"碳中和"背景下油气田碳捕集技术发展方向

在"碳中和""碳达峰"目标和路径下,CCUS(碳捕集、利用与封存)或CCS(碳捕集与封存)是实现二氧化碳减排的关键技术之一.碳捕集是CCUS(CCS)技术全流程中成本控制和大规模推广的关键环节.通过对油气田企业二氧化碳排放情况的分析,认为油气田企业碳源绝大多数为低压碳源.通过对碳捕集技术现状的分析,认为对于低压中浓度碳...     

CO2驱油与埋存技术新进展

碳达峰和碳中和发展战略以及社会经济发展对石油等能源需求量的持续增长,为CO₂驱油与埋存技术带来了巨大的发展机遇,也提出了前所未有的挑战。从目前中外CO₂驱油与埋存研究现状入手,通过CO₂驱油与埋存机理和影响因素分析,提出了CO₂驱油与埋存存在的问题和发展方向。结合实践将CO₂驱油与埋存研究内容总结为目标优选、相关机理实验研究、方法技术攻关、经济性评价、安全性评价和现场实践等6方面。CO₂驱油与埋存存在的问题主要包括：CO₂驱油与埋存应用的油藏类型还非常有限,CO₂气田分布特征及其与CO₂驱油与埋存目标油藏之间的时空匹配关系研究还未引起足够重视,CO₂驱油与埋存机理等研究还存在诸多问题,CO₂驱油与埋存方案设计有待优化,CO₂驱油与埋存经济有效性评价体系尚未建立,CO₂埋存安全性跟踪评价还存在一系列问题。对...     

冀中八里西潜山CCUS井筒完整性研究

2020年我国提出了“双碳”目标,CO₂驱油与埋存技术(CCUS)能够在提高石油采收率的同时达到CO₂减排的目的,是目前经济技术条件下实现CO₂效益减排的最佳方式。冀中八里西CCUS项目是国内首个潜山底水油藏CCUS项目,井筒完整性要求高。本文结合区块地质情况,从完井方式、井眼尺寸等方面优化井身结构。通过模拟地质条件,进行N80、P110、3Cr、9Cr、13Cr五种管材的室内腐蚀实验,根据腐蚀规律优选套管。通过水泥浆体系优选及固井工艺优化,提高固井质量。最后通过井身结构、套管选材、固井三者结合,提高井筒完整性,保证CCUS项目的顺利实施。     

二氧化碳捕集、驱油与埋存产业化进展及前景展望

二氧化碳捕集、驱油与埋存（CCUS-EOR）是最现实可行的规模化减碳技术,也是大幅度提高低渗透油田采收率的关键技术。梳理了国外CCUS-EOR发展的主要历程及其产业化进展,总结了中国CCUS-EOR技术攻关成果和矿场试验进展情况,分析了CO2捕集、输送、驱油与埋存等全产业链的发展现状、面临问题与挑战,指出了中国CCUS-EOR规模化应用在驱油增产、埋存减碳等方面的巨大潜力和发展前景。提出目前中国CCUS-EOR正处于矿场试验向产业化发展的关键时期,需要针对中国陆相油藏的特点,发挥油田CO2驱油可驱储量丰富、地下埋存空间巨大、地面基础设施完善和井筒注入通道分布广泛等优势,积极与碳源排放企业合作,加快攻关低浓度CO2的低成本规模捕集、超临界长距离输送、更大幅度提高采收率和埋存率、安全规模埋存等核心关键技术攻关和示范工程建设,构建CCUS-EOR全产业链理论技术标准体系,支撑和推动工业化规模应用,以创新链引领CCUS-EOR新兴产业链快速效益发展。     

碳达峰、碳中和的“齐鲁路径”

