徐婷，楊震，周體堯，李凌( .中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司規(guī)劃計(jì)劃部；.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院；.中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 )

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中美二氧化碳捕集和驅(qū)油發(fā)展?fàn)顩r分析

徐婷1，楊震1，周體堯2，李凌3
( 1.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司規(guī)劃計(jì)劃部；2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院；3.中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 )

摘 要：中國(guó)已超越美國(guó)成為世界碳排放第一大國(guó)，二氧化碳的捕集、利用和埋存已被提上日程。其中，利用二氧化碳驅(qū)油在提高低滲透儲(chǔ)層有效動(dòng)用儲(chǔ)量和單井產(chǎn)油量方面效果明顯，具有較好的推廣應(yīng)用前景。美國(guó)的“清潔能源和能源安全法案”“能源政策法”“國(guó)家提高石油采收率計(jì)劃”都促進(jìn)了美國(guó)的二氧化碳捕集和利用。美國(guó)是世界上利用二氧化碳驅(qū)油最多的國(guó)家，歷經(jīng)60年的實(shí)踐，二氧化碳驅(qū)油技術(shù)在美國(guó)已發(fā)展成熟。中國(guó)具有開(kāi)展二氧化碳捕集和驅(qū)油的巨大潛力，但由于與美國(guó)相比在地質(zhì)條件、氣源條件、政策支持等方面都有差異，不能照搬美國(guó)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，需要理性推動(dòng)中國(guó)的二氧化碳捕集、驅(qū)油項(xiàng)目發(fā)展，有針對(duì)性地開(kāi)展國(guó)際合作，創(chuàng)造適合中國(guó)低滲透/超低滲透油田特點(diǎn)的二氧化碳驅(qū)油提高采收率配套技術(shù)。

關(guān)鍵詞：二氧化碳捕集；二氧化碳驅(qū)油；二氧化碳減排；提高采收率；激勵(lì)政策

2009年12月，聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約（UNFCCC）第15次締約方會(huì)議上，將全球溫度升高控制在2℃之內(nèi)的目標(biāo)寫(xiě)入了《哥本哈根協(xié)定》。這意味著需要將大氣層中的溫室氣體濃度控制在450ppm二氧化碳當(dāng)量左右[1]。國(guó)際能源署（IEA）據(jù)此預(yù)測(cè)，除現(xiàn)行政策外，必須通過(guò)政府對(duì)二氧化碳排放的進(jìn)一步干預(yù)，使得2020年的排放水平再降低38億噸，到2030年則應(yīng)再降低138億噸[2]。世界上許多國(guó)家提出了各自的減排目標(biāo)，中國(guó)計(jì)劃到2020年將單位GDP的二氧化碳排放在2005年水平上減少40%～45%[3]。

綜合考慮二氧化碳減排成本和潛力等多方面因素，可以認(rèn)定，二氧化碳捕集后進(jìn)行商業(yè)利用成為重要的減排方式，將捕集后的二氧化碳注入油藏以提高石油采收率（CCS-EOR）具備明顯的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì)，不僅可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的地下封存，還可以增加國(guó)家的能源供給，提高企業(yè)的收益。目前，美國(guó)是利用二氧化碳驅(qū)油最多的國(guó)家，二氧化碳驅(qū)油提高采收率技術(shù)已發(fā)展成熟。借鑒美國(guó)的成功經(jīng)驗(yàn)，充分認(rèn)識(shí)中美CCS-EOR在地質(zhì)條件、氣源條件、政策支持等方面的差異，對(duì)理性推動(dòng)中國(guó)的CCS-EOR技術(shù)發(fā)展有一定的參考價(jià)值。

1　中國(guó)推動(dòng)CCS-EOR的背景與現(xiàn)狀

1.1中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)內(nèi)外壓力日益增大

2003-2012年，中國(guó)的GDP、一次能源消耗和二氧化碳排放量分別增長(zhǎng)3.9倍、1.21倍和1.12倍[4-5]。2006年，中國(guó)的碳排放量超過(guò)美國(guó)，成為世界上最大的碳排放國(guó)。2013年中國(guó)的碳排放總量是79億噸，占世界排放總量的25%。據(jù)有關(guān)專家和機(jī)構(gòu)估測(cè)，2015年中國(guó)的碳排放總量可能超過(guò)90億噸。盡管中國(guó)承諾2020年單位GDP的二氧化碳排放在2005年水平上減少40%～45%，但碳排放總量仍將持續(xù)增長(zhǎng)，減排的國(guó)內(nèi)外壓力日益增大。

