8月25日，我国最大的碳捕集利用与封存全产业链示范基地、国内首个百万吨级CCUS（碳捕集、利用与封存）项目——“齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS项目”正式注气运行。从室内实验，到建成投运，胜利油田历经50余年，为我国“双碳”战略作出胜利贡献。

　　从把地下的石油用水“挤”出来到用化学药剂“洗”出来，再到用二氧化碳“驱”出来，CCUS既是采油技术的突破，推动化石能源大规模低碳利用，也是我国实现“双碳”目标的关键技术措施和重要途径。

　　把油驱出来，把碳封地下。CCUS通过把燃煤电厂、化工厂等生产过程中排放的二氧化碳进行捕集提纯，投入到原油开采过程，二氧化碳捕集、驱油与封存一体化应用，实现石油增产和二氧化碳减排双赢。

　　从实验室到“试验田”

　　1967年，胜利油田刚刚进入大规模勘探开发，科研人员就开始了二氧化碳驱的相关研究，通过引进消化吸收和部分创新，建成了气驱实验室，室内基础实验技术、油藏工程设计、全密闭注入设备、 高效注采管柱、防腐技术等相继掌握在手。

　　2003年，胜利油田编制了樊124区块的二氧化碳驱方案，具备了现场推广的理论基础，“见到了曙光，是骡子是马，该拉出来遛遛了。”勘探开发研究院总地质师曹小朋说。

　　“注不进水，采不出油”，是低渗油藏的显著特点。因为孔隙细小、注水压力高，依靠天然能量开发采收率只能达到8%左右， 90%以上的原油还是留在地下。

　　而二氧化碳具有分子结构小、黏度小、容易进入微孔这样的特点，在高压条件下可以实现与油互溶，降低原油黏度，可以驱替微孔的原油，提高原油产量。

　　2008年，低渗透油藏的高89-1区块成为第一块“试验田”，利用二氧化碳进行混相驱先导试验，但由于油藏压力不能满足要求而未达到理想效果。

　　2013年，技术人员移师同类油藏的樊142区块。这一次，他们把注入井对应的6口油井全部关掉进行试验，于是有了“46个月注一口井”的故事，二氧化碳和石油成功实现高压混相，此为胜利独创，CCUS技术也成功亮相。

　　勘探开发研究院气驱试验室的科研人员张传宝介绍，注入了两万吨二氧化碳，把油藏压力从17兆帕提高到40兆帕，产量从1吨提高到6吨。“非常庆幸坚持下来了，才有了百万吨CCUS项目建设的信心和决心。”

　　据了解，二氧化碳在地下的封存通过三种方式：一是二氧化碳把油水驱替走，占据原先油水的空间，也就是置换作用（能占到60%）；二是在高压条件下，二氧化碳在油水中通过溶解作用进行封存；三是二氧化碳注入后与油藏中的钙离子和镁离子发生化学反应，形成碳酸镁、碳酸钙，通过矿化作用封存。

　　目前，油田已在20个区块规模化推广CCUS项目，累计注入二氧化碳64万吨，封存50多万吨，增油10万余吨，实现了中低渗透油藏类型和新区老区全覆盖。

　　解决全流程密闭难题

　　“碳中和”不仅是能源革命，也是一场技术革命。如何实现减排不减能源安全、减排不减经济增长，是中国发展面临的严峻挑战。

　　2021年10月，习近平总书记视察胜利油田时强调“要集中资源攻克关键核心技术，加快清洁高效开发利用，提升能源供给质量、利用效率和减碳水平”。

　　CCUS项目的关键核心技术就是二氧化碳全密闭液态注入，实现全流程密闭注入，不让二氧化碳从系统跑出去。此前，由于技术装备受限，二氧化碳从运输到注入过程中，因为容易气化导致20%-30%的二氧化碳作为气态外排。

　　这显然与经济和环保要求背道而驰。从2020年开始，胜利油田开始攻关全密闭液态高效注入技术，对泵进行改造，增设回流遇冷管路和高压气液分离装置，跟原油一起采出的二氧化碳气进行回收进入装置液化后再次注入，实现了全密闭液态注入，解决了单泵对多井场景下的密闭注入、分压分注和精确计量难题。

　　这是国内首台套系列装备，在国际上处于领先水平。

　　全密闭液态高效注入技术，全过程密闭是核心，计量是前提。油田CCUS项目部建设保障部负责人赵铁军介绍，之前的单泵对单井成本太高，一台泵50万元。要实现单泵对多井，计量也是“卡脖子”技术。

　　他们查阅资料发现，国外大部分使用质量流量计，但能满足的注入压力最高只有25兆帕，无法满足胜利油田40兆帕的注入压力，而且国内造不了，进口成本太高。

　　面对国内成熟的体积计量技术，技术人员转变思路，通过采集不同压力下的二氧化碳密度，制作出0到40兆帕压力下的密度图版，进行换算集成到体积流量计中，解决了这一难题。

　　CCUS的现场实践

　　2022年3月1日凌晨，一场寒流过后，气温骤降至零摄氏度以下。高89-樊142块CCUS项目现场却是一片热火朝天的景象——基础设施就位、设备吊装、站内流程安装及站外管线焊接、探伤、试压等施工正在紧锣密鼓推进，上演注气版的“速度与激情”。

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