正齐鲁石化加快推进百万吨级CCUS项目建设,切实履行央企责任。2021年7月5日,中国石化宣布将开启我国首个百万吨级CCUS项目建设——齐鲁石化—胜利油田CCUS项目。上世纪80～90年代起,中国石化开展了二氧化碳捕集等相关技术开发工作,部分自主开发技术达到了国内领先和世界先进水平。在国家提出碳达峰、碳中和目标的大背景下,中国石化提出2025年甲烷排放强度降低50%,开发碳中和林、碳中和加油站等各具特色的碳中和模式,确保在国家碳达峰目标前实现二氧化碳达峰,力争比国家目标提前10年在2050年实现碳中和,为应对全球气候变化做出积极贡献。     

“双碳”目标下中国石油企业绿色减碳路径

为有效应对全球变暖问题,并如期实现“双碳”目标,国内各石油企业均采取了针对性的减碳降碳措施。为进一步明确“双碳”目标下中国石油企业绿色减碳路径,在对目前中国碳排放情况、石油企业减碳措施分析的基础上,明晰了减碳现存的困难与技术难点,并提出了石油企业减碳路径的建议。研究结果表明：(1)在油气生产利用过程中,温室气体排放主要集中在上游环节;(2)锚定“双碳”目标不动摇,在能源保供、提质增效的同时,深入推进“CCUS”“碳减排”“碳替代”“碳交易”等减碳方法,在一定程度上降低了碳排放;(3)石油企业因地制宜开发风能、太阳能、地热能、氢能、海洋新能源等,逐步推动能源绿色转型。最后根据调研结果和中国石油企业的现状,提出了以下减碳路径建议：(1)构建科学合理的多能互补能源体系,实现常规能源与新能源的协同开发;(2)发展低成本且高效的化石能源开采技术、清洁能源开发技术、数字化碳中和技术等,提高技术原始创新能力,并把握新一轮产业革命与技术变革的主动权;(3)加强与国际国内企业、地方政府、高等院校、研究院所的交流合作,促进相关技术的持续发展,并培养专业技术人才。     

碳捕集、利用与封存技术的现状及前景

碳捕集、利用与封存(CCUS)是一种有效的碳处理技术。在碳中和背景下，中国CCUS技术将迎来万亿级产业风口。目前，CCUS技术各环节均取得了显著进展，但大规模应用仍面临诸多挑战。通过调研国内外CCUS技术文献以及全球正在运行和计划建设的CCUS项目，总结了国内外CCUS技术的发展现状和研究进展，进一步明确CCUS面临的挑战及未来发展前景。研究表明：目前碳捕集效率不足90%,碳捕集成本占CCUS项目总成本的60%～85%,碳捕集技术的研发重点应以燃烧前捕集(如乙醇、合成氨和天然气加工等行业)以及燃烧后捕集等以提高碳捕集效率、降低碳捕集成本为主；CO₂利用技术目前处于工业示范阶段，突破高温、高压环境瓶颈，寻找合适的催化剂提高碳利用效率是CO₂利用技术下一阶段的重点研究方向；CO₂在油气田和咸水层封存应围绕CO₂驱提高油气采收率和增加CO₂封存潜力开展进一步研究；CCUS项目需要克服实现经济盈利、技术创新、降本增效、政策补贴激励等挑战；CCUS耦合氢能、油气田地热能等新能源将成为未来...     

碳中和战略背景下建设碳工业体系的进展、挑战及意义

全球气候变化与碳中和背景下，CO₂封存利用已成为人类绿色发展的必然趋势与选择。以CO₂捕集、利用与封存/CO₂捕集与封存(CCUS/CCS)为核心的碳工业，正成为碳中和目标下的新兴战略产业，规模可持续发展需借鉴全球油气工业发展路径。地球系统发育3种“碳”，黑碳是未被封存或利用并长期留存在大气圈中的CO₂，灰碳是被固定或永久封存在地质体中的CO₂，蓝碳是通过生物、物理、化学等方式可转化为人类利用产品的CO₂。碳工业体系覆盖碳产生、碳捕集、碳运输、碳利用、碳封存、碳产品、碳金融等业务，是彻底消除“黑碳”的革命性领域。研发以碳减排、零碳、负碳及碳经济为内涵的碳工业技术体系，构建以CCUS/CCS为基础的低成本、高能效的碳工业体系，是世界各国实现碳中和目标和能源清洁利用的战略举措，利于推动4个“80%”的中国能源供应格局转变，即由2021年含碳化石能源消费占比80%以上、化石能源CO₂排放80%以上，转变为2060年非碳新能源占比80%以上、...     

