編者按
目前 CO? 地質(zhì)封存項(xiàng)目?jī)H有 CCS 溫室氣體排放核算方法，主要為指南、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和框架性方法，不涉及 CO? 驅(qū)油環(huán)節(jié)。CO? 驅(qū)油與封存環(huán)節(jié)用能裝置多且分散，工藝泄放和泄漏路徑較多，因此現(xiàn)有 CCS 項(xiàng)目溫室氣體減排量核算方法無法用于 CCUS-EOR 項(xiàng)目全流程碳減排量核算。國內(nèi)外現(xiàn)有的 CCUS-EOR 技術(shù)碳排放量核算方法的研究均處于初期階段，主要技術(shù)問題是 CO? 減排量化核證和泄漏監(jiān)測(cè)。
汪芳等（提高石油采收率國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國石油勘探開發(fā)研究院）針對(duì) CCUS-EOR 項(xiàng)目各環(huán)節(jié) CO? 排放量化核證、散逸和泄漏路徑梳理以及泄漏量化等難點(diǎn)，在國內(nèi)已備案的溫室氣體自愿減排項(xiàng)目方法學(xué)框架下，提出適用條件和項(xiàng)目核算邊界的確定方法，探索不同基準(zhǔn)線情景及基準(zhǔn)線排放量，構(gòu)建 CCUS-EOR 和 CCS 項(xiàng)目碳減排量核算方法學(xué)和監(jiān)測(cè)方法學(xué)， 為準(zhǔn)確核算多種情景 CCUS-EOR 項(xiàng)目全流程凈減排量提供方法依據(jù)。
一、CCUS-EOR 項(xiàng)目邊界確定
CCUS-EOR 項(xiàng)目邊界包括項(xiàng)目所有耗能工藝設(shè)備所在的地域和項(xiàng)目所有潛在泄漏路徑的預(yù)測(cè)擴(kuò)散范圍，分為地面工藝地理核算邊界、地下 CO? 運(yùn)移邊界以及泄漏核算邊界 3 部分（見圖 1 ）。
圖 1 CCUS-EOR 項(xiàng)目核算邊界圖
CCUS-EOR 項(xiàng)目地面工藝地理核算邊界涵蓋了 CO? 捕集、運(yùn)輸和驅(qū)油封存 3 個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)。其中 CO? 捕集環(huán)節(jié)核算邊界起點(diǎn)為捕集裝置，終點(diǎn)為壓縮機(jī)組出口計(jì)量裝置，包含邊界內(nèi)其他耗能裝置；CO? 運(yùn)輸環(huán)節(jié)核算邊界起點(diǎn)為管道或罐車（船舶）入口計(jì)量裝置，終點(diǎn)為油田接收計(jì)量站計(jì)量裝置，包含 CO? 管道、車船、增壓和監(jiān)測(cè)設(shè)備等所有耗能裝置；CO? 驅(qū)油與封存環(huán)節(jié)核算邊界起點(diǎn)為 CO? 注入系統(tǒng)計(jì)量站，終點(diǎn)為動(dòng)態(tài)分布的地面和大氣泄漏監(jiān)測(cè)裝置，包含注采、集輸、回收處理和循環(huán)注入的地面密閉工藝裝置系統(tǒng)。
地下 CO? 運(yùn)移邊界是指 CO? 自注入井進(jìn)入地層后在油藏中波及的范圍。在此過程中部分 CO? 通過溶于地層水、與巖石反應(yīng)成礦固化和地層吸附等方式永久滯留并封存地下，部分 CO? 溶于原油或作為伴生氣采出。地下運(yùn)移邊界由 CO? 驅(qū)流體運(yùn)移監(jiān)測(cè)方法與技術(shù)確定，可以直觀反映 CO? 驅(qū)替前緣運(yùn)移情況。地下 CO? 運(yùn)移邊界的確定是 CO? 封存泄漏監(jiān)測(cè)布點(diǎn)經(jīng)濟(jì)性和有效性的基礎(chǔ)，決定了 CCUS-EOR 項(xiàng)目泄漏量核算的準(zhǔn)確度。
