綠化石油之路—專訪中國工程院院士李陽

文／本刊記者 陸曉如

油氣生產與綠色低碳發展存在矛盾，但可以通過技術進步、科技創新等實現二者協同。

● “油氣行業綠色低碳發展應首先加快天然氣的發展。”

專 家 簡 介

李陽，油氣田開發地質、開發工程專家，教授級高級工程師，博士生導師，中國工程院院士。

曾任勝利油田有限公司總經理、中國石化油田事業部主任、中國石化副總工程師、國家973 計劃項目首席科學家。現任國家重大專項 “大型油氣田及煤層氣開發”技術副總師、中國石化氣驅提高采收率重點實驗室學術委員會主任、石油工程師協會（SPE）中國南方分部主席。

長期從事油田開發基礎理論和關鍵技術研究，主要研究方向為陸相高含水老油田、海相碳酸鹽巖縫洞型油藏、CCUS 及油氣田開發配套工程技術等領域。曾獲“李四光地質科學獎”、“孫越崎能源大獎”、“何梁何利產業創新獎”和國家科技進步二等獎等。

2019 年12 月15 日，聯合國氣候變化馬德里大會落幕。雖然聯合國秘書長古特雷斯在大會現場再次強調時間的緊迫性，呼吁各方“現在就行動”，但這次史上耗時最長的聯合國氣候變化大會，因談判各方分歧嚴重，未就《巴黎協定》第六條實施細則談判這項核心任務達成共識，還是“以沒有價值的妥協”告終。各方普遍感到失望。

中國作為最大的發展中國家，雖然仍面臨著改善民生等艱巨發展任務，但始終積極承擔符合自身發展階段和國情的國際責任，采取實實在在的舉措，百分之百地落實承諾，做出的減排貢獻有目共睹。

油氣行業既是能源提供者也是能源消耗大戶，近年來為節能降耗、綠色發展做出了積極的努力與貢獻。

未來，油氣行業應如何進一步推進綠色低碳發展？本刊記者采訪了中國工程院院士李陽。

綠色發展，時不我待

中國石油石化：李陽院士，您好！綠色低碳發展已成為全社會的廣泛共識。在您看來，能源行業應如何綠色低碳發展？

李陽：我國經濟社會發展受到資源和環境的雙重制約。

資源方面，我國能源需求量大，但富煤、貧油、少氣的能源供應格局短期內難以改變。因此，國家油氣對外依存度不斷攀升，油氣供給安全面臨巨大壓力。

環境方面，煤炭在一次能源消費結構中占比高，能源利用效率低。

預計2020 年、2030 年，煤炭在一次能源消費結構中的占比仍高達58%、50%。2018年，我國GDP能耗1.57噸標準煤/10000美元，是2018 年世界能耗強度水平的1.3 倍。

我國碳排放量居高不下。2018 年，我國碳排放量已達到100 億噸，占全球碳排放總量的27.17%。

實施能源革命戰略，是解決資源和環境約束的根本途徑。

推動能源轉型，由此實現能源行業綠色低碳、高質量發展，從具體實施來說大概要經歷三個階段。

2020 年之前，是化石能源清潔化階段。將能源消耗總量控制在50億噸標準煤，提升非化石能源在能源消費結構中的占比至15%。

2020-2035 年，是清潔煤炭、石油及低碳能源并重階段。將能源消耗總量控制在60 億噸標準煤，使非化石能源在能源消費結構中的占比達到20%。

2035-2050 年，將是非化石能源主導階段。把能源消耗總量控制在50 億噸標準煤，使非化石能源在能源消費結構中的占比達到50%左右。

中國石油石化：油氣作為主要的化石能源品種，要實現綠色低碳發展存在哪些難點？

李陽：油氣產業的行業責任，是在保障國家油氣安全供給的同時實現綠色低碳、高效可持續發展。但是，現實中油氣生產與這種責任存在著多種深刻的矛盾。

一是穩定油氣供給與油氣資源劣質化的矛盾。新增油氣儲量品位逐漸降低，低滲透、低豐度、非常規等難動用油氣儲量比例顯著增高。近年來，新增低滲透、特低滲透、致密油氣儲量占新增儲量65%以上，采收率低，建產率低，新建產能由2010 年的1988 萬噸下降到2018 年的1459萬噸。

二是老油田設施老化與效率、安全環保的矛盾。老油田歷經50 多年開發，設備設施老化嚴重。設備老化導致生產運行效率低、能耗高，給安全環保造成了巨大壓力。

三是油氣生產與綠色低碳協調發展的矛盾。隨著老油田含水率上升，水油比快速上升，開發成本快速上漲。含水率由90%上升到98%，生產成本增長了兩倍多。高含水老油田單位油氣綜合能耗達115 千克標準煤/噸，污水量富余，并產生大量的含油污泥，明顯與綠色低碳發展要求不符。

推進低碳的天然氣發展

中國石油石化：在您看來，油氣行業如何發展才能綠色低碳？

李陽：發展綠色低碳能源，已經成為國際社會的共識。天然氣雖然屬于化石能源，但由于具有二氧化碳排放量比煤、石油低的低碳屬性以及單位熱值高等方面的優勢，被認為是一種清潔的能源，決定了其在未來能源結構中的戰略地位。因此，油氣行業綠色低碳發展應首先加快天然氣的發展。