2014年11月，亞太經(jīng)濟(jì)合作組織（APEC）會(huì)議期間，作為世界上最大的兩個(gè)碳排放國(guó)，中美雙方就溫室氣體減排目標(biāo)達(dá)成一致，中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平和美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬共同宣布中美兩國(guó)就氣候問(wèn)題簽署協(xié)議。美國(guó)提出到2025年溫室氣體排放較2005年整體下降26%～28%，一改之前承諾的2020年碳排放比2005年減少17%，意味著減排速度進(jìn)一步提高。中國(guó)提出，2030年中國(guó)碳排放有望達(dá)到峰值，并將于2030年將非化石能源在一次能源消費(fèi)中的比重提升到20%[6]。中美兩國(guó)此次宣布碳排放減排目標(biāo)對(duì)減少世界碳排放具有里程牌式的意義。

1.2二氧化碳的捕集、利用和埋存已成為國(guó)際社會(huì)的

共識(shí)和行動(dòng)

電力行業(yè)、化石能源等資源開(kāi)采行業(yè)、化工行業(yè)、冶金和水泥等行業(yè)是二氧化碳的大規(guī)模集中排放源。減少二氧化碳排放，主要通過(guò)三個(gè)途徑：一是提高能源效率，二是利用可再生能源，三是開(kāi)展二氧化碳捕集和埋存（CCS）。其中，提高能效和利用可再生能源是通過(guò)間接手段減排二氧化碳，而發(fā)展可再生能源會(huì)直接限制化石能源的利用，但要受成本、資源分布、技術(shù)成熟度及政策環(huán)境力度等多方面因素的影響。從目前看，可再生能源減排還不能替代CCS技術(shù)，例如陸地風(fēng)能雖然成本較低，但受資源限制，其減排潛力小，資源豐富的光伏技術(shù)，成本遠(yuǎn)高于CCS技術(shù)（見(jiàn)圖1）[7]。

為進(jìn)一步提升CCS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，降低其成本，增強(qiáng)其發(fā)展的可持續(xù)性，二氧化碳捕集后的商業(yè)利用被提上研究日程。捕集后的二氧化碳可以被廣泛地利用在石油開(kāi)采、機(jī)械加工、化工、消防、食品加工和生物養(yǎng)殖等行業(yè)。其中，利用二氧化碳驅(qū)油提高采收率（EOR）技術(shù)可提高石油資源的利用率，增加國(guó)家的能源供給，并提高企業(yè)的收益，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是各種利用方式中相對(duì)較高的。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，二氧化碳驅(qū)油在提高低滲透儲(chǔ)層有效動(dòng)用儲(chǔ)量和單井產(chǎn)量方面效果明顯，具有較好的推廣應(yīng)用前景。

圖1　可再生能源利用與CCS技術(shù)的成本對(duì)比

1.3中國(guó)具有開(kāi)展CCS-EOR的巨大潛力

中國(guó)973項(xiàng)目《溫室氣體提高采收率的資源化利用及地下埋存》的評(píng)價(jià)認(rèn)為，中國(guó)二氧化碳驅(qū)油埋存的潛力巨大。目前，全國(guó)約有130億噸原油地質(zhì)儲(chǔ)量適合采用二氧化碳驅(qū)油，可增加可采儲(chǔ)量19.2億噸，其中，低滲透難動(dòng)用儲(chǔ)量占60%以上，埋存二氧化碳約50億～60億噸。

中國(guó)政府早在2003年就開(kāi)始關(guān)注二氧化碳捕集、商業(yè)利用與埋存技術(shù)（CCUS）[8]，較早參與CCUS的部門是科技部和發(fā)展改革委應(yīng)對(duì)氣候變化司，目前國(guó)家能源局、工業(yè)和信息化部和國(guó)土資源部等部門也已經(jīng)參與到CCUS技術(shù)中，反映出CCUS技術(shù)受到了更多的重視。隨著CCUS項(xiàng)目示范規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大和未來(lái)可能的商業(yè)化進(jìn)程，會(huì)有更多的政府部門介入CCUS項(xiàng)目監(jiān)督管理和相關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制訂中。

