油气田CCUS 标准体系构建

黄晨直 李雅欣 彭修军 吴华

摘 要：CO2捕集、利用与封存（CO2 Capture，Utilization and Storage，CCUS）技术是减少碳排放的有效手段之一，是实现中国“双碳”目标的重要技术保障。CCUS技术发展、示范项目实施、政策落实等都急需标准化工作支持。本文通过梳理国内外CCUS相关标准，立足油气田CCUS领域，分析标准化需求，构建了油气田CCUS标准体系，为开展油气田CCUS标准规划和制修订工作提供指导。

关键词：油气田，CCUS，标准化

0 前 言

中国目前正在大力推进CCUS技术，中国石油、中国石化和中国海洋石油等公司分别成立了相关的研究机构，聚焦CCUS发展的各个环节。CCUS涉及捕集、运输、利用和封存阶段等多个环节，目前在基础方法、技术推广、项目建设与管理、监测、风险管理等多个环节的标准还处于空白状态，影响市场对CCUS技术的接受和项目推广应用[1]。根据调研，目前国内外没有完整的CCUS标准体系，各行业主要负责各自领域的标准制修訂，而油气田行业拥有从捕集、输送到回注封存的整体CCUS链条，所制定的标准体系具有一定的代表性，有助于开展CCUS标准化工作。

1 国内外CCUS标准化现状

1.1 国际标准

1.1.1 ISO

2011年11月，ISO正式成立二氧化碳捕集、运输与地质封存（CCS）技术委员会（ISO/TC 265），专门从事该领域的相关国际标准的研究工作。

ISO/TC 265制定的标准基本涵盖CCUS项目的所有环节流程。18项标准中，涉及通用基础6项，捕集6项，输送2项，驱油与封存4项。捕集标准占比较高，说明各个国家都比较关注捕集，尤其是在扩大捕集规模、降低捕集能耗和成本方面，是目前关注的重点。

碳捕集方面，在2022年5月10日，华能清能院牵头制定的国际标准ISO/AWI 27927《燃烧后CO2捕集吸收溶液的关键性能指标及测试方法》正式注册立项，这是由我国牵头制定的首部碳捕集领域国际标准，实现了我国碳捕集领域在国际标准工作上“零”的突破。量化和验证方面，中国石油大学（北京）是ISO-TR-27915《二氧化碳捕集，运输与地质封存 量化和验证》的主要起草单位，目前正在起草国家标准《CCUS项目温室气体减排量化和核查技术规范》。可以看出我国为CCUS的国际标准做出了相当大的贡献。

另外TC67石油天然气工业及低碳能源技术委员会发布的两项标准，ISO 17348和ISO 13623，分别涉及高含二氧化碳下的井筒材质选择和二氧化碳管道输送。

1.1.2 其他国家标准

挪威石油工业、挪威船级社、美国机械工程师协会、美国联邦法规、加拿大标准协会、德国工程师协会对捕集、输送和封存发布了相应标准规范。俄罗斯针对二氧化碳测定发布了相应标准。挪威发布的标准相对较多，也比较全面，支撑了该国大规模CCS工程项目实施。

1.2 国内标准

2021年3月9日，全国碳排放标准化技术委员会TC548、全国能源基础与管理标准化委员会TC20、全国环境管理标准化技术委员会TC207联合发起并成立全国CCUS标准化工作组[2]。工作组由中国标准化研究院、中国石油、中国石化、国家能源投资集团、中国21世纪议程管理中心、中国地质调查局、各大高校等单位的17名负责人和前沿专家学者组成。工作组成立后，暂无实际性工作进展。只有全国环境管理标准化技术委员会（TC207）正在起草一项CCUS强相关的国家标准《CCUS项目温室气体减排量化和核查》。更多的CCUS相关国家标准仍由工作组以外的其他标委会起草发布。

1.2.1 国家标准

目前已发布相关国家标准共13项。二氧化碳组分及分析测定共4项；碳捕集溶剂共4项，其中中石化南化院起草2项于全国化学标委会归口，中石油天研院起草2项于全国天然气标委会归口；碳捕集工程设计1项，中石化石油工程设计公司起草；井筒选材1项，中石油管工院起草；碳排放核算3项。

起草中的国家标准共10项。其中碳捕集溶剂1项，中石化起草；碳捕集能耗测定1项，国能起草；碳输送1项，中石油管工院起草；碳封存1项，中国地质科学院起草；碳排放核算6项，其中《CCUS温室气体减排量化和核查技术规范》由中国石油大学（北京）起草。

