鲁明青南管理区“碳中和” 甲烷控排的挑战与应对

【摘要】 甲烷对全球变暖的贡献率约为四分之一，其中化石能源活动甲烷排放占比较高，因此控制甲烷排放成为世界能源行业当前及未来应对气候变化的重大举措之一。油气行业在甲 管控方面存在的主要问题，包括排放强度较高、数据不准确、减排路线欠明晰等问题，提出了应对措施：在甲烷排放检测核算、重点排放源控制、工艺设备开发研制等方面需加大投入力度； 在检测技术方面，验证与推广快速大范围检测手段；对重点源项如伴生气、冷热放空、试采或临 时排放等加强控制；着力开发安全适用、橇装模块化的回收设备等。

【关键词】：碳中和；油气行业；甲烷；管控对策

我国“碳中和”的实现可极大提升科技创新实力与水平，摆脱能源安全的束缚，推动并完成经济由高速发展向高质量发展的转变；另一方面，我国是温室气体排放第一大国， 且碳排放量还将继续上升，由“顶峰”降到“中和”只有30年或略多点的时间，而我国的科研水平在许多领域还欠发达，难度和挑战不言而喻。 目前，油气是我国仅次于煤炭的重要能源，即 使在为实现“碳中和”目标严控化石燃料使用的情况下，未来天然气作为低碳过渡能源，达峰前其消费量仍将快速攀升。天然气的主要成分甲烷是全球 第二大温室气体，因其与油气行业的紧密联系，成 为当今世界油气行业最大的“政治”。在全球众多国 家及多个石油公司宣布“碳中和”目标后，甲烷排 放控制的意义愈发彰显。

2021年，胜利油田绿色企业行动计划实施方案，安排部署单拉罐治理工作量，《油田臭氧污染防治工作推进会》对治理工作进行了部署。要求：对于目前工艺技术不成熟的，按照“两步走”治理原则，例如单井储罐、采出水罐、敞开液面污油（水）池在确保安全生产的前提下，采取安装呼吸阀、阻火器等措施，实现基本密闭，待相关治理技术成熟后再统一完善。到2025年，甲烷排放强度对比2020年力争降低70%。在技术成熟的条件下，达到全密闭生产，甲烷排放强度争取降低90%。

1面临的压力与挑战

甲烷对全球变暖的贡献率约为四分之一［1］，据 《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》 显示，2014年我国甲烷排放量为5 529.2万吨，其中化石能源活动甲烷排放占比为 44.8%。因此，控制甲烷排放成为世界能源行业当前及未来应对气候变化的重大举措之一，也是企业竞争、政府监管、 投资者质询、公众热议的焦点。 在全球能源转型的背景及对可再生能源发展的预判下，国际石油巨头已经确立或正在调整公司战略，以期取得未来低碳发展的主动权［2］。石油公司均将天然气作为面向未来能源转型的重要过渡，天然气将长期占据能源转型的主导地位。近年来，我国能源转型明显加快，煤炭占一次能源消费比例已低于60%，非化石能源和天然气消费量明显提升， 其中天然气比重同比快速攀升。甲烷因其既是燃料资源又是温室气体的双重属性，对其管理与控制， 无疑成为行业热点和必然选择。

2 存在的主要问题

（1）储罐未密闭，导致甲烷逸散，VOCs超标排放，存在环保风险。从2021年11月工程技术管理中心出具的检测数据来看，非密闭罐呼吸阀、呼吸口处存在逸散，测试57座，平均每座罐甲烷逸散量约1012.63Nm³/年，理论推算东胜公司青南管理区王24区块在用的13座未密闭罐，甲烷逸散量约1.32×104Nm³/年，具有较大的环保风险。

（2）单井拉油运行成本高，王24区块拉运费用较高

目前公司青南管理区王24区块单拉井每天平均拉运台班次共为2次，每年拉运成本费用约为95.40万元；进井路维护费用约为2.55万元。总计每年单拉井运行成本费用为97.95万元，生产成本较高。

（3）罐车拉运存在安全风险

本次涉及油井大部分位于村庄、城区周边，产液拉运需途径城区省道、国道等道路，周边村庄紧密人口众多，且省道属该地区交通要道，车辆多，交通繁忙，而油罐车运输的又是易燃易爆产品，一旦发生事故将威胁到周围居民及行人的生命财产安全。

