CCUS技术：将环境杀手变成环保卫士

□ 本刊记者赵士振

在胜利油田纯梁注气站里，庞大的二氧化碳罐连接着复杂的管道。在这里，每天都有100吨的二氧化碳注入油井中。2008年1月，这里开始二氧化碳单井试注，2009年7月，4口注入井全部试注，现已经累计注气4万吨。

这些注入地下驱动原油的二氧化碳，来自30公里以外的胜利发电厂。胜利油田利用自主研发的二氧化碳捕集、封存、利用（CCUS）技术，把胜利发电厂排放的烟气二氧化碳捕集纯化后，成功应用于纯梁采油厂低渗透油藏开发，二氧化碳也因此由上天为害转变为入地为宝，由环境杀手变成环保卫士。

胜利油田碳捕集技术发展迅速

无色无味的二氧化碳是温室气体的主要组成部分，也是全球环境恶化的罪魁祸首之一。在低碳经济热遍全球的当下，二氧化碳的减排、回收、封存及资源化利用技术已成为全球关注的热点。

□ 图为胜利发电厂烟气二氧化碳捕集纯化项目施工现场。 赵士振 摄

2008年，胜利油田开始进行二氧化碳捕集和封存驱油技术研发。科研人员首先针对燃煤电厂烟气组成特点及产品纯度要求，进行细致的工艺设计，既综合多种二氧化碳分离工艺方案，又从技术经济角度进行全面细致分析，最终为燃煤电厂烟气二氧化碳的捕集开出“良方”——以MEA（乙醇胺溶液）为吸收液的化学吸收工艺。这种方法具有吸收速度快、吸收能力强、捕集后二氧化碳纯度高等特点。

但是，这种方式的副作用也很明显：再生能耗高，热量消耗量大；吸收剂损耗大，药剂成本高；腐蚀性强，造成设备建设成本高、维护费用高。针对这些问题，科研人员以降低能耗、吸收剂损耗，降低腐蚀速率为目标，通过大量室内试验和模拟计算，从烟气预处理技术研究、新型吸收剂开发、热能综合利用等方面开展技术攻关，最终形成一套燃煤电厂烟气二氧化碳捕集技术。这种技术对设备的腐蚀速率小，同时能耗与传统工艺相比减少20%，实现了高效、经济、安全捕集。

得益于这项技术，2010年9月16日，胜利油田“燃煤电厂烟气二氧化碳捕集纯化装置”建成投产。该工程项目投产后，全年能够捕集、液化二氧化碳3万～4万吨，在世界上第一个实现了直接把发电厂排放烟气中的二氧化碳捕集纯化，并且胜利油田具有完全自主知识产权。作为国内最大的燃煤电厂烟气CCUS示范工程，目前这套装置已累计生产二氧化碳1000吨。

二氧化碳入地变宝实现增油减排双赢

资料显示，在目前二氧化碳主要利用领域中，二氧化碳驱油因其经济效益好、能够实现地质封存、应用潜力大、技术相对成熟等特点，成为现阶段规模化CCUS的重点技术。实践表明，二氧化碳驱油，不但可以实现二氧化碳的封存，而且能有效提高石油采收率，具有很好的经济效益和环境效益。据不完全统计，目前国外采用二氧化碳驱油技术的国家主要有美国、加拿大、法国、匈牙利、德国等。

在胜利油田，低渗透油藏约有7.7亿吨，占总资源量的15.4%。“九五”以来，每年新增的亿吨探明储量中，低渗透新增探明储量都在2000万吨左右。如果利用二氧化碳驱油技术，这些油藏平均可以提高采收率10%至15%。

胜利油田利用碳捕集纯化装置捕集处理后的二氧化碳纯度为99.5%，完全可以用于低渗透油藏二氧化碳驱油。2008年，在对低渗透油藏二氧化碳驱提高采收率潜力进行分析评价的基础上，经层层筛选、反复论证，胜利油田选取在低渗透油藏中具有一定代表性的高青油田高89-1区块进行二氧化碳驱先导试验。

据纯梁采油厂工艺所注水室主任孙洪礼介绍，二氧化碳驱先导试验的气源，一部分是由发电厂烟气二氧化碳捕集纯化过来的，一部分来自花沟气田，另一部分是按照市场价每吨650元外购的。

据了解，高89-1区块含油面积4.33平方千米，控制石油地质储量289万吨。作为单井试注阶段的试验井，高89-4井已取得显著效果。数据表明，它在增强低渗油藏开发效果、延长老油区“青春期”的同时，取得了显著的增油效果。该区块自2008年1月以来，先后实施转注二氧化碳驱6口井。

□ 工人在二氧化碳运行装置巡检。 胡庆明 摄

二氧化碳上天为害成功转变为入地为宝。截至目前，6口注气井累计注入二氧化碳量68064吨，对应油井累计增油2.1万吨，注气井组年自然递减由25.4%降低到目前的9.95%，降低了15.45%，取得了明显的注气效果。今年，他们还将实施转注二氧化碳9口井。

CCUS示范工程项目前景广阔

在专家看来，二氧化碳驱油是一项一举多得的技术，前景广阔，驱油减排并举，已经取得了效果。但在应用过程中，这种技术出现了一些问题，还需要在应用的同时进一步加强研究。

可喜的是，2012年3月17日，胜利油田启动“十二五”国家科技支撑计划——大规模燃煤电厂烟气二氧化碳捕集、驱油、封存（CCUS）技术开发及应用示范项目，这是迄今为止国内首个燃煤电厂CCUS项目。

燃煤电厂CCUS项目总体研究目标是通过大规模燃煤电厂二氧化碳烟道气捕集、安全输送、封存及驱油等系列技术攻关，形成低能耗捕集、封存、驱油的集成配套技术，并建成大规模全链条CCUS示范工程。

该项目于2011年12月通过了集团公司科技部项目可行性论证。项目研究期限是2012年1月至2015年12月，主要包括5个研究课题，分别由南化集团研究院、北京大学及胜利油田分公司承担。项目组在科技部的领导下，由集团公司组织，胜利油田分公司担任组长单位。项目完成后，将建成50万吨/年至100万吨/年二氧化碳捕集纯化与输送示范工程、20万吨/年至30万吨/年二氧化碳驱油封存工程，形成大规模燃煤电厂烟气二氧化碳捕集、驱油及封存一体化工程综合技术和经济评价技术，为我国碳减排提供工程技术和经验。

可以预见的是，到“十二五”末，此项目建成后将成为国内最大规模的捕集纯化燃煤烟气二氧化碳工程，每年可减少排放二氧化碳近100万吨，在该技术领域起到带头示范作用，树立胜利油田在节能减排方面的良好形象。