二氧化碳封存背后的石油价值

汪巍

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。

目前，世界上大部分油田仍采用注水开发，针对目前世界上大部分油田采用注水开发面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题，国外近年来大力开展了二氧化碳驱油提高采收率（EOR）技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发的需求，还可以解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。

全球产油国的动作

由于二氧化碳是一种在油和水中溶解度都很高的气体，当它大量溶解于原油中时，可以使原油体积膨胀，黏度下降，还可以降低油水间的界面张力、改变原油密度，有助于在储层形成比较有利的原油流动，有利于原油中轻质馏分汽化和抽取。

与其他驱油技术相比，二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采收率提高显著等优点。据国际能源机构评估，全世界适合二氧化碳驱油开发的资源约为3000亿-6000亿桶。

二氧化碳纯度在90%以上即可用于提高采油率。二氧化碳在地层内溶于油后，使原油体积膨胀，黏度降低30%-80%，油水界面张力降低，有利于增加采油速度，提高洗油效率和收集残余油。二氧化碳驱油一般可提高原油采收率7%-15%，延长油井生产寿命15-20年。二氧化碳可从工业设施如发电厂、化肥厂、水泥厂、化工厂、炼油厂、天然气加工厂等排放物中回收，既可实现温室气体的减排，又可达到增产油气的目的。

前苏联最早从1953年开始对注二氧化碳提高采收率技术进行研究。1967年前苏联石油科学研究院在图依马津油田的亚历山德罗夫区块进行了工业性基础试验。尽管这些油藏的地质条件不同，但都取得了好的应用效果。

自20世纪80年代以来，美国的二氧化碳驱项目不断增加，已成为继蒸气驱之后的第二大提高采收率技术。美国目前正在实施的混二氧化碳相驱项目有64个。大部分油田驱替方案中，注入的体积二氧化碳约占烃类孔隙体积的30%，提高采收率的幅度为7%-12%。 目前，美国每年注入油藏的二氧化碳量约为2000万吨至3000万吨。

近年来，加拿大对二氧化碳驱开采重油进行了大量的实验研究。加拿大从实验上证实二氧化碳一旦溶解在原油中就可使原油粘度降低，并且可以把粘度降低到用蒸气驱替的水平。加拿大的韦本项目是目前世界上最大的碳封存项目之一。加拿大能源公司利用从美国北达科他州一座煤气化厂输出的二氧化碳给一个老油田加压，以提高石油产量。此项目将永久封存2000万吨二氧化碳，并使油田增产1.22亿桶石油。

道达尔公司每年把15万吨二氧化碳注入法国西南部衰竭的Rousse气田，以提高采收率，并减少温室气体排放。道达尔公司与法液空公司、法国石油研究院以及法国地理和矿产研究局共同实施这一项目。

阿联酋计划投资20亿-30亿美元建设碳捕集和封存网络，以减少排放和提高阿联酋的石油产量。该项目将可减少阿联酋的碳排放，阿联酋拥有廉价的能源，排放地区相对邻近于油田和丰富的大型油藏，便于贮存二氧化碳，提高石油采收率。

中国的潜力

二氧化碳在中国石油开采中有着巨大的应用潜力。但是，二氧化碳驱技术在中国尚未成为研究和应用的主导技术。虽然我国东部主要产油区二氧化碳气源较少，但注二氧化碳提高采收率技术的研究和现场先导试验却一直没有停止。注二氧化碳技术在油田的应用越来越多，已在江苏、中原、大庆、胜利等油田进行了现场试验。

可以预测，随着技术的发展和应用范围的扩大，二氧化碳将成为中国改善油田开发效果、提高原油采收率的重要资源。

大庆油田已将二氧化碳驱油技术纳入战略储备技术，正扩大二氧化碳产能建设和驱油试验区规模，并逐步将试验区从外围油田向老区油田延伸。

长岭气田是吉林油田的主力气田，在开发过程中，以大情字井油田黑59区块为首块试验田，开展了注入二氧化碳代替水驱提高油田采收率试验。2010年12月15日，长岭气田全面投产，标志着我国集天然气开采、二氧化碳分离、二氧化碳埋存和驱油提高采收率于一体的配套技术系列取得重大突破。

在吉林油田，科技人员还根据二氧化碳对原油具有较好的溶胀性和降黏作用的特性，创造性地开展了二氧化碳吞吐试验，选取了投产时间较长的黑平1井，通过数值模拟优化，确定了施工参数。试验取得成功后，在示范区内进一步扩大实施，形成新的水平井开发模式。该试验为今后形成二氧化碳年驱油50万吨乃至更大规模目标奠定基础。

针对胜利油田特超稠油油藏的开采，胜利采油院研发成功以蒸汽吞吐为主、二氧化碳气体采油为辅的综合热力采油新工艺，在现场试验应用收到良好效果。胜利油田通过自主研发，已建成了国内最大的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集纯化装置，全年能够捕集、液化二氧化碳3万至4万吨，可全部用于低渗透油藏开发。

目前，胜利油田正在进行每年100万吨二氧化碳捕集及利用工程的设计、论证，项目建成后，将实现大规模二氧化碳封存和驱油提高采收率的双重目的，成为世界上最大的二氧化碳驱油项目，也将为我国和世界各国实施碳捕集工程提供样板借鉴。

在胜利油田实际应用中，二氧化碳被注入地下后，约有50%至60%被永久封存于地下，剩余的40%至50%则随着油田伴生气返回地面，通过原油伴生气二氧化碳捕集纯化，可将伴生气中的二氧化碳回收，就地回注驱油，进一步降低了二氧化碳驱油成本。

实践证明，只要储层条件合适，生产措施到位，注二氧化碳躯替能大大提高油田采收率。据“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，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。