沈平平教授和他的CCUS之梦_刘庆杰_.pdf

12石油知识 双月刊课堂笔记/CLASS NOTES沈平平教授和他的CCUS之梦授课时间：2022年9月26日授课方式：座谈地点：中国石油勘探开发研究院 科技楼记录人：刘庆杰 崔玉波沈平平教授和他取得的科研成就课前预习中国有一个中国梦，每一个中国人都有自己的梦想，我的梦想就是CCUS专家语录当前，由于温室气体大量排放引起的全球气候变暖问题日趋严峻，正在威胁着人类赖以生存的地球环境。减少温室气体排放量已成为人类共同关注的热点问题，同时也成为不同领域专家关注的课题。在能源领域，应用二氧化碳（CO2）驱油技术，不仅可以提高石油采收率，而且可以实现二氧化碳的长期埋存。就此话题，2022年9月26日，笔者和国家973项目“温室气体提高采收率的资源化利用及地下埋存”首席科学家沈平平进行了座谈。沈平平教授自1965年从上海复旦大学数学力学系毕业后，就投身大庆油田、胜利油田的石油开发工作，是中国石油工业领域知名的老科学家。20世纪80年代起，先后担任中国石油勘探开发科学研究院采收率所所长，中国石油勘探开发研究院副院长、常务副院长、院长及中国石油天然气股份有限公司副总裁等职务。他科研成就卓著，先后三次获得国家科技进步奖二等奖，多次获得省部级科研奖励，以及孙越崎科技教育基金能源大奖、求是科技基金会杰出科学家奖、国际石油工程师学会亚太地区杰出贡献奖。沈平平教授善于从油田开发重大业务需求和实际生产问题中提炼总结出具有战略性、共性的科学问题，并提出解决问题的科学思路和技术路线，成功组织了多项本行业领域跨学科、跨领域、跨产业部门的重大科技攻关项目，主持了化学复合驱油技术、二氧化碳驱油及地质埋存等科技攻关项目，是“大幅度提高石油采收率的基础研究”和“温室气体提高采收率的资源化利用及地下埋存”两个国家973项目的首席科学家。他发展和完善了适合中国油藏地质特点的提高石油采收率的理论技术体系和方法，研究成果成功应用于大庆、胜利等油田主力厚油层注水开发，大庆油田三元复合驱工业化，以及我国温室气体减排及资源化利用等重要工程。沈平平教授介绍说，2005年左右，二氧化碳排放的快速增加以及全球气候变暖日益成为各国政府和民众关注的一个严重的社会问题。2005年2月16日正式生效的京都议定书对参与减排的工业化国家提出了减排要求。中国当时已经是排名第二的二氧化碳排放国家，随着经济的快速发展对能源生产和消耗需求的增长，二氧化碳排放总量在持续增加，面临的二氧化碳减排压力形势十分严峻。在这种情况下，沈平平教授心中诞生了一个梦想。2016年的一天，沈平平教授到美国做学术访问。去美国大使馆办签证时，一个办公文员问他，听说你们的国家主席提出了一个中国梦，那么你有什么梦想吗？沈平平回答他说，我的梦想就是CCUS。那位工作人员没有听懂，疑惑地望着沈教授。沈教授又用英文告诉他说，CCUS就是“Carbon 课堂笔记/CLASS NOTES12石油知识 双月刊2023 年第 1 期132023 年第 1 期让二氧化碳的捕集、封存和驱油成为现实的“温室气体提高采收率的资源化利用及地下埋存”科研成果划重点啦用更多的科技成果让我们的国家更富强，让我们的世界更美好专家寄语Capture，Utilization and Storage”你明白了吗？这是我一个普通中国人的梦，一个石油科技工作者的梦。那位工作人员有所领悟地竖起了大拇指，连说了不起。为了这个梦想，沈教授已经为之奋斗了十余年。沈平平说：“2005年的时候，二氧化碳最大减排办法是国际上较为通用的CCS，第一个C是二氧化碳，第二个C是Capture，意为捕集；S就是Storage，意为封存，简称为CCS，即二氧化碳的捕集和封存。