以筆者的工作經(jīng)歷和觀察，中國(guó)政府已將CCUS視為一種潛在的重要減排戰(zhàn)略技術(shù)，尤其關(guān)注其對(duì)煤炭清潔化利用的貢獻(xiàn)和二氧化碳的再利用途徑。但在批準(zhǔn)CCUS項(xiàng)目廣泛開(kāi)展之前，需要解決碳捕集和能耗損失、CCUS高昂的成本和大規(guī)模實(shí)施的安全隱患等關(guān)鍵問(wèn)題[9]。預(yù)計(jì)在近期，有關(guān)部門仍將通過(guò)科研立項(xiàng)支持研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)進(jìn)行CCUS研發(fā)示范，政府將給予這些示范項(xiàng)目公共資金支持，同時(shí)政府通過(guò)設(shè)立強(qiáng)制性減排指標(biāo)、制定相關(guān)法規(guī)規(guī)范等來(lái)推動(dòng)CCUS；在遠(yuǎn)期，為應(yīng)對(duì)氣候變化、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，國(guó)家將出臺(tái)相關(guān)政策和機(jī)制，例如設(shè)立碳稅、建立“總量控制和排放權(quán)交易”引入靈活的市場(chǎng)機(jī)制等，將對(duì)CCUS起到進(jìn)一步的推動(dòng)作用。但CCUS如何發(fā)展還取決于眾多具體條件，例如碳稅征收辦法、碳交易定價(jià)、碳市場(chǎng)供需關(guān)系、減排目標(biāo)壓力、CCUS技術(shù)成本和技術(shù)成熟度及其他減排技術(shù)的成本變化等。

2　美國(guó)CCS-EOR發(fā)展?fàn)顩r

2.1CCS-EOR發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

從美國(guó)大西洋煉油公司獲得首個(gè)二氧化碳驅(qū)油專利（1952年）至今，歷經(jīng)60年的實(shí)踐，二氧化碳驅(qū)油技術(shù)在美國(guó)已發(fā)展成熟。美國(guó)自上世紀(jì)60年代開(kāi)始探索二氧化碳驅(qū)油礦場(chǎng)試驗(yàn)，80年代進(jìn)入工業(yè)化發(fā)展，因混相條件下二氧化碳驅(qū)油的增產(chǎn)效果和項(xiàng)目效益顯著，此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用得到了規(guī)模發(fā)展。截至2014年10月，美國(guó)有136個(gè)油田開(kāi)展了二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目，是世界上利用二氧化碳提高采收率最多的國(guó)家，鋪設(shè)二氧化碳輸送管線5800千米，每天向油田供應(yīng)二氧化碳約18.7萬(wàn)噸，生產(chǎn)原油30萬(wàn)桶/日，二氧化碳驅(qū)油累積生產(chǎn)原油高達(dá)20億桶。

2.2不同地區(qū)CCS-EOR商業(yè)運(yùn)行模式

在美國(guó)的不同盆地，CCS-EOR商業(yè)運(yùn)行模式存在差異。在二疊紀(jì)盆地，二氧化碳?xì)庠粗饕獊?lái)自天然二氧化碳?xì)獠兀ǘ趸己浚?6%），初始主要由監(jiān)管機(jī)構(gòu)（鐵路委員會(huì)）操控，目前由大型石油公司經(jīng)營(yíng)運(yùn)作，用于油田提高原油產(chǎn)量；在落基山盆地，二氧化碳?xì)庠粗饕獊?lái)自天然氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中的二氧化碳副產(chǎn)品，二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目的推進(jìn)主要依靠州政府施壓；在墨西哥灣地區(qū)，二氧化碳?xì)庠磥?lái)自天然二氧化碳?xì)獠亻_(kāi)采，各大公司在二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目上具備較大的自主性和獨(dú)立性；在中大陸地區(qū)以及威利斯頓盆地，二氧化碳多來(lái)自工業(yè)排放源，均通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)接吞镞M(jìn)行二氧化碳驅(qū)油，主要以提高油田采收率為主，獨(dú)立封存項(xiàng)目較少。

據(jù)美國(guó)一些石油公司預(yù)測(cè)，通過(guò)進(jìn)一步技術(shù)創(chuàng)新，二氧化碳驅(qū)油技術(shù)可為美國(guó)增加600億～800億桶原油儲(chǔ)量，石油儲(chǔ)量翻番，對(duì)美國(guó)的能源安全意義重大。從美國(guó)幾十年的二氧化碳驅(qū)油發(fā)展歷程看，相對(duì)高的油價(jià)以及低廉穩(wěn)定的二氧化碳?xì)庠词琼?xiàng)目成功的保障。

