二氧化碳(CO2)是大氣中的主要溫室氣體，現在通常被認為是導致全球氣候變暖、洪水、嚴重的熱帶風暴、沙漠化和熱帶地區(qū)擴大等生態(tài)問題的重要因素之一。

　　大氣中的二氧化碳主要是由燃燒煤和化石燃料產生的，這讓石油化工的生產運營不得不面臨嚴峻的生態(tài)環(huán)保考驗。

　　封存二氧化碳

　　目前降低二氧化碳的方法包括能源的合理使用，使用煤和石化燃料的替代品，通過熱帶雨林或農場等陸地封存，以及海洋處置、礦物封存、地質封存等。其中，減少二氧化碳排放最有效的方式是節(jié)能，其次是使用新能源，如天然氣、風能、太陽能和核能等，減少化石能源的使用，此外還應發(fā)展二氧化碳收集、封存及再利用等技術。

　　二氧化碳地質封存是將二氧化碳注入地下并長期封存于1000～3000米深的地層中，用地層的孔隙空間儲存二氧化碳，還可分為咸水層封存、枯竭油田和氣田封存。全球都可能存在適合二氧化碳封存的沉積盆地，包括沿海地區(qū)。

　　二氧化碳從封存的地點泄漏到大氣中，有可能引發(fā)顯著的氣候變化。因此要求封存用的地層之上必須有透水層作為蓋層，以封存注入的二氧化碳，防止泄漏。但二氧化碳同樣不可以泄漏到地層深處，否則也會給人類、生態(tài)系統(tǒng)和地下水造成災害。此外，對地質封存二氧化碳效果進行的測試發(fā)現，注入地層深處的二氧化碳對貯藏帶的礦物質有一定影響。

　　利用二氧化碳

　　對全球變暖而言，二氧化碳是場災難；但對石油開采而言，二氧化碳或許就是一個利器。

　　在油田開采最初，一部分石油在巨大的壓力下，可以自己噴射出來，但是慢慢的，有些巖層孔隙中的石油就失去了自噴能力。后來科學家們相繼發(fā)明了注水驅油、化學驅油、蒸汽驅油等采油技術。而在這其中，利用二氧化碳開采石油，不僅能把孔隙中的石油開采出來，同時還能把二氧化碳埋存在地下，可以說是一舉兩得。

　　這歸結于二氧化碳的化學特性。二氧化碳是一種在油和水中溶解度都很高的氣體，當它大量溶解于原油中時，可以使原油體積膨脹、黏度下降(黏度降低30%～80%)，還可以降低油水間的界面張力、改變原油密度，有助于在儲層形成較有利的原油流動條件，有利于原油中輕質餾分的汽化和抽取。

　　純度在90%以上的二氧化碳即可用于提高采油率。在石油采鉆業(yè)中，通常的做法是用鉆孔機將二氧化碳注入地層，二氧化碳在地層內溶于石油。一般可提高原油采收率7%～15%，延長油井生產壽命15～20年。所用二氧化碳可從工業(yè)設施如發(fā)電廠、化肥廠、水泥廠、化工廠、煉油廠、天然氣加工廠等排放物中回收，既可實現溫室氣體的減排，又可達到增產油氣的目的。

　　與其他驅油技術相比，二氧化碳驅油具有適用范圍大、驅油成本低、采收率提高顯著等優(yōu)點。據國際能源機構評估，全世界適合二氧化碳驅油開發(fā)的資源約為3000～6000億桶。

　　目前，世界上大部分油田仍采用注水開發(fā)，面臨著需要進一步提高采收率和水資源缺乏的問題。近年來，國內外大力開展的二氧化碳驅油提高采收率(EOR)技術的研發(fā)和應用，不僅能滿足油田開發(fā)的需求，還可以解決二氧化碳的封存問題，保護大氣環(huán)境。

