秋日的陽光透過薄霧，鋪灑在位于山東東營市的勝利油田萊113二氧化碳注入站的儲罐和管線上，巡檢員工仔細檢查著注入裝置的運行狀況和生產(chǎn)參數(shù)。

把原本隨風飄散的二氧化碳封存地下，與原油互溶后，變身采油“金鑰匙”……勝利油田與齊魯石化牽手，打造了國內(nèi)首個百萬噸級CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）示范工程，破解低成本碳捕集、二氧化碳長距離管道輸送、油氣田地質(zhì)封存等關鍵技術難題，實現(xiàn)增油和減碳雙贏。項目投產(chǎn)以來，勝利油田累計注入二氧化碳超200萬噸，示范區(qū)日產(chǎn)油量從220噸上升至460噸。

探尋發(fā)展新路

CCUS是指將二氧化碳從工業(yè)、能源生產(chǎn)等排放源或空氣中捕集分離，并輸送到適宜的場地加以利用或封存，最終實現(xiàn)二氧化碳減排的過程，包括捕集、輸送、利用及封存多個環(huán)節(jié)。作為實現(xiàn)“雙碳”目標的關鍵技術，CCUS應用在石油開發(fā)上可實現(xiàn)驅(qū)油增產(chǎn)和碳減排的雙贏。

“將二氧化碳注入地下油藏，不僅能將二氧化碳永久留在地下，實現(xiàn)減碳固碳，而且其驅(qū)油效應顯著，能有效提升原油的流動性，從而增加石油產(chǎn)量?！眲倮吞顲CUS項目部經(jīng)理于法珍說。

瞄準新領域，勝利油田于2021年成立“碳捕集、利用與封存重點實驗室”?！拔覀儚娀攲釉O計，打造協(xié)作攻關團隊，有效整合內(nèi)部資源，徹底打通室內(nèi)實驗、方案優(yōu)化、礦場實施、動態(tài)監(jiān)測一體化研究之路?！眲倮吞顲CUS油藏開發(fā)研究高級專家張傳寶說，勝利油田夯實基礎研究，解決核心技術難題，研發(fā)了不同維度的氣驅(qū)物理模擬、地質(zhì)安全、氣驅(qū)提效等實驗裝置，創(chuàng)新形成二氧化碳高壓混相驅(qū)油理論，突破全域全程二氧化碳前緣控制等關鍵技術，為規(guī)?；V場應用提供理論支持。

隨著一道道技術難關被攻克，2022年8月，齊魯石化—勝利油田CCUS項目全面建成投產(chǎn)，捕集齊魯石化煤制氫工業(yè)尾氣中的二氧化碳，液化輸送至勝利油田驅(qū)油與封存。項目覆蓋12個油藏區(qū)塊，設計注氣井73口、采油井166口，新建15座注氣站、2座集中處理站、2個分氣增壓點。

在位于山東淄博市臨淄區(qū)的齊魯石化第二化肥廠西南角，矗立著兩個容積為4000立方米的巨型儲氣罐，里面裝滿了經(jīng)過捕集處理后的液體二氧化碳。

“我們以現(xiàn)有的煤制氣裝置產(chǎn)生的高濃度二氧化碳為原料，采用中壓法低溫液化提純工藝，經(jīng)過壓縮、液化、提純，成為純度達99%以上的液態(tài)二氧化碳，再輸送至勝利油田?！饼R魯石化第二化肥廠氣體聯(lián)合車間技術組長王佳俊告訴記者。

勝利油田萊113區(qū)塊的油藏狀況復雜得如同“一個摔碎的盤子，七零八落”。為了從零散的地層中采出石油，該區(qū)塊通過將二氧化碳注入地下，實現(xiàn)原油產(chǎn)量持續(xù)增加?！芭c傳統(tǒng)的水驅(qū)油方式相比，液態(tài)二氧化碳與石油的融合性更為出色，流動性也更強，能夠深入更小的縫隙，且注入時的能耗更低?！眲倮吞镒⑵夹g服務中心二氧化碳項目部經(jīng)理屈龍濤介紹。

立足自身的生產(chǎn)場景、封存空間，勝利油田持續(xù)攻關不同濃度二氧化碳的低成本捕集技術，集成CCUS全產(chǎn)業(yè)技術優(yōu)勢。目前，勝利油田正在加快另一個百萬噸級CCUS項目建設，捕集勝利油田自備電廠及周邊企業(yè)的二氧化碳封存驅(qū)油。