泄漏核算邊界的確定需要甄別地面工藝和地下封存的泄漏路徑，包括捕集、運(yùn)輸和驅(qū)油過程中因裝置泄漏、管線泄漏、應(yīng)急泄放的地面工藝 CO? 散逸和泄漏路徑，以及封存于地質(zhì)體中的 CO? 通過蓋層泄露、井筒泄漏和側(cè)向泄漏的封存泄漏路徑，通過建立全過程散逸和泄漏模型預(yù)測(cè) CO? 在地層、淺表和大氣中擴(kuò)散的空間范圍。
CCUS-EOR 項(xiàng)目碳減排量核算也需分為核證周期內(nèi)碳減排量和全周期碳減排量核算。由于 CO? 在地層內(nèi)的運(yùn)移空間和潛在散逸、泄漏路徑的預(yù)測(cè)空間范圍存在差異，核證周期內(nèi)和全周期的碳減排量邊界有所不同，泄漏監(jiān)測(cè)范圍也應(yīng)隨之變化，全周期碳減排量核算邊界應(yīng)按照國家對(duì) CCUS-EOR 項(xiàng)目封場(chǎng)后地質(zhì)封存安全期時(shí)限進(jìn)行預(yù)測(cè)。
二、CCUS-EOR 項(xiàng)目基準(zhǔn)線情景確定
CCUS-EOR 項(xiàng)目需要甄別在沒有該項(xiàng)目活動(dòng)時(shí)，捕集、運(yùn)輸和驅(qū)油封存 3 個(gè)獨(dú)立核算邊界內(nèi)的可代替情景，確定各自的基準(zhǔn)線情景并加以組合。分析各種情景下全流程工藝用能結(jié)構(gòu)和泄漏路徑，以此作為項(xiàng)目碳減排量核算的基礎(chǔ)。
CO? 捕集環(huán)節(jié)的基準(zhǔn)線情景，即碳源利用方式的可替代情景如圖 2 所示，包括且不限于：
C1、項(xiàng)目活動(dòng)不作為溫室氣體自愿減排項(xiàng)目實(shí)施；
C2、仍保持現(xiàn)狀，即碳源直接排空；
C3、制造者將 CO? 捕集后當(dāng)作化工原料自用；
C4、制造者將 CO? 捕集后外售。
CO? 運(yùn)輸環(huán)節(jié)的基準(zhǔn)線情景應(yīng)包括且不限于：
T1、項(xiàng)目活動(dòng)不作為溫室氣體自愿減排項(xiàng)目實(shí)施；
T2、保持現(xiàn)狀，無 CO? 運(yùn)輸活動(dòng)；
T3、采用罐車或船舶等運(yùn)輸；
T4、采用管道運(yùn)輸。
CO? 驅(qū)油和封存階段的基準(zhǔn)線情景是指沒有本次 CCUS-EOR 或 CCS 項(xiàng)目活動(dòng)時(shí)，油田開發(fā)方式和油氣藏及鹽水層利用方式的可替代情景，包括：
O1、項(xiàng)目活動(dòng)不作為溫室氣體自愿減排項(xiàng)目實(shí)施；
O2、油藏仍保持現(xiàn)狀，采用注水等其他開發(fā)方式生產(chǎn)；
O3、油藏采用 CO? 驅(qū)油開發(fā)方式，未達(dá)到最大動(dòng)用能力；
O4、未動(dòng)用油藏、廢棄油氣藏、鹽水層等地質(zhì)碳匯保持現(xiàn)狀，不用于封存 CO? ；
O5、廢棄油氣藏、鹽水層等地質(zhì)碳匯已封存 CO? ，未達(dá)最大動(dòng)用能力。
基準(zhǔn)線排放量應(yīng)根據(jù)基準(zhǔn)線情景下各環(huán)節(jié)溫室氣體實(shí)際排放量進(jìn)行計(jì)算，包括 CO? 捕集量、捕集壓縮和運(yùn)輸?shù)哪芎呐欧帕?、油田注水開發(fā)的能耗排放量和散逸排放量等。
三、額外性論證
現(xiàn)階段利用 CCUS-EOR 項(xiàng)目減排溫室氣體是作為利益相關(guān)方主動(dòng)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任和環(huán)境責(zé)任，在沒有碳減排收益支持的條件下，項(xiàng)目投資內(nèi)部收益率低于國家和行業(yè)適用的貼現(xiàn)率，項(xiàng)目不具有財(cái)務(wù)吸引力。因此項(xiàng)目額外性論證建議采用投資分析對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行簡(jiǎn)化論證，證明 CCUS-EOR 項(xiàng)目在沒有 CCER 支持情況下，存在財(cái)務(wù)效益指標(biāo)偏低和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等方面的障礙因素，通常理解為項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率小于 8%。