发达国家碳中和主要行动及对我国的启示

碳达峰和碳中和是推动经济社会绿色转型和系统性深刻变革的重要途径,也是人类主动应对气候变化的有效手段。发达国家碳中和的主要政策管理手段和发展方式包括：制定政策和立法,明确与碳中和相关的关键问题;发展循环经济,推动工业和民用领域废品回收再生利用;健全和完善碳交易市场,推进碳金融产品创新。阐述了发达国家在电力、交通、建筑、工业4个主要领域推进碳中和采取的典型做法及新兴技术方向,氢能、CCUS和生物质能发展迅速。发达国家碳中和主要行动对我国有3点启示：一是积极构建适应我国碳中和目标的政策管理手段和发展方式,包括制定和完善我国碳中和的目标、时间表和路线图,加快发展循环经济,健全和完善碳交易市场等;二是分类施策,制定重点领域碳中和行动方案,制定符合国情的能源发展路径,推进交通领域结构性减排,推动建筑领域电气化,推进工业领域节能降耗等;三是积极发展氢能、CCUS、生物质等新兴技术和产业,助力碳中和目标实现。     

实现碳中和目标的路径与对策

我国力争于2030年前达到二氧化碳排放峰值，努力争取2060年前实现碳中和，这对加快经济社会发展全面绿色转型、实现高质量发展、全面建设社会主义现代化强国具有重大意义。为实现碳达峰、碳中和，我国能源系统需进行全方位变革，积极推动能源系统相关碳排放尽快达峰后快速下降，加快煤炭减量和非化石能源替代，统筹好阶段目标，同步推进终端用能电气化和电力部门低碳化。技术布局上，达峰期（2030年前），要高质量达峰兼顾经济社会可持续发展；平台期（2030—2035年），巩固碳达峰成果，开展新型低碳前沿技术布局；下降期（2035—2060年），需加快脱碳步伐，大规模布局CCUS等技术；同时加强前沿性、颠覆性技术研发。研究提出了建立健全能源需求侧节能低碳转型的政策体系，完善能源供应侧清洁低碳化的保障机制，建立更加积极的碳利用政策环境等对策，为进一步研究碳达峰、碳中和发展战略提供理论参考。     

CCUS示范工程碳资产开发减排量核算方法研究与应用

CCUS/CCS是全球油气行业绿色低碳转型发展的共同战略选择,开展碳减排量核算评估对CCUS项目建设和决策具有重要参考意义。按照《中国石油天然气生产企业温室气体排放核算方法与报告指南(试行)》要求,分析某CCUS示范区块现状,针对CCUS项目全链条工艺流程中CO₂的捕集、管道运输、驱油、埋存各阶段,确定核算边界,识别排放源,提出CO₂排放监测方案、计算公式和核算方法。依据项目运行中各环节用能消耗、工艺碳排放、泄漏点监测等,通过工程可研报告中的数据对减排量进行计算,得出在不考虑CO₂放空、逸散的情况下,CCUS示范工程投产后首年CO₂减排量为60.2×104t,为CCUS碳资产开发提供数据支撑。     

碳中和时代,石油向左向右?