破解輸送難題

二氧化碳如何實現(xiàn)長距離安全輸送，同樣是道難題?！皩Ρ仁秃吞烊粴?，二氧化碳的相態(tài)多變是其顯著特點。在溫度和壓力的影響下，它頻繁地在液態(tài)和氣態(tài)之間轉換，保溫容易、保冷困難?！眲倮吞锒趸简?qū)油藏工程管理高級專家呂廣忠說，經(jīng)過深入調(diào)查研究和科學論證，給二氧化碳建“專屬地鐵”成為破題的關鍵。

2022年8月，長109公里、年輸送能力100萬噸的二氧化碳輸送管道啟動建設，并作為示范工程補齊我國CCUS全鏈條規(guī)?；l(fā)展的技術短板。

管道要求全程保證二氧化碳在超臨界壓力下輸送，同時為避免常壓低溫二氧化碳造成土壤凍脹、環(huán)境損害等問題，技術人員選擇換熱升溫的方式，即保障常溫輸送，又實現(xiàn)冷量回收，降低廠區(qū)運行能耗。

問題接踵而至。在長達百公里的管道內(nèi)，如何保證在常溫下始終保持超臨界壓力？彼時，我國二氧化碳輸送管道以小規(guī)模、氣態(tài)輸送為主，壓力不足1兆帕。作為國內(nèi)首條百萬噸級二氧化碳輸送管道，沒有任何經(jīng)驗可以借鑒。“管道安全輸送、設計施工等難度遠高于油品管道?！眲倮吞锕こ探ㄔO管理部經(jīng)理孫寧松說。

源頭增壓，是項目團隊首要突破的關鍵點。在二氧化碳輸送管道工程的起點，一臺擁有自主知識產(chǎn)權的二氧化碳增壓泵不停運轉，使二氧化碳在管道內(nèi)保持常溫密相狀態(tài)，成為二氧化碳長距離、低成本輸送的關鍵核心裝備?！霸撗b備為國內(nèi)發(fā)展二氧化碳長輸管道運輸工程和CCUS工業(yè)化示范、產(chǎn)業(yè)化運營起到示范引領作用?！眲倮吞餀C械設備高級專家叢巖說。

隨著一批關鍵裝備自主研發(fā)成功并實現(xiàn)應用、管道輸送工藝和安全綜合控制技術不斷取得突破，二氧化碳輸送管道于2023年7月全線貫通。每天，約1200噸二氧化碳從齊魯石化經(jīng)由這條專線輸送到勝利油田，為油田的綠色低碳發(fā)展注入源源不斷的動力。

推進驅(qū)油增產(chǎn)

二氧化碳經(jīng)輸送管道抵達位于淄博市高青縣唐坊鎮(zhèn)杜家村以北的高青末站。在這里，二氧化碳分為東線、西線在CCUS示范區(qū)繼續(xù)穿行，輸送至15個注氣站，通過注氣井進入地下油藏后“安家”。其中，一部分通過置換原油實現(xiàn)封存，一部分通過與鎂離子、鈣離子等產(chǎn)生化學反應實現(xiàn)封存，其余部分則與地層水和殘余油相溶，實現(xiàn)封存的同時，驅(qū)動采出更多原油。

勝利油田CCUS示范區(qū)覆蓋石油地質(zhì)儲量2562萬噸，按照方案設計，預計15年累計注入二氧化碳1000余萬噸，增油近300萬噸?！拔覀冡槍CUS全鏈條的關鍵技術和裝備開展持續(xù)攻關，自主研發(fā)多項國內(nèi)首臺套裝備。”張傳寶告訴記者，針對低溫液態(tài)二氧化碳注入工況，研發(fā)具有完全自主知識產(chǎn)權的模塊化、自動化、標準化高效低溫密閉注入系列裝備，解決了零排放、低溫計量、分壓分注等技術難題，達到國際領先水平；針對高壓密相注入工況，研發(fā)高壓密相注入裝置，填補了國內(nèi)在該領域裝備制造及應用上的空白。

目前，勝利油田制定國家及行業(yè)CCUS標準4項，授權發(fā)明專利56件，軟件著作權11項。“我們將聚焦拓展CCUS應用領域和‘二氧化碳+’關鍵技術環(huán)節(jié)，加大攻關力度，突破驅(qū)油封存協(xié)同、地質(zhì)安全等技術瓶頸。同時，以第二個百萬噸CCUS項目建設為契機，推動煉油化工、煤電等減排行業(yè)與油氣+新能源開發(fā)利用一體化協(xié)同，引領碳利用與封存規(guī)?；瘧谩！睆垈鲗氄f。（經(jīng)濟日報記者 王金虎）