中國首個(gè)海上碳封存項(xiàng)目累計(jì)封存二氧化碳破1億立方米——

把二氧化碳“鎖”回深海

破億方！中國海油近期宣布，中國首個(gè)海上二氧化碳封存示范項(xiàng)目——恩平15-1油田碳封存項(xiàng)目累計(jì)封存二氧化碳突破1億立方米。

這是什么概念？據(jù)測算，減少的碳排放量相當(dāng)于植樹220萬棵，也標(biāo)志著中國海上二氧化碳封存技術(shù)、裝備和工程能力已臻成熟。“十四五”以來，中國加速推進(jìn)海上二氧化碳封存與利用，系列示范項(xiàng)目加速落地，打開綠色發(fā)展空間。

既實(shí)現(xiàn)二氧化碳封存，又驅(qū)動原油增產(chǎn)

在海底數(shù)千米深的地下巖層中，蘊(yùn)含著豐富的油氣資源，也潛藏著大量二氧化碳。

恩平15-1油田作為中國南海東部首個(gè)高含二氧化碳的油田，若按常規(guī)模式開發(fā)，二氧化碳將隨原油一起被采出地面，不僅對海上平臺設(shè)施和海底管線造成腐蝕，還將逸散至大氣，增加二氧化碳排放量。

今年5月，中國首個(gè)海上CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）項(xiàng)目在該油田平臺投用。

什么是碳捕集、利用與封存技術(shù)？據(jù)了解，碳捕集技術(shù)是指從排放源捕獲二氧化碳并進(jìn)行收集、壓縮的過程；碳利用技術(shù)是指通過工程技術(shù)手段將捕集的二氧化碳實(shí)現(xiàn)資源化利用；碳封存技術(shù)是指將捕集的二氧化碳注入于特定地質(zhì)構(gòu)造中，實(shí)現(xiàn)與大氣長期隔絕的技術(shù)過程。

中國海油將CCUS示范工程建設(shè)確定為“十四五”節(jié)能降碳行動的主要舉措之一，歷時(shí)4年開展地質(zhì)油藏、鉆完井、工程一體化等重點(diǎn)課題研究，形成10余項(xiàng)國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)。“推進(jìn)CCUS示范工程是響應(yīng)國家碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的要求。”中國海油有關(guān)負(fù)責(zé)人說。

實(shí)現(xiàn)過程分兩步走：第一步，碳捕集與封存。2023年6月，中國海油率先推動我國海上首個(gè)二氧化碳捕集與封存項(xiàng)目投用，實(shí)現(xiàn)將產(chǎn)出的油氣流中的二氧化碳進(jìn)行分離、脫水干燥、壓縮，然后通過回注井高壓注入油田淺部水層中，年二氧化碳封存量超4000萬立方米。

第二步，向碳捕集、利用與封存升級。今年5月項(xiàng)目新增二氧化碳利用項(xiàng)目投用，通過將油田開發(fā)伴生的二氧化碳加壓至超臨界狀態(tài)，精準(zhǔn)注入地下油藏，驅(qū)動原油增產(chǎn)，開創(chuàng)“以碳驅(qū)油、以油固碳”的海洋能源循環(huán)利用新模式。

“該項(xiàng)目的成功投用，實(shí)現(xiàn)了我國海上二氧化碳捕集、利用、封存裝備技術(shù)的全鏈條升級。”中國海油恩平油田作業(yè)區(qū)總經(jīng)理萬年輝說，項(xiàng)目通過技術(shù)手段既驅(qū)動原油增產(chǎn)，又實(shí)現(xiàn)二氧化碳封存，未來10年將規(guī)?；刈⒍趸汲?00萬噸，并驅(qū)動原油增產(chǎn)達(dá)20萬噸。

據(jù)介紹，項(xiàng)目自正式投運(yùn)以來，已持續(xù)安全運(yùn)行超1.5萬小時(shí)，高峰日注氣量達(dá)到21萬立方米，以“生態(tài)保護(hù)與能源開發(fā)協(xié)同推進(jìn)”的創(chuàng)新模式，為我國海洋油氣田綠色低碳開發(fā)提供可復(fù)制、可推廣的新路徑。

構(gòu)建成套工程裝備體系，設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)100%

在茫茫大海，既要采油，又要捕碳，具體是如何實(shí)現(xiàn)的？換句話說，如何將開采油氣時(shí)逸散的二氧化碳“鎖”回深海？又如何讓其成為提升油田效率的“催化劑”？

據(jù)介紹，近年來，我國通過持續(xù)攻關(guān)技術(shù)瓶頸、優(yōu)化運(yùn)營管理模式，已形成一套完整規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)操作流程，為我國海上碳封存技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用提供了重要的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)支撐。

恩平15-1油田二氧化碳捕集、利用與封存項(xiàng)目距離深圳西南約200公里，作業(yè)水深約90米。同時(shí)，油田所在區(qū)域發(fā)育了多套厚度大、物性好、展布連續(xù)的“咸水層”，為封存提供了最佳“儲集空間”。

但為了更有效地利用這些二氧化碳，科技人員開展另一項(xiàng)嘗試——用二氧化碳“驅(qū)油”。將高壓二氧化碳打入海底地層，將地下的油“驅(qū)趕”到地下井口附近，溶解在原油中的二氧化碳還能使原油流動性更強(qiáng)，從而讓更多的原油能夠被開采出來。

