣候變化工作組于今年2月1日至7日考察了數個CO2驅油項目，而這正是美國貿易發展署支持的CCUS考察的一部分。在今年4月下旬的第二屆工作組CCUS研討會上，中美雙方亦就CCS-EOR的合作機會再次展開了細致探討。有業內分析人士認為，其最終或將落戶于神華陜西煤化工項目與長慶油田合作共推的項目，亦或將落戶于華能天津IGCC項目與大港油田或冀東油田合作共推的項目。

陜甘寧是首選戰略區

記者了解到，在單個CO2排放源規模方面，煤電企業多在200-500萬噸/年;電石、煉油、化工企業等多在500萬噸/年以內;煤化工、鋼鐵和水泥行業多在100—3000萬噸/年之間。其中，以煤制氣、煤制油和煤制烯烴為代表的現代煤化工企業碳排放增量巨大，且約60%是濃度85%以上的高濃度CO2，捕集成本相對較低，是首選的優質CO2來源。

李潤生指出，目前全國適合CO2驅油的地區主要有大慶、吉林、長慶、新疆等。其中CO2最集中且油田面積較大的是位于陜甘寧地區的鄂爾多斯盆地。因此也被視作未來開展大規模CCS-EOR項目的首選戰略區。據透露，目前CCS-EOR項目已經列入國家“十三五”油氣重大專項。“十三五”期間，陜甘寧地區和新疆地區將適時啟動相關項目。

陜甘寧地區而言，該地區預計可供開發的石油資源量大，其原油屬輕質油，與CO2具備一定匹配性，未來增儲上產潛力大。而鄂爾多斯盆地的煤化工產業基地與已開發油田相鄰，CO2的捕集、輸送與油田利用具有地理聯動優勢。

據了解，該地區已投產和在建的現代煤化工項目CO2排放能力超過1億噸/年。其中，神華集團鄂爾多斯煤制油公司10萬噸/年CO2捕集和封存示范項目已于2010年投產，是我國首個全流程煤基CO2捕集和在低孔低滲深部鹽水層進行多層注入、分層檢測的CO2封存示范項目，已累計埋存CO2超過30萬噸。

以位于鄂爾多斯盆地的長慶油田為例，該油田所屬區塊油層部分油藏的滲透率只有約1毫達西，屬于超低滲透油田。記者了解到，多年來，長慶油田通過打井、注水的方式使得石油采收率提高到現在的20%以上已屬不易。

專家指出，長慶油田單井產量低、遞減速度較快。“但如果走CO2驅油的路，長慶油田的石油采收率將有望提升到30%。”

政府引導必不可少

在由中國石化聯合會會同中國石油、神華集團提出的報告里，構想了近期、中期和遠期三個層次目標和工作路線圖，近期力爭在2-3年內開展十萬噸級CCS-EOR先導性試驗項目，中期在5-7年內建設百萬噸級CCS-EOR示范項目，遠期在10-15年內建設大規模的國家級CCS-EOR示范區。

但在沈平平看來，在現有條件下要完成這些目標難度很大。他指出，CO2的價格是驅油技術應用的重要制約因素。目前最大的問題在于如何降低CO2的捕集成本。“如果捕集成本能降到20美元/噸，開展CO2驅油就沒問題了。按照美國現有經驗，CO2用于驅油可以承受的市場價在20美元/噸以下。”

據記者多渠道不完全了解，在我國，現有CO2回收裝置生產成本多在100—300元人民幣/噸，主要來源石油化工、電廠和煉鋼等領域，此外也有一部分是天然氣田伴生氣。就電廠而言，捕集成本基本在50—60美元/噸。如果加上運輸費用，我國現有捕集裝置生產的CO2市場價多在40—60美元/噸。相較于煤電項目，煤化工項目排放的CO2因濃度高，捕集成本較低。而且從現有項目看也已有成型案例，前述延長石油集團開展與煤化工項目減排結合的CO2驅油試驗，CO2捕集成本已經控制在100元/噸以下，按上述理論，項目已經具備經濟推廣條件。

同時，上述報告亦指出，我國CCS-EOR在2020年前都基本處于研發和示范階段，很難通過商業渠道給投資者帶來收益，資金缺乏成為首要制約因素。同時，CCS-EOR項目需要實現相關技術的上下游一體化、全產業鏈應用，這在國內尚無先例。此外，缺乏相關政策法規，缺乏有效的跨行業、跨企業協調合作機制等均直接影響了企業參與CCS-EOR項目的積極性。

“美國的CCS-EOR產業發展如此迅速，除了與石油行業盈利水平逐步上升吸引了私人資本的投入之外，還與美國政府的大力支持密不可分。”李潤生說。受訪專家一致認為，CCS-EOR具有戰略意義，但需要國家從戰略層面給予引導和支持。只要政策適當，完全可能走出一條適合我國國情的工業化、商業化道路。

而針對陜甘寧地區作為戰略首選區的工作推進，報告提出建議，在陜甘寧地區設立國家CCS-EOR示范項目，形成以政府為主導、企業為主體，聯合開展的示范行動，加速先導性試驗項目進程。