CCUS技術：將環境殺手變成環保衛士

□ 本刊記者趙士振

在勝利油田純梁注氣站里，龐大的二氧化碳罐連接著復雜的管道。在這里，每天都有100噸的二氧化碳注入油井中。2008年1月，這里開始二氧化碳單井試注，2009年7月，4口注入井全部試注，現已經累計注氣4萬噸。

這些注入地下驅動原油的二氧化碳，來自30公里以外的勝利發電廠。勝利油田利用自主研發的二氧化碳捕集、封存、利用（CCUS）技術，把勝利發電廠排放的煙氣二氧化碳捕集純化后，成功應用于純梁采油廠低滲透油藏開發，二氧化碳也因此由上天為害轉變為入地為寶，由環境殺手變成環保衛士。

勝利油田碳捕集技術發展迅速

無色無味的二氧化碳是溫室氣體的主要組成部分，也是全球環境惡化的罪魁禍首之一。在低碳經濟熱遍全球的當下，二氧化碳的減排、回收、封存及資源化利用技術已成為全球關注的熱點。

□ 圖為勝利發電廠煙氣二氧化碳捕集純化項目施工現場。 趙士振 攝

2008年，勝利油田開始進行二氧化碳捕集和封存驅油技術研發?？蒲腥藛T首先針對燃煤電廠煙氣組成特點及產品純度要求，進行細致的工藝設計，既綜合多種二氧化碳分離工藝方案，又從技術經濟角度進行全面細致分析，最終為燃煤電廠煙氣二氧化碳的捕集開出“良方”——以MEA（乙醇胺溶液）為吸收液的化學吸收工藝。這種方法具有吸收速度快、吸收能力強、捕集后二氧化碳純度高等特點。

但是，這種方式的副作用也很明顯：再生能耗高，熱量消耗量大；吸收劑損耗大，藥劑成本高；腐蝕性強，造成設備建設成本高、維護費用高。針對這些問題，科研人員以降低能耗、吸收劑損耗，降低腐蝕速率為目標，通過大量室內試驗和模擬計算，從煙氣預處理技術研究、新型吸收劑開發、熱能綜合利用等方面開展技術攻關，最終形成一套燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集技術。這種技術對設備的腐蝕速率小，同時能耗與傳統工藝相比減少20%，實現了高效、經濟、安全捕集。

得益于這項技術，2010年9月16日，勝利油田“燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集純化裝置”建成投產。該工程項目投產后，全年能夠捕集、液化二氧化碳3萬～4萬噸，在世界上第一個實現了直接把發電廠排放煙氣中的二氧化碳捕集純化，并且勝利油田具有完全自主知識產權。作為國內最大的燃煤電廠煙氣CCUS示范工程，目前這套裝置已累計生產二氧化碳1000噸。

二氧化碳入地變寶實現增油減排雙贏

資料顯示，在目前二氧化碳主要利用領域中，二氧化碳驅油因其經濟效益好、能夠實現地質封存、應用潛力大、技術相對成熟等特點，成為現階段規模化CCUS的重點技術。實踐表明，二氧化碳驅油，不但可以實現二氧化碳的封存，而且能有效提高石油采收率，具有很好的經濟效益和環境效益。據不完全統計，目前國外采用二氧化碳驅油技術的國家主要有美國、加拿大、法國、匈牙利、德國等。

在勝利油田，低滲透油藏約有7.7億噸，占總資源量的15.4%?！熬盼濉币詠?，每年新增的億噸探明儲量中，低滲透新增探明儲量都在2000萬噸左右。如果利用二氧化碳驅油技術，這些油藏平均可以提高采收率10%至15%。

勝利油田利用碳捕集純化裝置捕集處理后的二氧化碳純度為99.5%，完全可以用于低滲透油藏二氧化碳驅油。2008年，在對低滲透油藏二氧化碳驅提高采收率潛力進行分析評價的基礎上，經層層篩選、反復論證，勝利油田選取在低滲透油藏中具有一定代表性的高青油田高89-1區塊進行二氧化碳驅先導試驗。

據純梁采油廠工藝所注水室主任孫洪禮介紹，二氧化碳驅先導試驗的氣源，一部分是由發電廠煙氣二氧化碳捕集純化過來的，一部分來自花溝氣田，另一部分是按照市場價每噸650元外購的。

據了解，高89-1區塊含油面積4.33平方千米，控制石油地質儲量289萬噸。作為單井試注階段的試驗井，高89-4井已取得顯著效果。數據表明，它在增強低滲油藏開發效果、延長老油區“青春期”的同時，取得了顯著的增油效果。該區塊自2008年1月以來，先后實施轉注二氧化碳驅6口井。

□ 工人在二氧化碳運行裝置巡檢。 胡慶明 攝

二氧化碳上天為害成功轉變為入地為寶。截至目前，6口注氣井累計注入二氧化碳量68064噸，對應油井累計增油2.1萬噸，注氣井組年自然遞減由25.4%降低到目前的9.95%，降低了15.45%，取得了明顯的注氣效果。今年，他們還將實施轉注二氧化碳9口井。

CCUS示范工程項目前景廣闊

在專家看來，二氧化碳驅油是一項一舉多得的技術，前景廣闊，驅油減排并舉，已經取得了效果。但在應用過程中，這種技術出現了一些問題，還需要在應用的同時進一步加強研究。

可喜的是，2012年3月17日，勝利油田啟動“十二五”國家科技支撐計劃——大規模燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集、驅油、封存（CCUS）技術開發及應用示范項目，這是迄今為止國內首個燃煤電廠CCUS項目。

燃煤電廠CCUS項目總體研究目標是通過大規模燃煤電廠二氧化碳煙道氣捕集、安全輸送、封存及驅油等系列技術攻關，形成低能耗捕集、封存、驅油的集成配套技術，并建成大規模全鏈條CCUS示范工程。

該項目于2011年12月通過了集團公司科技部項目可行性論證。項目研究期限是2012年1月至2015年12月，主要包括5個研究課題，分別由南化集團研究院、北京大學及勝利油田分公司承擔。項目組在科技部的領導下，由集團公司組織，勝利油田分公司擔任組長單位。項目完成后，將建成50萬噸/年至100萬噸/年二氧化碳捕集純化與輸送示范工程、20萬噸/年至30萬噸/年二氧化碳驅油封存工程，形成大規模燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集、驅油及封存一體化工程綜合技術和經濟評價技術，為我國碳減排提供工程技術和經驗。

可以預見的是，到“十二五”末，此項目建成后將成為國內最大規模的捕集純化燃煤煙氣二氧化碳工程，每年可減少排放二氧化碳近100萬噸，在該技術領域起到帶頭示范作用，樹立勝利油田在節能減排方面的良好形象。