无缝管新市场即将开启：CO2驱油技术兼顾减碳降本+采油增效。

在“2030年碳达峰、2060年碳中和”的政策背景下，能源活动作为主要碳排放源（约占全国85.5%），其碳减排形势较为严峻。未来，非化石能源的增量替代与化石能源的清洁生产将是减排的重要路径。在此背景下，CCUS技术被突然引爆，得到市场的广泛认可。

CCUS技术中的二氧化碳驱油技术更是实现了在采油过程中对CO2利用与封存的一体化处理。根据上海钢联MRI的初步测算，该技术未来可实现国内至少增加技术可采原油1.9亿吨、封存二氧化碳3.2亿吨，占未来十年中国工业生产二氧化碳计划减排量的43.6%。未来，该技术或将被大量的原油生产企业所采用，以实现化石能源端的清洁生产，市场前景广阔。

同时，二氧化碳驱油技术的使用也将为二氧化碳输气管带来巨大的市场增量空间。尤其是以X80、X70、X65、X52以及含Cr钢为代表的无缝钢管，或将成为该项技术中主要的二氧化碳输气管。上海钢联MRI在进行初步研究后认为，无缝钢管或将成为未来5-10年内CO2驱油领域的“朝阳”产品，存在较好的进入前景。

在“2030年碳达峰、2060年碳中和”的背景下，各行业均要针对业内实际碳排放情况做出相应的改进。尤其是碳排放大户，对各个环节均要进行点对点的改良，这其中就包括了占了全国碳排放85.5%的能源活动环节。

未来十年，化石能源消费将实现达峰，占比将从83.6%下降至74.0%，尽管如此，未来一段时间内化石能源仍将占据较大的市场份额，除了更多地采用非化石能源，现有化石能源的绿色生产也极为重要。也正因如此，二氧化碳捕集、封存与利用技术（CCUS）开始得到广泛的关注。

一、二氧化碳驱油的应用主要集中在北美，中国使用较少

为充分利用二氧化碳的驱油特性，二氧化碳气驱与其他驱油剂结合发展了多种驱油方式，包括二氧化碳泡沫流度控制、二氧化碳气水交替驱油等。2012年全球实施了135个二氧化碳驱油项目，2018年增加至 150+，其中80%以上的二氧化碳驱项目在美国，剩余的大部分位于加拿大。

美国：是二氧化碳驱油项目开展最多的国家，约占全球的80%，每年注入油藏的二氧化碳约为2000万吨至3000万吨。其中有300万吨二氧化碳来源于煤气化厂和化肥厂的尾气。

日本：日本三菱重工公司与壳牌公司联合捕集和压缩电厂二氧化碳，采用该技术，每注入1吨二氧化碳，可提高石油产量4桶。

欧洲：BP公司和GE公司计划将分离出180万吨/年二氧化碳注入海底4000英尺以下的Miller油田中，二氧化碳将可增产使用其他方法无法回收的4000万桶石油。

中国：目前国内仅中石油、中石化、陕西延长石油等企业有所涉足。其中，中石油的安塞油田已形成具有世界级先进水平的低渗透油藏开发模式——安塞模式的安塞油田。此外，在吉林、胜利和江苏等油田仍有小规模的输送管道。

二、二氧化碳驱油可提高原油采收、封存二氧化碳

美国每年注入油藏的二氧化碳量约为2000-3000万吨，提高原油采收率15%-20%，最高可达30%。

目前，胜利油田在高89-1、樊142等5个区块开展技术应用，累计注入二氧化碳36万吨，封存33万吨，封存率达92%。目前，胜利油田适合二氧化碳驱的低渗透油层储量达9.12亿吨，仅按10%的提采率来算，可实现增采9000万吨，封存二氧化碳1.5亿吨。

自然资源部发布的《中国矿产资源报告2018》显示，全国石油预测的潜在资源量1257亿吨，可采资源量301亿吨，剩余技术可采储量35.73亿吨，约有50%属低渗透油层，运用二氧化碳驱比水驱具有更明显的技术优势。按照17.5%提采率的算法，可至少在国内增采技术可采原油1.9亿吨，额外封存二氧化碳3.2亿吨，占未来十年中国工业生产二氧化碳计划减排量的43.6%。