但我认为这种技术科学性还不够，二氧化碳捕集了以后仅仅封存起来是不行的，在我们石油行业，还要把它注入到油田的地层中去，提高采收率，要将它利用起来，因此我提出要加个Utilization。从那以后，这种提法得到了普遍的认可。因此，我的中国梦丰富为CCUS。”沈平平不仅仅有梦想，他还致力于将梦想变成现实。在中国的二氧化碳利用领域，他和他的团队率先进行了CCUS技术研究。2006年4月2527日，在北京召开了以“温室气体的地下埋存及在提高油气采收率中的资源化利用”为主题的第276次香山科学会议。作为大会执行主席，他在主题评述报告中介绍说：“将回收的二氧化碳注入油气藏提高原油采收率，不仅可以长期储存二氧化碳，履行减排义务，而且还可以更好地提高原油和天然气的采收率，取得经济效益。此外，将二氧化碳注入煤层气藏，也将提高煤层气采收率；将二氧化碳注入盐水层可以长期埋存。他强调，二氧化碳高效利用与地质埋存相结合的技术思路已引起我国及其世界各国的高度重视，二氧化碳提高石油采收率与地质埋存一体化技术已成为促进二氧化碳减排的发展方向。”这就是他的CCUS之梦。2006年4月，沈平平与中国著名科学家郑楚光、曾荣树、张东晓、岳湘安、秦积舜等人，以“二氧化碳地下埋存的地质学理论”“注CO2采油过程中的多相多组分相态理论”和“煤的O2/CO2循环燃烧原理及污染物协同脱除机理”等8个子课题为主要内容，提出了申请国家973项目报告，经过三轮激烈的竞争，在众多申请项目中脱颖而出，最终申请成功。在这个课题复杂、人员众多、技术先进的科研项目中，沈平平不仅要负责整个项目的协调和组织等工作，还负责“适合中国地质特点的二氧化碳埋存标准制订及应用潜力评价”课题研究。他不仅是高屋建瓴的项目总设计师，还是身体力行的课题研究人员。沈平平教授团队立足中国油藏地质特点和原油组分性质，通过室内实验研究确定了影响二氧化碳驱油与埋存的主要影响因素，在水驱后油藏埋存可行性、油藏筛选标准中指标参数的确定等方面形成了新的认识，提出了兼顾埋存与驱油的潜力评价指标体系；首次建立了科学、规范、系统的二氧化碳埋存与驱油潜力评价方法体系，包括适合中国原油特点的最小混相压力评价公式，二氧化碳埋存与驱油油藏筛选标准，考虑溶解滞留机理的理论埋存潜力计算方法，基于类比法的埋存潜力计算方法，并形成了潜力计算的数值模型和模块；通过建立的方法体系，开展了大庆、吉林、长庆、新疆等主力油区二氧化碳埋存及驱油潜力的评价，以及松辽盆地典型区块油藏相关盐水层埋存潜力的评价，首次获得了全国主要陆上油田二氧化碳埋存与驱油潜力的数据，为中国石油在吉林、大庆等油区开展二氧化碳驱油及埋存的现场试验提供了决策依据。自沈平平负责的973项目“温室气体的地下埋存及在提高油气采收率中的资源化利用”取得成功后，更多的CCUS项目不断得到国家的支持，也都取得了丰硕的成果。2020年9月，中国政府提出了双碳目标，更突显了该项研究的重要性和紧迫性。目前，2023 年第 1 期132023 年第 1 期全世界年排放二氧化碳约400亿吨，而我国的排放量约占四分之一，减排任务十分艰巨。沈平平教授强调，CCUS既实现了减排的社会效益，又可以提高石油采收率产生巨大的经济效益，可谓一举两得。使二氧化碳的减排和合理利用达到最佳平衡点，推动人类找回原来那个清新自然的地球家园，是一个长期的任务。沈平平教授寄语大家，利用CCUS技术，我已经年过80了，只能出出主意了，希望更多的年轻科学家迎头赶上，用更多的科技成果让我们的国家更加富强，让我们的世界更加美好。