油气企业在实施"增储上产"的同时,要找到新的发力点,为实现国家减碳目标做贡献。随着2015年《巴黎协定》设定了本世纪后半叶实现净零排放的目标。近一段时间,越来越多的国家政府正在将其转化为国家战略,提出了无碳未来的愿景。同样,中国也提出,二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和的目标。     

CO_2井网驱油封存联合优化设计与敏感性分析

伴随碳捕集、利用与封存(CCUS)技术的应用,CO_2驱油作为其中重要一环在提高采收率、增加CO_2封存量方面发挥着重要作用。井网的合理布置能够改善驱油效果,是实现增油、减碳目标的关键。应用改进的粒子群算法对非均质油藏环境下CO_2驱井网进行驱油封存联合优化设计,实现非常规布井,使其相对于传统模式在得到较大累产油量的同时获得较小的气油比,并对影响参数进行敏感性分析,结果表明较大的渗透率有利于原油开采与CO_2封存,气油比大小受井距制约。数值模拟结果证明了本文方法的有效性。     

CO2捕集、利用和封存在能源行业的应用：全球案例分析和启示

为了实现中国21世纪中叶达到碳中和，大规模应用CO₂捕获、利用和封存(CCUS)技术可以减少能源行业的温室气体排放。通过对国内外CCUS技术、项目的调研，得出了关于未来CCUS部署的3个见解，这些见解有助于能源行业实现转型。首先，碳源浓度较低导致碳捕集效率低，从而导致碳捕集的经济成本较高的问题是目前CCUS项目无法商业化的主要因素，在发展当前的碳捕集技术，提高捕集效率和降低捕集成本的同时也应大力研究空气捕集技术，尤其是在工艺设计和新型吸附材料研发方面，争取实现弯道超车；其次，CO₂在油气藏和咸水层的封存与利用应当作为CCUS技术研究的重点，逐步实现大规模推广，并在技术升级和体系完善的基础上推广CO₂增强地热、煤层气等其他耦合技术；最后，应当在当前国际上较成熟的碳政策的基础上研究适合中国的激励政策，建立有效的法律法规。论文总结了当前CCUS的关键挑战，并为未来的CCUS研究方向提供了指导方向。     

基于改进粒子群算法的CO_2驱井网优化设计

CO_2驱油是碳捕集、利用与封存(CCUS)技术发展中的重要一环,对提高采收率、减少碳排放、增加经济效益具有显著的促进作用。CO_2驱过程复杂,驱油效率受多重因素影响,合理的布井方案可以有效地提高CO_2驱的采油效果。基于智能优化算法在求解非线性函数方面的优势,将改进的粒子群算法应用于油藏井网优化中,通过建立优化模型,充分考虑渗透率等影响采油效果的因素,力求实现产油量的最大化。通过仿真比较,优化后的井网系统累积采油量能得到较大提升。     

科学规划统领CCUS产业——专访全国人大代表、中国石化胜利油田总经理聂晓炜

<正>推动CCUS发展,要科学制定产业规划,配套全产业链支持政策,健全完善标准体系。当前,全球已有130多个国家和地区提出“零碳”或“碳中和”目标。二氧化碳捕集、利用与封存技术（CCUS）作为一种大规模减碳技术,被认为是应对全球气候变化的关键技术之一,是实现“碳中和”目标的重要路径。但是,我国的CCUS项目普遍面临碳捕集成本高、源汇匹配不稳定、经济回报率低等问题,距离规模化、产业化发展仍有不小差距。为促进CCUS产业发展,今年两会期间,全国人大代表、中国石化胜利油田总经理聂晓炜提出了《关于科学规划统领CCUS产业,成为实现国家“双碳”目标战略引擎的建议》。     