　　挑剔的二氧化碳

　　開采和封存石油時，用的二氧化碳并不是氣體，而是一種介于氣體和液體之間的狀態(tài)，這樣可以封存盡可能多的二氧化碳。但因為有的油田因條件所限，可能會使用二氧化碳和水交替注入的方式采油。

　　二氧化碳驅提高石油采收率方法適用于油田開發(fā)晚期，通過CO2-EOR技術(混相驅)，原油采收率比注水方法約提高30%～40%；對于重質油藏，非混相驅技術一次開采采收率可達原始地質儲量的20%以上。根據油田地質和沉積類型的不同以及認識程度的差異，其增產幅度可以提高到25%～100%。我國低滲透和稠油資源非常豐富，在這些油藏中利用二氧化碳提高采收率的潛力巨大

　　由于經濟和技術原因，不是所有的儲層都適合于CO2-EOR混相驅油，具體油田進行二氧化碳驅提高石油采收率需要與當地條件進行緊密結合。

　　二氧化碳驅提高石油采收率實施的儲層地質條件為：儲層的深度范圍在1000～3000米范圍內；致密和高滲透率儲層；原油黏度為低或中等級別；儲層為砂巖或碳酸鹽巖。目前，較成功的CO2-EOR技術是在距地面800米或更深的地方，地熱梯度為25～35℃/km，壓力梯度為10.5MPa/km，分離的二氧化碳將處于超臨界狀態(tài)，它的深度變化范圍為440～740kg/m3。

　　前景廣闊的CCUS

　　近年來，我國在CCS(CarbonCaptureandStorage，碳捕獲與封存)的研究上做了很多的工作，包括“973計劃”、“863計劃”在內的國家重大課題都對CCS的研究進行了立項，并取得了重大進展。一些企業(yè)還在實踐上進行了嘗試。2008年7月16日中國首個燃煤電廠二氧化碳捕集示范工程——華能北京熱電廠二氧化碳捕集示范工程正式建成投產，并成功捕集出純度為99.99%的二氧化碳。

　　CCUS(CarbonCapture，UtilizationandStorage，碳捕獲、利用與封存)技術是CCS技術新的發(fā)展趨勢，即把生產過程中排放的二氧化碳進行提純，繼而投入到新的生產過程中，可以循環(huán)再利用，而不是簡單地封存。與CCS相比，CCUS將二氧化碳資源化，能產生經濟效益，更具有現實操作性。

　　二氧化碳的資源化利用技術有合成高純一氧化碳、煙絲膨化、超臨界二氧化碳萃取、食品保鮮和儲存、焊接保護氣、滅火器、合成可降解塑料、培養(yǎng)海藻、油田驅油等。其中合成可降解塑料和油田驅油技術產業(yè)化應用前景廣闊。勝利油田電廠已啟動CCUS的示范項目。

　　勝利油田勝利發(fā)電廠是燃煤電廠，每年排放二氧化碳415萬噸。從1998年底開始，勝利油田便展開二氧化碳捕集研究。2010年，“勝利燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集純化工程”正式開工建設。2012年，大規(guī)模燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集、驅油及封存技術開發(fā)及應用示范項目啟動。在實際應用中，二氧化碳被注入地下后，約有50%～60%被永久封存于地下，剩余的40%～50%則隨著油田伴生氣返回地面，通過原油伴生氣二氧化碳捕集純化，可將伴生氣中的二氧化碳回收，就地回注驅油，進一步降低了二氧化碳驅油成本。而電廠煙氣捕集所得的二氧化碳在注入地下后，可有效實現碳封存。

　　沉積盆地是可以封存二氧化碳的地質構造，國內適宜進行石油勘探的沉積盆地總面積約為550萬平方公里。東部火力發(fā)電廠較為集中，油氣田為數甚多，是國內實施二氧化碳地質封存的有利條件?？梢灶A測，隨著技術的發(fā)展和應用范圍的擴大，二氧化碳將成為中國改善油田開發(fā)效果、提高原油采收率的重要資源。

作者：佚名　來源：中國石油新聞網