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2017年4月12日    
二氧化碳驱油:非主流的主流嬗变
2011-07-13 00:00  

二氧化碳驱油技术极有可能成为“十三五”期间提高油田采收率的主要技术手段。要发展和推广这项技术,需要建立石油行业内部、石油行业与煤电行业之间的相互协作。

胜利油田烟气二氧化碳捕集纯化技术今年以来取得了重大突破,工业生产中试装置已在胜利发电厂开工建设并将于今年6月底建成。电厂被“捕获”的二氧化碳将被注入地下

成为驱油“利器”。这样每年预计可减少二氧化碳排放3万多吨,可提高采油率20.5%。

二氧化碳驱油这个“非主流”日益表现出它的“主流”作用。它不仅对油田稳产增产意义重大,而且将为我国节能减排做出新的贡献。2009年末召开的国务院常务会议明确提出,到2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005

年下降40%~45%,并将其作为约束性指标纳入“十二五”及其后的国民经济和社会发展中长期规划。在这一背景下,二氧化碳驱油将大有可为。

迫在眉睫

毫无疑问,新的碳排放减排目标的提出将催生系列制度的变迁,经济结构也将随之发生变化,其中碳捕集和碳封存将成为重要产业而得以发展。该技术的基本原理是捕集煤炭发电和炼油

等行业排放的二氧化碳,将其安全封存在地下。

全球发达国家已普遍将二氧化碳捕集和封存确定为最重要的发展技术之一,并积极加以推广实施。据不完全统计,目前全世界正在实施的二氧化碳驱油项目近80个。美国是二氧化碳驱油

项目开展最多的国家,每年注入油藏的二氧化碳量为2000万~3000万吨。

长期以来,煤炭在我国一次能源消费结构中一直占据较高比例,导致大量的二氧化碳排放。从能源消费结构看,我国煤炭消费的

主要领域是电力工业,全国40%~50%的二氧化碳排放量来自于燃煤发电。由于今后相当长时期内煤炭在我国能源消费结构中将依然占据主要地位,因此大力发展碳捕集和碳封存技术迫在眉

睫。

不过,现实的情况是碳捕集和封存两项技术的发展还不太均衡。我国碳捕集技术已有一定的发展和积累,部分技术取得突破并处于领先地位。据媒体报道,国内有企业曾于2008年建成并

投产了我国首座年回收能力为3000吨的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集试验示范系统。该系统能够从二氧化碳浓度为13%左右的烟气中捕集出浓度超过99%的二氧化碳,技术较为先进。系统投入

运行以来,运行稳定,二氧化碳回收率大于85%。

碳封存是将二氧化碳捕集后重要的处理手段之一,是以捕获碳并安全存储的方式来取代直接向大气中排放CO2的技术。该技术研究始于1977年,但直到近些年才得以较快发展。较之碳捕

集技术而言,碳封存技术在我国发展相对滞后。

机会来临

近年来,欧美国家的能源公司一直致力于研究二氧化碳的地质封存技术,壳牌、BP、埃克森美孚等跨国石油公司更是一马当先。BP在英国建设了相关装置,将天然气中的二氧化碳再注入

地下,以用于提高石油采收率。西方石油公司和BP研究捕集发电装置的二氧化碳用于提高加州油田的采收率项目。壳牌和挪威石油公司建设世界上第一个由燃气发电厂产生的二氧化碳捕集项

目,以便用于提高海洋油田石油生产量。壳牌建设一体化煤炭气化联合循环发电项目,并捕集二氧化碳。

从发展趋势看,碳封存极有可能成为未来跨国石油公司获取利润的重要手段。从技术路径看,目前的碳封存技术主要有海洋封存、油气层封存和煤气层封存三种形式。这些技术的应用均

与油气勘探行业有着或多或少的联系。正因为如此,石油公司发展上述业务便具备了得天独厚的优势。因此,新的节能减排目标出台后,我国石油公司发展碳封存技术的时机已经来临。