四、項(xiàng)目排放量核算
CCUS-EOR 項(xiàng)目排放包含項(xiàng)目活動(dòng)電力和化石燃料消耗產(chǎn)生的碳排放和散逸排放。對(duì) CCUS-EOR 項(xiàng)目實(shí)際排放量進(jìn)行核算和量化需要明確項(xiàng)目邊界內(nèi)所有用能裝置的用能類型、能源消耗量、散逸路徑和散逸量。核算步驟為：
1、排查核算邊界內(nèi)所有排放源和排放類型；
2、確定不同類型用能的碳排放因子；
3、梳理 CO? 地面注采和集輸工藝環(huán)節(jié)的排放、泄放和散逸點(diǎn)；
4、計(jì)量和監(jiān)測(cè)能源消耗量及排放、泄放和散逸量，包含電表計(jì)數(shù)、化石能源購買合同、計(jì)量和監(jiān)測(cè)儀表數(shù)據(jù)等；
5、根據(jù)排放類型、數(shù)據(jù)的可監(jiān)測(cè)計(jì)量性和行業(yè)核算標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的核算方法。
CCUS-EOR 項(xiàng)目核算邊界內(nèi)碳排放來源于各環(huán)節(jié)工藝裝置消耗化石能源產(chǎn)生的直接排放和電力消耗產(chǎn)生的間接排放、工藝放空排放和地面工藝散逸排放。排放的溫室氣體主要是 CO?，在油氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生少量 CH? 排放（見表1）。其中 CO? 捕集環(huán)節(jié)僅需考慮裝置能耗的 CO? 排放量核算，運(yùn)輸環(huán)節(jié)和驅(qū)油封存環(huán)節(jié)在 CO? 用能排放核算的基礎(chǔ)上，還需核算泄放和散逸 CO? 和 CH? 的排放量，包括管道檢修通過截?cái)嚅y室泄放的 CO? 氣體、為保障油氣安全生產(chǎn)通過裝置泄放口或安全閥門泄放的 CH? 或 CO? 氣體（如裝置泄壓排放、接轉(zhuǎn)站和聯(lián)合站放空排放等）、油氣生產(chǎn)地面注采和集輸工藝各環(huán)節(jié)散逸排放的 CO? 和 CH? 氣體（包括注入壓縮機(jī)組、閥門、法蘭、套管、儲(chǔ)罐等壓力設(shè)備）。以上排放量需按泄放口和散逸點(diǎn)分開進(jìn)行核算。
表 1 CCUS-EOR 項(xiàng)目核算邊界內(nèi)排放來源和溫室氣體類型
項(xiàng)目碳排放量核算方法有 3 種：
1、排放因子法，主要應(yīng)用于 CO? 捕集、壓縮、運(yùn)輸和驅(qū)油等工藝能耗裝置排放量核算，其中電力消耗 CO? 排放因子采用生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《關(guān)于做好 2023—2025 年發(fā)電行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放報(bào)告管理有關(guān)工作的通知》中參數(shù)（電網(wǎng) CO? 排放因子為 0.5703t/（MW·h）），化石能源排放因子詳見文獻(xiàn)；
2、實(shí)測(cè)法，CO? 輸送和油氣生產(chǎn)過程中工藝泄放和散逸排放采用企業(yè)實(shí)測(cè)值進(jìn)行核算；
3、缺省值法，油氣生產(chǎn)地面工藝 CH? 散逸排放量的核算因子依據(jù)《中國石油和天然氣生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南（試行）》中相關(guān)缺省值。