2.3二氧化碳減排激勵(lì)政策

為推動(dòng)二氧化碳捕集和埋存（CCS）發(fā)展，美國(guó)、澳大利亞、歐盟國(guó)家（例如挪威）等國(guó)家和一些國(guó)際組織制訂了CCS相關(guān)的政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。“美國(guó)清潔能源和能源安全法案”（ACES）和美國(guó)東北各州的針對(duì)電廠的“區(qū)域溫室氣體行動(dòng)計(jì)劃”都允許排放主體將因排放權(quán)交易產(chǎn)生的成本分?jǐn)偟侥茉聪M(fèi)者身上?！懊绹?guó)清潔能源和能源安全法案”針對(duì)電廠CCS項(xiàng)目發(fā)展的不同階段，分別設(shè)計(jì)了基于減排效率以及基于競(jìng)標(biāo)和“先到先得”原則的政府資金分配方案。伊利諾伊州“清潔煤標(biāo)準(zhǔn)總則”規(guī)定，電網(wǎng)必須保證一定比例的電力購(gòu)自應(yīng)用了CCS的電廠?！懊绹?guó)清潔能源和能源安全法案”和“能源政策法”還對(duì)CCS早期研發(fā)和實(shí)踐提供了有效的財(cái)政激勵(lì)和豐厚的信貸額度，但是新型CCS示范項(xiàng)目能否獲得政府資金支持仍具有很大的不確定性。目前，美國(guó)政府對(duì)CCS示范項(xiàng)目的激勵(lì)主要是通過(guò)給予稅收抵免額度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，抵免額度上限為7500萬(wàn)噸二氧化碳，迄今已用了2700萬(wàn)噸，剩余的補(bǔ)貼額度預(yù)計(jì)在3～5年內(nèi)用完，因而不能確保投資者獲得相應(yīng)的稅收抵免。此外，由于現(xiàn)有的激勵(lì)政策補(bǔ)貼金額較低（每噸二氧化碳補(bǔ)貼10美元），補(bǔ)貼對(duì)很多CCS項(xiàng)目的作用有限。

美國(guó)“國(guó)家提高石油采收率計(jì)劃”（NEORI）提出了擴(kuò)大并改革聯(lián)邦激勵(lì)政策的相關(guān)提案。第一，項(xiàng)目通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)招標(biāo)確定每噸二氧化碳的稅收抵免金額，從政府角度確保二氧化碳驅(qū)油提高采收率補(bǔ)貼是最低額度，同時(shí)作業(yè)者可獲得長(zhǎng)達(dá)10年的稅收抵免；第二，對(duì)成本高低不同的二氧化碳排放源和發(fā)電廠等，采取不同的稅收抵免額度，以確保不同來(lái)源的CCS項(xiàng)目都能獲得補(bǔ)貼激勵(lì)；第三，稅收抵免金額根據(jù)每年石油市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行調(diào)整，高油價(jià)下補(bǔ)貼額度較低，低油價(jià)下補(bǔ)貼額度調(diào)高，既可避免高油價(jià)下納稅人撈取補(bǔ)貼獲益，也可減少低油價(jià)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。該計(jì)劃認(rèn)為，二氧化碳驅(qū)油提高采收率增加的石油稅收，將在10年內(nèi)超過(guò)政府稅收抵免的成本，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看可為政府帶來(lái)顯著收益。

2.4二氧化碳管道輸送模式

美國(guó)CCS-EOR運(yùn)行機(jī)制主要由政府協(xié)調(diào)，實(shí)行市場(chǎng)化定價(jià)機(jī)制效果顯著。二氧化碳管道可由二氧化碳排放企業(yè)和石油公司之外的第三方獨(dú)立運(yùn)營(yíng)。目前美國(guó)最大的二氧化碳管道運(yùn)輸商和銷售商為Kinder Morgan能源公司，該公司擁有天然氣藏、二氧化碳?xì)獠匾约笆澜缱畲蟮臍怏w處理廠，運(yùn)營(yíng)著808千米的長(zhǎng)輸管線，將二氧化碳從西南科羅拉多輸送到西得克薩斯。長(zhǎng)距離管線輸送降低了二氧化碳的運(yùn)輸成本，使得二氧化碳驅(qū)油規(guī)?；⒐I(yè)化成為可能。