1.2.2 行业及团体标准

行标及团体标准中，共有21项相关标准。其中石油行标9项，涉及碳排放核算、分析检测、地面集输、注采、井筒、驱油等；石化行标1项，为管输设计；机械行业4项，为碳捕集及存储；环境1项，为二氧化碳检测；团体标准9项，分别为CCUS术语、泄露风险评价和碳捕集。

2 油气田CCUS标准体系构建

2.1 标准体系边界范围

与电力、钢铁、水泥等其他行业的CCUS业务主要集中在捕集端不同，油气田CCUS具有从捕集、运输到回注封存的整体流程链条。油气田属于油气行业上游领域，拥有净化厂（处理厂）、集输场站等碳源，已建集输管道及管道设计建设运行的碳输送能力，地面回注设施、回注井以及地下封存空间（包括枯竭油气藏及盐水层），因此，开展油气田CCUS标准体系研究，在整个CCUS行业具备一定代表性。

进一步对油气田标准体系的范围进行梳理，油气田CCUS系统包括以下内容。

（1）捕集二氧化碳的装置及配套处理设施，如：捕集前后的除杂、提纯和压缩。

（2）输送设备，包括管道输送的管道及沿途增压设施。

（3）回注设施，包括回注井及地面配套的接收设施或储罐，以及采出气分离、循环注入。

（4）地下部分，包括地质封存场所、潜在泄漏点、盖层、圈闭、驱油提高采收率等。

由于技术成熟度、专业领域等原因，输送方面不包括车运、船运，利用与封存方面不包括除驱油、驱气外的其他地质利用，也不包括化工、生物、矿化等利用途径。油气田CCUS/CCS系统的上游界面是含碳原料气进入二氧化碳捕集系统的进口处，下游界面是二氧化碳从捕集、输送、回注及封存系统中逸散及泄露。包括含碳原料气的组成、分析，以及系统逸散泄漏的碳排放量。

2.2 油气田CCUS体系框架

根据专业分类和层级划分的原则[3]，将油气田CCUS体系框架纵向上共划分3个层次，包括：第一层：通用基础标准；第二层：专业技术通用标准；第三层：专业技术标准；横向上共划分3个专业技术标准大类、10个专业技术标准门类。专业技术标准包括：二氧化碳捕集、二氧化碳输送、二氧化碳驱油与封存3个大类，物料流、设备与选材、工藝工程、立项设计、建设验收、运行维护、完整性管理、地质及油气藏工程、井筒工程、回注及地面工程等10个专业门类。

2.3 油气田CCUS标准体系明细表

将现有标准按照油气田CCUS体系框架中的专业和层级进行归类，并进一步分析现有标准的适应性，提出标准的制修订建议，将已有标准和拟制定标准汇总，形成油气田CCUS标准体系明细表。

由于油气田CCUS标准和石油天然气行业相关标准有一定相关性，大部分现有石油天然气标准可以直接使用，如果将石油天然气标准全部纳入本体系，标准数量将过多，因此，此次油气田CCUS标准体系表编制，参考页岩气标准体系和储气库标准体系，只纳入与CCUS强相关的标准，以减少标准数量。

最终纳入体系表的标准数量：国标42项、行标46项、企标41项，合计129项。通用基础21项、碳捕集30项、碳输送30项、驱油与封存48项。经过对标准体系的深入分析研究，结合油气田CCUS业务发展和生产运行管理需要，共提出标准制修订建议82条，其中制定56条，修订26条。

3 结 语

标准体系的初步建立为进一步的优化完善提供了前提和基础，基本满足油气田CCUS相关工作的开展需求，作为顶层设计可以较好指导CCUS标准化工作开展，也为下一步标准制修订计划提供了依据。

但由于油气田CCUS工程是涵盖多领域多专业的较新业务，涉及专业跨度大、管理流程多、地区差异明显。需要在标准体系循环完善过程中，结合各相关专业的运行管理部门和现场操作单位运行维护管理需求，进一步优化、完善制修订建议。

参考文献

甘满光，张力为，李小春，等.欧洲CCUS技术发展现状及对我国的启示[J].热力发电，2023，52（04）：1-13.

宋阳，何少林，薛华，等.二氧化碳捕集、地质利用与封存项目环境管理研究[J].中国环境管理，2022，14（05）：28-36.

GB/T 13016-2009，标准体系表编制原则和要求[S]．