CCUS-EOR 項(xiàng)目排放量是項(xiàng)目電力和化石燃料消耗產(chǎn)生的 CO? 排放量、工藝泄放和散逸排放產(chǎn)生的 CO? 和 CH? 排放量的總和。
五、泄漏量計(jì)算
CCUS-EOR 項(xiàng)目活動(dòng)的潛在泄漏路徑包括 CO? 運(yùn)輸導(dǎo)致的泄漏、油田地面注采和地層封存泄漏。
CO? 陸地運(yùn)輸方式有槽車運(yùn)輸和管道運(yùn)輸兩種主要方式，CO? 捕集裝置與終端 CO? 驅(qū)油與封存項(xiàng)目活動(dòng)地點(diǎn)間由于槽車裝卸損耗和管道密封性受損產(chǎn)生的 CO? 泄漏量由進(jìn)入運(yùn)輸系統(tǒng)計(jì)量裝置和交付到油田計(jì)量裝置的差值計(jì)算。
CO? 驅(qū)油與封存環(huán)節(jié)泄漏路徑包括井筒泄漏和地層泄漏。當(dāng)井筒完整性受到破壞時(shí)，注入井普遍存在較高的環(huán)空持續(xù)帶壓，井筒易發(fā)生泄漏。套管環(huán)空溫度變化導(dǎo)致流體膨脹、井下作業(yè)對(duì)環(huán)空施加壓力、井筒屏障系統(tǒng)功能下降或失效形成環(huán)空氣體竄流均會(huì)導(dǎo)致井筒環(huán)空帶壓。溫度和壓力變化引起的環(huán)空帶壓可以通過井口泄壓消除，不會(huì)形成持續(xù)帶壓，通過泄壓放空計(jì)量裝置計(jì)量和監(jiān)測(cè)泄漏的 CO? 量和濃度。對(duì)于評(píng)價(jià)參數(shù)異常且經(jīng)過多次泄壓后仍環(huán)空帶壓的“隱患井”采取重新完井，以保障注氣井安全，避免出現(xiàn)突發(fā)性井筒泄漏，該部分多次泄壓且排空的 CO? 排放量以泄壓監(jiān)測(cè)計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行核算，泄壓收集氣被回收則認(rèn)定井筒泄漏量為零。井口突發(fā)泄漏量通常采用泄漏預(yù)測(cè)模型核算。CO? 驅(qū)出現(xiàn)井筒突發(fā)性泄漏時(shí)，泄漏量通常選擇合適的泄漏預(yù)測(cè)模型和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合核算，保障結(jié)果的準(zhǔn)確性，并通過井筒 CO? 泄漏安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的核證。目前 CO? 驅(qū)油井筒泄漏量預(yù)測(cè)模型有參考有毒氣體的擴(kuò)散模型、DriftFlux 模型等。
地層泄漏路徑包括 CO? 沿封存地質(zhì)體裂縫等運(yùn)移的側(cè)向泄漏和大時(shí)間尺度范圍內(nèi)的蓋層滲透。注入儲(chǔ)集層的 CO? 流體波及至斷層或裂縫后向上部滲透層運(yùn)移， CO? 進(jìn)入該滲透層并有部分被滯留，若初始泄漏的 CO? 總量小于沿途各滲透層能夠吸收的 CO? 總量，則泄漏的 CO? 不會(huì)運(yùn)移到地表，否則即產(chǎn)生地表泄漏風(fēng)險(xiǎn)。地層泄漏量無法直接核算，需在核算邊界內(nèi)裂縫系統(tǒng)滲透率和各滲透層參數(shù)的基礎(chǔ)上建立泄漏量預(yù)測(cè)模型計(jì)算，并結(jié)合地層、淺表和大氣泄漏邊界內(nèi)的安全性監(jiān)測(cè)進(jìn)行定性與定量評(píng)估。
六、CCUS-EOR 項(xiàng)目減排量核算方法
CCUS-EOR 項(xiàng)目減排量的核算是在確定核算邊界的基礎(chǔ)上，選擇合理的基準(zhǔn)線情景，項(xiàng)目基準(zhǔn)線排放量扣除項(xiàng)目排放量和泄漏量的凈減排量。
來源：汪芳, 廖廣志, 蘇春梅, 等. 二氧化碳捕集、驅(qū)油與封存項(xiàng)目碳減排量核算方法學(xué)[J]. 石油勘探與開發(fā), 2023, 50(4).
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