項(xiàng)目通過“捕集—提純—加壓—注入”全鏈條技術(shù)，將油田開發(fā)伴生的二氧化碳轉(zhuǎn)化為超臨界狀態(tài)，以每小時(shí)8噸的速度注入地下1200米—1600米的油藏，既提升原油采收率，又實(shí)現(xiàn)二氧化碳永久封存。

為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效注氣驅(qū)油，恩平15-1平臺在原有的設(shè)備基礎(chǔ)上，自主研發(fā)、增設(shè)二氧化碳壓縮機(jī)、氣體處理及冷卻系統(tǒng)等裝備。同時(shí)新增一套氣體處理及冷卻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)氣液分離、雜質(zhì)過濾、回注溫度精準(zhǔn)控制等功能，充分保障回注氣體質(zhì)量。

如今，項(xiàng)目所在的恩平15-1平臺是亞洲最大的海上原油鉆采平臺，集成了鉆井、無人化遠(yuǎn)程操控、自主發(fā)電與電力組網(wǎng)、油氣水綜合處理等眾多功能模塊。構(gòu)建的國內(nèi)海上首套二氧化碳捕集、利用與封存成套工程裝備體系，設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)100%。

在恩平15-1平臺下方，一口深達(dá)3243米的二氧化碳捕集、利用與封存井承擔(dān)著二氧化碳回注的核心任務(wù)。“我們在狹窄井筒內(nèi)集成了自主研發(fā)的測控一體化系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測各層位注氣量和氣密性，確保二氧化碳‘聽從指揮’，既不逃逸也不串層。”中國海油深圳分公司恩平區(qū)域鉆完井項(xiàng)目工作人員介紹，通過地下油藏精細(xì)描述，創(chuàng)新應(yīng)用海上首個(gè)智能液控分層注氣工藝，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)對地下不同注氣層位的精準(zhǔn)注氣。

為了更細(xì)致地掌握井下情況，技術(shù)人員在油管外壁敷設(shè)了數(shù)千米的光纖，這些光纖就像井筒的神經(jīng)末梢，能夠?qū)⒕旅棵椎臏囟茸兓?、流量波動等信息?shí)時(shí)傳送到平臺中控室。

“項(xiàng)目的成功投用為海上原油生產(chǎn)注入動力，并為后續(xù)油氣田開發(fā)以及沿海企業(yè)的大規(guī)模減排開放提供了‘技術(shù)模板’。”項(xiàng)目相關(guān)負(fù)責(zé)人說。

形成完整且具有國際競爭力的海上CCUS產(chǎn)業(yè)鏈

海洋作為碳循環(huán)的重要載體，正成為二氧化碳治理的關(guān)鍵場景。

另一方面，海洋作為碳封存的“天然寶庫”，因遠(yuǎn)離人口密集區(qū)、封存容量大，正成為全球二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)的“藍(lán)海”。

據(jù)了解，目前全球二氧化碳捕集、利用與封存商業(yè)化項(xiàng)目大都集中在陸上，海上項(xiàng)目較少。這背后是作業(yè)難度、成本等方面的顯著差異。

“十四五”以來，中國加速推進(jìn)海上二氧化碳封存與利用。系列示范項(xiàng)目加速落地，推動海洋碳封存從試驗(yàn)走向規(guī)?；瘧?yīng)用。

在渤海，渤中26-6油田二氧化碳捕集利用示范工程于今年2月投產(chǎn)，全生命周期預(yù)計(jì)埋存二氧化碳150萬噸。在珠江口，白云氣田群7個(gè)氣田的二氧化碳回收項(xiàng)目于2024年8月在珠海投產(chǎn)，年生產(chǎn)食品級液態(tài)二氧化碳20萬噸，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。此外，惠州32-5平臺伴生氣回收脫碳項(xiàng)目每年可回收伴生氣超500萬立方米。

據(jù)了解，中國海域地殼穩(wěn)定性好、沉積盆地分布廣、地層厚度大、構(gòu)造地層圈閉多，二氧化碳地質(zhì)封存潛力巨大。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國海域二氧化碳封存潛力達(dá)2.58萬億噸，為規(guī)模化應(yīng)用提供廣闊空間。隨著技術(shù)迭代和政策支持，我國海上二氧化碳捕集、利用與封存產(chǎn)業(yè)正從單點(diǎn)示范走向集群化發(fā)展。

目前，中國海油已在廣東惠州啟動中國首個(gè)千萬噸級碳捕集與封存集群項(xiàng)目，將精準(zhǔn)捕集大亞灣區(qū)各企業(yè)排放的二氧化碳，輸送至珠江口盆地海域進(jìn)行封存，形成完整且具有國際競爭力的海上CCUS產(chǎn)業(yè)鏈。

同時(shí)，充分挖掘二氧化碳在提高油氣采收率方面的巨大潛力，中國海油計(jì)劃以渤中19-6氣田為中心打造北方二氧化碳驅(qū)油中心、依托南海萬億方大氣區(qū)建設(shè)南方二氧化碳驅(qū)氣中心。

“CCUS技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展，將為我國實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)提供技術(shù)支撐，推動能源行業(yè)向綠色、低碳、可持續(xù)方向轉(zhuǎn)型升級，并為全球氣候治理貢獻(xiàn)中國方案和中國力量。”中國海油深圳分公司生產(chǎn)部經(jīng)理吳意明說。