就二氧化碳運(yùn)輸技術(shù)而言，選擇氣態(tài)或液態(tài)進(jìn)行一般短距離、小規(guī)模的輸送，選擇超臨界狀態(tài)進(jìn)行長(zhǎng)距離、大規(guī)模的輸送，增壓設(shè)備主要選擇透平壓縮機(jī)，加壓設(shè)備主要選擇多級(jí)臥式離心泵，輸送管線材質(zhì)主要選擇X65、X70ERW-HIC。美國(guó)CCS-EOR項(xiàng)目地面系統(tǒng)中的二氧化碳捕集、管道輸送、環(huán)境監(jiān)測(cè)、運(yùn)行監(jiān)控、教育培訓(xùn)等均有專門的承包商經(jīng)營(yíng)運(yùn)作，工程中所采用的壓縮機(jī)、多級(jí)離心泵、分離設(shè)施、計(jì)量設(shè)施、閥門等設(shè)備、材料也均有專業(yè)的供應(yīng)商全程提供服務(wù)保障。

2.5二氧化碳循環(huán)利用和安全環(huán)保檢測(cè)管理

美國(guó)二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目初期的二氧化碳純度一般都達(dá)到99%以上。隨著項(xiàng)目的運(yùn)行，后期采用的二氧化碳來(lái)自采出液伴生氣的分離、提純和循環(huán)利用，主要有變壓吸附分離提純工藝，二氧化碳純度要求95%以上。采出流體中回收的二氧化碳與商業(yè)采購(gòu)的二氧化碳混合后注入油田循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)埋存，既可降低二氧化碳采購(gòu)成本，又可提高油田的開(kāi)發(fā)效益。二氧化碳注入油藏后，會(huì)引起儲(chǔ)層物性、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[10]，項(xiàng)目作業(yè)者通過(guò)模擬與仿真集成技術(shù)等對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，評(píng)價(jià)和推斷項(xiàng)目的可執(zhí)行性，通過(guò)儲(chǔ)存構(gòu)造研究、油田測(cè)試（脈沖中子測(cè)井、4D地震、溫壓監(jiān)測(cè)、操作數(shù)據(jù)分析、近地面觀測(cè)）等確保埋存安全，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理，提升項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)價(jià)值。

3　中美CCS-EOR技術(shù)差異對(duì)比分析

中國(guó)近年來(lái)在國(guó)家有關(guān)部委和石油公司的支持下，開(kāi)展了多個(gè)二氧化碳驅(qū)油提高采收率項(xiàng)目，為發(fā)展CCSEOR技術(shù)打下了基礎(chǔ)。其中，中國(guó)石油集團(tuán)在吉林油田開(kāi)展了首個(gè)CCS-EOR示范工程研究。1999年，吉林油田開(kāi)始CCS-EOR的基礎(chǔ)研究和礦場(chǎng)試驗(yàn)；2005年以吉林長(zhǎng)嶺氣田伴生二氧化碳為氣源，系統(tǒng)地開(kāi)展了CCS-EOR的技術(shù)研究和試驗(yàn)，目前已進(jìn)入工業(yè)化推廣階段，具備年埋存二氧化碳50萬(wàn)噸的能力，年產(chǎn)油能力近20萬(wàn)噸，不僅提高了油田采收率，同時(shí)解決氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中的二氧化碳去向問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了有效益的二氧化碳減排。2003年，大慶油田開(kāi)展了二氧化碳驅(qū)油技術(shù)的研究及礦場(chǎng)試驗(yàn)，也取得了初步效果。此外，中國(guó)石化集團(tuán)在勝利油田開(kāi)展了針對(duì)燃煤電廠煙氣的CCS-EOR技術(shù)研究；延長(zhǎng)石油集團(tuán)在靖邊油田開(kāi)展了針對(duì)陜北煤化工項(xiàng)目的CCS-EOR的技術(shù)研究。