三、二氧化碳驱油是行业公认的减排利器，但过去成本制约推广

2018年8月18日，全国二氧化碳减排与利用工业创新技术论坛上，山东大学化学与化工学院教授朱维群说“目前二氧化碳捕集和封存（CCS）和CCUS技术在国内外依然处于研发和示范阶段，面临着高成本、高能耗、长期安全性和可靠性不确定等突出问题。”

与会专家普遍表示，高成本和机制缺失是推进CCUS技术发展的严峻挑战。

成本太高：碳排放企业需要在没有要求的情况下投入成本捕集二氧化碳，与其他碳排放企业形成了经营成本差，直接导致二氧化碳市场价格高昂，则采油企业会偏好更低成本的水；

缺乏补偿机制：1万吨二氧化碳的价格高达500万元，把二氧化碳封存在地底下，有人知道吗？如何确认？谁来给为减排做出贡献的企业提供回报？

四、“碳达峰、碳中和”将CCUS技术正式推向市场

“碳达峰、碳中和”概念的提出，将推动二氧化碳主要排放行业的减排进程，其中就包括了二氧化碳的捕集。为CCUS技术的推广扫除了部分障碍，碳排放企业成本的提升对二氧化碳价格的影响将更小且更合理。

早在2018年，部分企业及机构便预测，至2030年，实现峰值，低碳、环保产业的产值将达3万亿元人民币以上，全世界需投入5万亿美元以上用于CCUS技术。

五、二氧化碳驱油技术为无缝管带来较大的增量空间

已有的调研信息显示，CO2管输过程中，因为腐蚀发生的事故占到20%，主要反应为CO2+H20+Fe=FeCO3+H2，因此，普通的碳管将无法满足防腐的需求，需要在生产中加入特定的元素来提升管道的防腐性能。

目前公开发布的实验报告显示，常用钢材中按照N80、X52、X65、X70、X80的顺序，抗二氧化碳腐蚀能力依次增加。另外，含Cr类的钢耐二氧化碳腐蚀能力较强。在油田水环境中，M13Cr型钢材能满足CCUS工程要求。

此外，中石油对此也开展过专项的实验研究（实现液态二氧化碳流量0-0.9m3/h、温度-25-120℃、最高压力32 MPa）。其结果显示，S13Cr和13Cr不锈钢在实验条件下均具有很低的腐蚀速率；P110、N80、J55、X60 和 3Cr 的腐蚀速率相对较高。随CO2分压的增大，J55和P110钢的腐蚀速率变化较小，N80（无缝管）、X60（无缝管）和13Cr（无缝管）在模拟工况下具有较好的耐蚀能力。

六、二氧化碳驱油可以实现对二氧化碳全流程的封存

CO2作为一种有效的驱替剂能够提高原油采收率，其关键在于CO2可与原油互溶，从而引起原油性质和油藏性质的变化，主要体现在原油流动性和超临界流体萃取碳氢化合物等方面。

CO2驱油机理可分为以下几个部分:降粘机理——改善油水流度比——膨胀原油——降低界面张力——溶解气驱作用——酸化机理

降粘机理：原油在溶解二氧化碳后，组分分子间相互作用力减弱，其粘度将大幅降低。溶解饱和二氧化碳的原油粘度可降为原有粘度的1-10%。而且下降的幅度随着原油粘度的升高而增大。原油粘度的降低，可使原油流动性得到提高，从而提高驱替剂的洗油效率。

改善油水流度比：原油溶解二氧化碳后粘度降低，从而原油的流度增加；溶解二氧化碳的孔隙水粘度增加，进而孔隙中水的流度减小。

溶解气驱：溶有大量二氧化碳的原油，在向油井方向运移过程中，由于油层压力逐渐下降而出现部分二氧化碳气化并从原油中分离出来。此过程将对原油的运移产生驱动作用，提高驱油效率。此外，部分二氧化碳气体在驱替原油过程中，残留于孔隙中并占据了一定的孔隙空间，成为束缚气，被封存于油藏中。此现象既有利于原油的采出，又可实现二氧化碳地质封存。

酸化机理：二氧化碳可与孔隙中的水反应形成弱酸（碳酸），起到部分酸化的作用；可酸化岩石，从而改善岩石的孔隙结构，增大孔隙渗透率，提高原油的流动性。此外，由于酸化作用二氧化碳—水合物可以在一定程度上排解堵塞的孔喉，疏通油流通道。