中國石油石化：我國具備加快天然氣發展的條件嗎？

李陽：當然具備。

首先，我國天然氣資源豐富。

根據2016 年6 月13 日，國土資源部公開發布的2015 年全國油氣資源動態評價成果顯示，全國天然氣地質資源量為90.3 萬億立方米，可采資源量為50.1 萬億立方米。同2007 年全國油氣資源評價結果相比，天然氣地質與可采資源量分別增加了158%和127%。而截至2019 年底，我國探明天然氣儲量僅16.66 萬億立方米。由此可見還有大量的天然氣儲量有待被探明。

我國正在進入天然氣快速發展階段，而且是常規和非常規天然氣并重發展。

我國產氣量由2010 年的942 億立方米增長到了2019 年的1738 億立方米，其中頁巖氣的產量超過150 億立方米，有了很大的突破。

其次，我國儲氣庫建設提速。

截至2018 年底，我國投產儲氣庫26座，設計工作氣量達193 億立方米，有效工作氣量約為93 億立方米。

目前正大力推進文23、平頂山、金壇、蘇橋、相國寺等儲氣庫建設或擴建，預計2020 年形成工作氣量150 億立方米。

●油氣生產，水稻豐收，兩不耽誤。 攝影/沈志軍

有了這些良好的基礎，未來天然氣開發的重點將在深層常規天然氣以及深層和常壓頁巖氣等領域。

據中國石油第四次油氣資源評價公布的數據，我國陸上常規天然氣資源量為41 萬億立方米。其中，深層資源量約占30.1%，超深層資源量約占40.2%。陸上致密氣、頁巖氣、煤層氣等非常規天然氣資源量為101.86 萬億立方米。其中，深層—超深層致密氣、頁巖氣資源量約占29.8%。

預測2025 年后，深層—超深層天然氣產量的占比將超過全國天然氣產量的50%，成為天然氣建產的重要接替資源。

以技術創新推動綠色發展

中國石油石化：油氣行業綠色低碳發展還可以從哪些方面著力？

李陽：油氣行業為實現綠色低碳發展，在技術創新方面做了多方面的探索和應用，取得的效果很顯著。

例如，發展了微生物采油技術。我國大慶、勝利、長慶、大港、克拉瑪依等油田都開展了微生物采油實驗和應用。目前，微生物技術已廣泛應用于油氣田污水處理、低滲透增注、土壤修復、稠油降黏、提高采收率等。其中，微生物處理油田污水技術在油田污水處理中已經是很成熟的技術了。

發展了CCUS-EOR 技術。為應對氣候變化，上世紀70 年代提出了CCS 概念，即通過二氧化碳捕集、運輸、埋存實現碳減排。在此基礎上發展出的CCUS 技術，形成了捕獲、輸送、利用、封存的碳產業鏈，實現二氧化碳資源化利用。CCUS 技術發展為二氧化碳驅油技術提供了氣源，既可以增加原油產量，又可以實現二氧化碳埋存，是雙贏的碳減排手段。

目前，CCUS-EOR 技術逐步完善和成熟，涵蓋二氧化碳驅油與埋存全流程的捕集、選址、容量評估、注入、監測和模擬等關鍵技術。

未來，應重點推動京津冀、鄂爾多斯區域CCS 產業發展，形成規模化產業模式，促進煤油氣電能源一體化的最大限度利用。基于區域經濟發展、資源富集情況，協調有序利用，充分發揮集群化優勢，注重整體規劃、建設、管理和運作，實現能源和二氧化碳埋存利用最大化。

油氣行業還發展了油氣水電熱劑綜合利用技術。在保持油氣穩定產量規模的前提下，優化調整用能系統，循環利用，大幅度降低能耗、物耗，減少排放，實現可持續、高效益、綠色發展。圍繞油氣水電熱劑全節點綠色循環利用，構建“源頭減量化—資源再利用—終端零排放”的綜合利用技術體系，實現資源高效利用及伴生物再利用、零排放。

中國石油石化：目前，油氣田企業在致力于推進智能化建設，這能為油氣行業綠色低碳發展帶來怎樣的裨益？

李陽：我國數字油田建設已經走過了二十年的歷程，初期主要是資料的數字化階段，后來進入計算機油氣田時代，現在正朝智能化時代發展。

基于大數據和人工智能的智能油田系統，建立內在統一的地質模型和油藏模型，實現油氣資源的透明化、精細化，提高儲量的經濟價值；建立仿真油田開發全過程的數字孿生油藏，以3D 動態實體模型，以仿真為手段模擬開采，增加計劃準確性、工程技術合理性以及油藏與工程協同性，提高采收率；加強大數據應用、建立分層次和整體優化模型，實現開采自動化、模型化、可視化和智能化，實現開采方案設計、實施、生產管理一體化。

● “氣”通八方，“綠”行四海。 攝影/胡慶明

智能油田系統不僅能節能減排、提高油氣田企業的綠色低碳水平，而且在提高企業本質安全、降本增效、促進勞動效率和生產效益提升等方面起的作用已經被實踐所證明。

以綜合用能、節能降耗為目標，全力推進油氣行業綠色低碳發展，需要進一步加強理論和技術創新。只有這樣，才能為經濟社會發展提供更多、更清潔的能源，保障國家能源安全。