【压缩机网】全世界在建和在运行的CCUS装置服务于不同类型的生产活动,从发电行业、石油天然气开采到冶金行业。二氧化碳驱油与埋存相结合,是油气行业应对全球气候变化的主要方式和方向,也是油田水驱开采后的主体接替技术,可有效延长油田商业寿命。同时,高额的投资及成本阻碍CCUS产业大规模商业化发展,随着未来项目规模扩大、技术进步、政策激励及碳金融市场发展等,瓶颈问题有望得以解决。
机遇
石油行业发展CCUS具有天然优势
碳捕集利用与封存(简称CCUS)是指将能源工业和其他行业生产活动产生的二氧化碳收集起来,并用各种方法储存和利用以避免其排放到大气中的一种技术。
石油公司把二氧化碳驱油提高石油采收率和二氧化碳在地质体中安全长期埋存有效结合,兼顾温室气体减排效益和驱油经济效益,且对CCUS过程中的地质评价、捕集、输送、利用和封存等具有特有优势,更容易发展CCUS业务。
国际石油公司高度重视CCUS在应对气候变化时的商业机遇,将CCUS作为油气行业的战略发展方向。
具体来说,发展CCUS对石油行业的作用体现在:一是利用CCUS可以直接减少油气公司的温室气体排放,响应国家应对气候变化和碳减排要求。
二是实施二氧化碳驱油技术可提高低渗透油田采收率,更具经济性。国内低渗透石油资源占总资源量的一半以上。多数低渗透油田基本没有自然产能,需要通过压裂改造等技术手段才能实现工业性开发。国内外经验表明,二氧化碳驱油在提高低渗透储层有效动用储量和单井产量方面有一定效果,可将油田采收率提高5%以上,总体效益非常可观。鉴于二氧化碳驱油技术在开发低渗透油藏方面的优势,应用二氧化碳驱油技术开发边际油藏将是国内石油行业的主要发展方向之一。
三是发展CCUS与油气公司业务领域相契合。CCUS项目包括封存潜力评估、钻探工程、地面工程等相关配套工程,在CCUS项目的全生命周期的各个阶段,都可以有油气运营或油气服务类的公司参与,这与油气行业业务领域高度契合。
成功实践 CCUS技术受到世界各国高度关注
随着气候变化问题日渐引起全球关注,西方发达国家基于二氧化碳驱油的特点,将其与CCUS相结合,即CCUS-EOR。全世界在建和在运行的CCUS装置服务于不同类型的生产活动,从发电行业、石油天然气开采到冶金行业。这些装置基本上都得到了国家财政的支持。
——挪威。挪威国家石油公司1996年在北海Sleipner油气田启动了世界第一套大型CCUS系统,截至目前,已累计封存二氧化碳1600多万吨。全球盐水层二氧化碳封存的两个大型项目Sleipner和Snehvit都在挪威。挪威政府投资10亿欧元建设了目前世界上最大的测试和改进燃烧后二氧化碳捕集技术的中试设施和研发中心(TCM),于2013年建成使用。此外,挪威石油理事会还计划2022年在挪威大陆架建成离岸全链条CCUS-EOR工程,目标是开采在挪威大陆架发现的1亿吨古残余油带及埋存二氧化碳。
——加拿大。目前,世界上最大、最成功的CCUS-EOR示范项目是加拿大Weyburn项目。Weyburn油田位于加拿大萨斯喀彻温省Williston盆地的北部,于1954年发现,面积约180平方千米,油藏埋深1400—1500米。该油田1952年投入开发,使用了包括直井加密和水平井加密等措施,但都无法遏制产量持续递减,已处于水驱开采末期。从1999年开始使用二氧化碳驱,分4个阶段实施。2014年产量回升到3万桶/日,效果显著,目前二氧化碳驱年产油量约55万吨,预计使油田商业寿命延长25年。Weyburn油田CCUS-EOR项目二氧化碳气源由商业公司负责运行和管理,将气输送到油田场站;注采井防腐采用材质防腐,地面系统采用涂层防腐;注采井监测为太阳能供电,自动采集动态信息;气驱前缘采用井间地震和四维地震;产出流体由专业公司负责分离二氧化碳,输回油田循环利用,以副产的轻烃抵扣处理费用。
2014年,加拿大SaskPower电力公司建立了世界上第一个碳捕集嵌入式发电厂,每年可减少二氧化碳排放量达100万吨。SaskPower边界坝碳捕集项目是世界上首例商业化规模的燃煤电厂燃烧后碳捕集项目,并成为此项技术发展的基准。该项目的成功运营,证明了CCUS技术在燃煤发电应用中的可行性和经济性。
——美国。二氧化碳驱油技术在美国基本成熟,年产油量约1500万吨,为其第一大提高采收率技术,并仍在不断发展完善。主要原因是美国有稳定低廉的二氧化碳气源、油藏以海相沉积为主、储层物性连续性较好。美国二氧化碳驱油气源以天然二氧化碳气藏为主,占80%;含二氧化碳天然气藏分离二氧化碳占15%;工业排放二氧化碳占5%;总量约5800万吨/年,总体供给稳定。美国二氧化碳输送以管道为主,建成运营的干线总里程约6000千米,为提供价格低廉二氧化碳气源奠定了坚实基础,气源至井口成本低于250元/吨。此外,美国二氧化碳驱油藏以海相沉积为主,原油更易与二氧化碳混相,储层物性好、连续且均质,这使得二氧化碳驱油效果较好,也是这项技术得以大规模推广应用的主要原因。