针对本项目王24区块，按照至2024年底压减本单位80%单拉井的目标，按照“立足油藏、地面挖潜、工艺辅助、整体密闭”的原则，油藏工艺一体化统筹结合，围绕消灭不必要的零散单拉、零散单拉改集中拉运、集中拉运改管输等方向，开展潜力摸排，编制治理方案，王24区块单拉罐为管输生产，并做出治理方案以及投资估算，为项目主管部门的决策提供依据。

3 减排措施

（1） 方案评估与设计生产（销售）企业，联合设计院、研究院， 开展全面系统的甲烷减排措施评估与设计。全面评价本企业各类源项减排方案的技术和经济可行性， 分析减排潜力。对于减排潜力较大、经济性排序靠 前且具有共性现场条件的，逐一项目开展可行性研 究和初步设计。随着各企业现场实测及其他相关工 作的推进，数据、信息和经验日益丰富的情况下， 持续滚动开展。

（2）泄漏检测与修复 借鉴炼化企业泄漏检测与修复的经验和成果， 在油气田与销售企业全流程开展甲烷、挥发性有机物 （VOCs）泄漏检测试点，协同控制甲烷与VOCs排放。 我国发布环办〔2015〕104 号《石化企业泄漏 检测与修复工作指南》，但目前上游油气行业甲烷检 测标准仍为空白。各石油公司应开展上游甲烷逸散 排放检测与控制技术研究及示范应用，并参与国家 有关技术标准的制修订，促进行业甲烷排放管控能力提升。

（3）储罐与伴生气固定顶烃类储罐因大小呼吸特别是压力变化引 起的闪蒸，将向大气中排放包括甲烷在内的轻质烃类气体，建议合理采用拱顶罐改造为浮顶罐、氮封、 原油稳定等技术手段有效减少排放；此外，鼓励采 用适宜的挥发气回收新技术和新手段。 边远井场的零散低压井口套管气，严格杜绝冷 放空，更应依据现场条件，通过压缩、分离、发电、 收集、回注等方式加以回收利用。

 （4）放空与火炬加强放空与火炬管理，推进常规火炬熄灭计划， 提高安全应急火炬效率，降低放空频次和时长。开发适用于试采放空和管道临时放空气体回收工艺和装备。

（5）其他 加强气动仪表设备、压缩机、排液过程、脱水 装置及废水油泥处理等环节的排放控制，推广绿色完井、柱塞举升、天然气回注、压裂返排液携气控制等技术应用，攻关稠油蒸汽开采、非常规油气开 发等特殊过程管控。

  （6）工艺开发与设备研制 针对排放量大且现阶段回收难度大的重点排放 源，加大攻关力度，研制既安全适用又经济高效， 满足多种规模条件的橇装模块化的回收工艺和设备；开发太阳能、风能、地热等新能源利用的工艺 和设备，降低现有部分排放甲烷生产设备和工艺的使用率，进而完成替换。

 4 结论与建议

我国油气行业甲烷管控承载着保障能源安全与能源低碳化的重任，对比国际石油巨头，目前仍存在排放强度较高、数据不准确、减排路线欠明晰等问题。面向2060年“碳中和”目标，更需加大投入 和攻关，形成明确的路径并扩大成熟技术的推广。在甲烷排放检测核算方面，建议开发、验证与 推广快速大范围的检测方法和手段；抓紧对重点源 项如伴生气、冷热放空、试采或临时排放等气体的 收集；大力攻关安全适用、橇装模块化、经济高效的回收工艺和设备等。

 参考文献：

[1] 薛华,宋磊.国际石油公司应对气候变化的最新目 标及启示[J].石油规划设计,2021,32(1):25-28.

[2] 李兴春.基于技术进步的石油公司低碳与清洁发展 [J].环境保护,2018,46(2):20-23.

[3] 薛明,翁艺斌,刘光全,等.石油与天然气生产过程 甲烷逃逸排放检测与核算研究现状及建议[J].气 候变化研究进展,2019,15(2):187-195.