“碳中和”的内涵、创新与愿景

地质作用引起的全球性气候变化是地质历史时期5次全球性生物大灭绝的主要诱因之一。人类工业化活动导致生态系统遭到严重破坏,大气CO_2温室效应加剧,生存环境面临威胁与挑战。碳中和目标是人类面对气候变化危机的主动作为和共同追求,探究"碳中和学"的理论与技术内涵、科技创新体系和发展前景,具有深远的意义。研究结论认为:(1)碳中和体现"能源学"与"碳中和学"的理论内涵,包含碳减排、零碳、负碳、碳交易等;(2)碳中和催生以CCUS(碳捕集、利用和封存)/CCS(碳捕集与封存)为核心的碳工业和以绿氢为核心的氢工业等新产业;"灰碳"和"黑碳"是CO_2的两种应用属性,"碳+""碳-""碳="是碳中和的3种产品与技术;(3)中国实现碳中和目标面临三大挑战:一是能源转型规模大,碳中和实现周期较短;二是能源转型过程中存在着安全不确定性、利用经济性、颠覆性技术难预测性等问题;三是转型后可能面临新的关键技术"卡脖子"和关键矿产资源"断链子"等风险;(4)基于目前的认知预判能源领域的十大颠覆性技术与产业包括煤炭地下气化、中低熟页岩油原位开采、CCUS/CCS、氢能与燃料电池、生物光伏发电、天基太阳能发电、光储智能微网、超级储能、可控核聚变、智慧能源互联网,同时碳中和需要实施节能提效、减碳固碳、科技创新、应急储备、政策支撑五大战略协同工程;(5)未来我国不同能源类型定位各有侧重,煤炭将发挥保障国家能源战略"储备"与"兜底"作用,石油将发挥保障国家能源安全"急需"与民生原料用品"基石"作用,天然气将发挥保障国家能源"安全"与新能源最佳"伙伴"作用,新能源将发挥保障国家能源战略"接替"与"主力"作用;(6)碳中和是绿色化工业革命、减碳化能源革命、生态化科技革命的重大实践,将为人类社会、环境与经济带来新的深刻变革;(7)碳中和进程中需遵循"技术的颠覆性突破、能源的安全性保障、经济的可行性实现、社会的稳定性可控"4项原则,重点依靠科技创新与管理变革保障国家能源"独立自主"与碳中和目标的实现,为宜居地球、绿色发展、生态文明建设做出中国贡献。     

施耐德电气宣布将于2025年实现碳中和比目标

<正>近日,全球能效管理与自动化领域数字化转型的专家施耐德电气在2019纽约气候周活动中宣布,通过开展三项全新行动,积极践行其在碳中和方面作出的承诺:(将公司及业务生态系统全面实现碳中和的时间提前五年至2025年,原计划的目标时间为2030年;到2030年在运营层面实现净排放为零的目标,并将此作为既定的科学减碳目标的一部分;到     

中国CCUS-EOR技术研究进展及发展前景

碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是减少碳排放的有效手段之一，是实现中国双碳目标的重要技术保障。CO₂驱油(CCUS-EOR)是其中最主要的CO₂利用方式。梳理了CCUS-EOR整个流程，系统阐述了捕集技术、输送方式和驱油封存过程的发展现状及发展前景。针对捕集过程，着重分析了不同CO₂捕集技术的优缺点、成本及其发展趋势，指出了中国在大规模碳捕集成本和捕集工艺方面存在的问题；针对输送过程，着重分析了超临界管道输送面临的挑战如管道建设、管输工艺和管输设备等方面；针对CO₂驱油过程，着重分析了中国在CCUS-EOR技术上的技术水平、应用规模及生产效果方面存在的问题；针对CO₂封存过程，侧重对埋存的安全性进行分析，列举了可能的CO₂泄漏监测方法。中国的双碳政策指引、主要产油盆地周边源汇匹配、储量丰富的低渗透油藏都为CCUS-EOR的发展奠定了良好的基础，但在大规模低浓度捕集技术、长距离超临界管道输送技术、规模化驱油埋存、智能化监测技术等方面与国外较为成熟的工业化C...     

中国石油与神华携手共推温室气体减排

中国石油、神华集团目前商定共同探索将神华集团鄂尔多斯煤化工企业排放的二氧化碳,捕集后就近输送至长庆油田用于驱油,在提高采收率的同时实现封存二氧化碳的目的。两大能源央企的这次合作,被业界称为国内首次“跨地区、跨行业、跨企业”的二氧化碳捕集利用及埋存（CCUS）全产业链合作。