3.1中美兩國(guó)二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目的氣源不同

美國(guó)CCS-EOR項(xiàng)目所用的二氧化碳有三個(gè)來(lái)源：一是純二氧化碳?xì)獠?，?0%；二是含二氧化碳天然氣藏分離出的二氧化碳，占15%；三是人工捕集的工業(yè)排放的二氧化碳，占5%，主要來(lái)自電廠、煤制氣、制甲醇、煉油廠、水泥廠、制氫廠等項(xiàng)目的工業(yè)排放。二氧化碳?xì)獠氐拈_(kāi)采成本為10美元/噸，二氧化碳捕集的成本較高，達(dá)到35 ～45美元/噸，以天然二氧化碳?xì)獠亻_(kāi)發(fā)為主是美國(guó)CCSEOR項(xiàng)目成本較低的主要原因。

中國(guó)天然二氧化碳?xì)庠瓷伲I(yè)排放二氧化碳?xì)庠搭愋投啵饕獊?lái)自煤電、水泥、鋼鐵及煤化工企業(yè)，實(shí)施CCS-EOR項(xiàng)目需要跨部門合作，導(dǎo)致成本更高。不同行業(yè)的二氧化碳排放規(guī)模相差大，煤電企業(yè)多在1000萬(wàn)噸/年左右；電石、煉油、合成氨和聚苯乙烯企業(yè)的年排放規(guī)模一般為數(shù)十萬(wàn)到數(shù)百萬(wàn)噸，大多不超過(guò)500萬(wàn)噸/年；煤化工、鋼鐵、水泥行業(yè)的二氧化碳排放量范圍很大，多在100萬(wàn)～3000萬(wàn)噸/年。除煤化工行業(yè)外，二氧化碳捕集成本均較高。另外，中國(guó)的二氧化碳?xì)庠粗饕性谌丝诔砻艿臇|部地區(qū)，而封存潛力區(qū)主要集中在西部地區(qū)，空間距離提高了二氧化碳運(yùn)輸與利用成本，也加大了風(fēng)險(xiǎn)。

3.2中美兩國(guó)的油藏條件存在差異

油藏技術(shù)專家們的一個(gè)基本共識(shí)是，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果好的油藏，采用二氧化碳驅(qū)油也能取得不錯(cuò)的效果[11]。美國(guó)二氧化碳驅(qū)油技術(shù)一般用于水驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率，其油藏以海相沉積為主，儲(chǔ)層物性和非均質(zhì)性均好于中國(guó)用于二氧化碳驅(qū)油的油藏。例如，美國(guó)使用二氧化碳驅(qū)油技術(shù)規(guī)模最大、歷史最長(zhǎng)的SACROC油田，油藏平均滲透率為20～30毫達(dá)西（mD），實(shí)施二氧化碳驅(qū)油的產(chǎn)量較高，平均單井日產(chǎn)油在8噸以上，產(chǎn)液量在80噸左右。但對(duì)于滲透率低于10毫達(dá)西的油藏，二氧化碳驅(qū)油技術(shù)目前也處于研究階段，并且重點(diǎn)在4～6毫達(dá)西的油藏，對(duì)小于3毫達(dá)西的油藏暫不考慮。

中國(guó)的中高滲油藏對(duì)化學(xué)驅(qū)油適應(yīng)程度較高，技術(shù)相對(duì)成熟，二氧化碳驅(qū)油技術(shù)主要用于低滲透油藏提高采收率以及超低滲難采儲(chǔ)量的有效動(dòng)用。二氧化碳驅(qū)油的目標(biāo)油藏多為水驅(qū)效果不好、難以注進(jìn)水甚至不適宜注水的油藏[12-13]，二氧化碳驅(qū)油的油藏滲透率一般小于3毫達(dá)西，有些油藏的滲透率甚至小于1毫達(dá)西，且裂縫發(fā)育，非均質(zhì)性較強(qiáng)。目標(biāo)油藏的單井日產(chǎn)液量一般低于6噸，與美國(guó)油藏相比差別較大。

因此，油藏對(duì)象不同，加大了中國(guó)二氧化碳驅(qū)油的開(kāi)發(fā)難度。美國(guó)以水氣交替（WAG）為主體的開(kāi)發(fā)模式，難以應(yīng)用在中國(guó)的特低/超低滲油田，相應(yīng)的開(kāi)發(fā)技術(shù)及工程配套技術(shù)沒(méi)有先例，中國(guó)需要自行研究攻關(guān)。