二氧化碳驱油技术是石油公司发展碳封存的重要技术路径,是实现二氧化碳资源利用和封存的最佳结合点之一。这是因为大规模的二氧化碳曾一直用于增产石油和煤层气开发,二氧化碳

驱油技术的推广和应用不仅能够变废为宝,而且具有大规模封存二氧化碳的潜力,该项技术被公认为近中期二氧化碳最重要的封存方式。国外已经在该领域开展了多年的示范,获得了良好的

效果。例如,美国上世纪80年代就已示范并推广了该技术,使一些枯竭的油井获得了长期的稳定生产。

国内情况也基本如此。“中国陆上已开发油田提高采收率第二次潜力评价及发展战略研究”结果显示,二氧化碳在我国石油开采中有着巨大的应用潜力。我国现已探明的63.2

亿吨低渗透油藏原油储量,尤其是其中50%左右尚未动用的储量,运用二氧化碳驱比水驱具有更明显的技术优势。我国上世纪90年代在江苏油田、大港油田和辽河油田开展的相关实验研究表

明,枯竭的油井中使用二氧化碳驱油,投入1吨二氧化碳能增产0.5吨~1吨的石油,具有经济价值。

国内石油公司所属油田至今依然在开展利用二氧化碳提高采收率项目。但新的节能减排目标出台前由于受二氧化碳资源来源的限制,二氧化碳驱油技术面临成本高的门槛,使得二氧化碳

驱提高采收率技术大规模推广受阻。即使如此,二氧化碳驱油技术在石油公司上游实现稳产目标的过程中依然发挥了重要作用。中石化石油勘探研究院战略规划所完成的《中国石化(600028)股份公司气驱提高采收率潜力评价》报告显示:中石化气驱采油主要方式是CO2驱,覆盖储量6.40亿

吨。其中,CO2混相驱覆盖储量3.44亿吨,提高采收率15.8%,增加可采储量5430万吨;CO2非混相驱油覆盖储量2.96亿吨,提高采收率8.5%,增加可采储量2518万吨。

业内有专家预计,如果中石化在“十二五”初期就着手二氧化碳驱技术的推广应用,那么实现“十二五”原油产量目标的实现就很有把握,二氧化碳驱油技术也极

有可能成为“十三五”期间提高采收率的主要技术手段。由于二氧化碳驱油技术的应用是二氧化碳封存的重要路径之一,新的节能减排制度出台后油田企业获取二氧化碳的成本将

大幅降低,而油田开发对二氧化碳的大量使用客观上达到了为碳排放企业减负的目的。因此可以认为,国内石油公司上游产业推广二氧化碳驱油技术具有良好的经济效益和社会效益。该项技

术的使用并不是一个新的概念,但时代在变化,社会在发展,二氧化碳驱油技术也将不断获得新的内涵。

建立协作平台

二氧化碳捕集与封存密不可分,因此建立石油行业内部、石油行业与煤电行业之间的相互协作对于二氧化碳驱油技术的发展和推广非常重要。这样的协作可以通过两条途径来进行。

一是加强煤电企业与石油企业的协作。我国煤电企业掌握二氧化碳的捕集技术,石油公司掌握二氧化碳的运送、重新注入和地下封存技术,煤电企业与石油企业存在合作空间,若能整合

上述资源,建立行业之间的广泛联系和跨行业协作平台,形成技术配套“一条龙”,就能够在很大程度上实现行业之间二氧化碳捕集和封存,优化资源配置。

二是石油公司本身也是碳排放的主要作业者。制度的变迁使得石油公司上下游企业的联系更加紧密,下游将为上游输送更多的二氧化碳。有关资料显示,炼油厂加工1吨原油,大约排放

0.2吨二氧化碳。由于之前没有约束力的二氧化碳减排指标,产生二氧化碳大部分排放到大气中去,造成了资源浪费和环境污染。新的节能减排制度出台后,二氧化碳捕集将成为硬性指标,二

氧化碳排放将受到更多约束。

(来源: 实验室)

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