3.3中美二氧化碳驅(qū)油的采油技術(shù)及地面工藝不同

美國(guó)二氧化碳驅(qū)油的注采井口將安全控制和數(shù)據(jù)采集等裝置集中布設(shè)，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；同時(shí)油井生產(chǎn)與伴生氣利用緊密結(jié)合，采用電潛泵或氣舉等舉升方式。與中國(guó)通常采用的抽油機(jī)采油相比，增加了生產(chǎn)時(shí)率。美國(guó)二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目地面、井筒和其他方面的投資比例為6∶3∶1。中國(guó)的吉林、大慶等油田二氧化碳驅(qū)油項(xiàng)目從試驗(yàn)安全生產(chǎn)的角度考慮，主要采用標(biāo)準(zhǔn)的耐二氧化碳?xì)饩?，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜；井下使用氣密封扣油管柱，總體成本相對(duì)較高。從項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)看，高氣油比的油井面臨如何實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的挑戰(zhàn)。地面系統(tǒng)的二氧化碳選擇、輸送方式、氣水注入、集輸工藝、計(jì)量水平、分離技術(shù)、循環(huán)利用以及防腐防垢等方面，需進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，降低能耗和生產(chǎn)成本，使低滲透油田工業(yè)化二氧化碳驅(qū)油達(dá)到長(zhǎng)期、安全、高效的生產(chǎn)要求。

4　結(jié)論

美國(guó)發(fā)展CCS-EOR的過(guò)程也歷經(jīng)波折，目前針對(duì)滲透率10毫達(dá)西以上油藏的二氧化碳驅(qū)油技術(shù)基本成熟，但對(duì)于滲透率小于3毫達(dá)西的低產(chǎn)液油藏，如何實(shí)現(xiàn)二氧化碳驅(qū)油技術(shù)的效益開(kāi)發(fā)也面臨巨大挑戰(zhàn)。

中國(guó)開(kāi)展CCS-EOR仍面臨許多實(shí)際困難。發(fā)展CCSEOR需借鑒美國(guó)的成功經(jīng)驗(yàn)與成熟技術(shù)，也要充分認(rèn)識(shí)到，由于地質(zhì)條件、氣源條件、政策支持等方面的差異，不可完全照搬美國(guó)經(jīng)驗(yàn)，必須從中國(guó)的實(shí)際情況出發(fā)，總結(jié)國(guó)內(nèi)CCS-EOR的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，選擇最佳的技術(shù)組合，針對(duì)重點(diǎn)技術(shù)開(kāi)展攻關(guān)，創(chuàng)造適合中國(guó)低滲透/超低滲透油田特點(diǎn)的二氧化碳驅(qū)油配套技術(shù)，為編制中國(guó)CCS-EOR路線圖提供科學(xué)依據(jù)?？傊袊?guó)推進(jìn)CCS-EOR任重而道遠(yuǎn)。

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編輯：張一馳

編審：周勇

Carbon capture and storage (CCS) and CO2flooding technology development in the United States and China

XU Ting1, YANG Zhen1, ZHOU Tiyao2, LI Ling3
(1. CNPC Planning Department; 2. CNPC Research Institute of Petroleum Exploration & Development; 3. CNPC Economics & Technology Research Institute)

Abstract：The capture, use and storage of CO2have been put on the agenda, since China became the biggest carbon emission country in the world. The CO2flооding is рrоvеd tо hаvе gооd еffесt in imрrоving thе dеvеlорmеnt оf lоw реrmеаbilitу rеsеrvоir and production of single well, which shows a bright future of application and dissemination. American government has promulgated several acts and plans to promote the capture and utilization of CO2, such as the Clean Energy and Energy Security Act, Energy Policy Act and National Plan of Enhancing Oil Recovery. After over six decades of practice, the CO2flооding tесhnоl(xiāng)оgу hаs bесоmе a proven technique in America with the largest number of CO2flооding рrоjесts аll оvеr thе wоrld. Сhinа hаs grеаt роtеntiаl оn developing CO2flооding tесhnоl(xiāng)оgу, but still nееds tо bе саutiоus аbоut rеfеrеnсing thе suссеssful ехреriеnсе оf Аmеriса, bесаusе of the differences such as geological condition, gas source and policy support. We should develop the CCS and EOR technology that suits China’s characteristics of low/super-low permeability reservoirs, rationally promote CO2flооding tесhnоl(xiāng)оgу аnd саrrу оut international cooperation.

Key words：CCS; CO2flооding; СО2emission reduction; EOR; incentive policy

收稿日期：2016-01-22