CCUS-EOR 項目經濟系統評價方法及其應用

李忠誠 陳 栗 項 東 李培發杜麗萍 唐國強 程雪嬌

（1. 中國石油吉林油田公司勘探開發研究院，吉林 松原 138000；2. 中國石油天然氣股份有限公司規劃總院，北京 100083）

0 引 言

為實現碳達峰和碳中和愿景，中國調整了能源發展規劃，未來將加快CCUS/CCS 的研發示范、建設地質碳庫，加快完善和擴容碳市場等［1］。CCUSEOR 是低滲透油田大幅度提高采收率的戰略性接替技術，能實現經濟效益和社會效益雙贏，該技術的發展并工業化應用意義重大。

油田要可持續性發展，必須以經濟效益為中心，建設項目要求投資合理、參數科學、效益達標，CCUS-EOR 作為企業戰略規劃項目，在經濟評價方面更是嚴格審查把關，從評價內容上比常規產能項目更加復雜，需要投入更多的思考。中國國內一些學者開展了相關研究，如徐梓忻［2］對基于燃煤電廠燃燒后捕集的CCUS 驅油項目全流程的經濟效益進行了測算；鐘林發等［3］建立了碳捕集與封存-提高石油采收率全流程經濟性評價模型；付迪等［4］以CCUS-EOR 為例開展了CCUS 捕集壓縮、運輸、驅油利用各環節以及全流程的投資、成本費用、效益研究；劉斌［5］闡述了CCUS-EOR 項目經濟評價技術以及未來發展方向。

本文結合工作實踐，通過梳理CCUS-EOR 項目全產業鏈經濟評價流程，創新開展了精細操作成本分析，在行業內首次定義了碳減排評價量化指標，提出半定量評估社會效益等，探索形成了聚焦CCUS項目全產業鏈要素的CCUS-EOR 項目經濟系統評價方法體系，為全面、科學地評價CCUS-EOR 項目效益提供技術支撐。

1 CCUS-EOR 項目經濟系統評價方法

CCUS 包括捕集壓縮、運輸、利用與封存等多個環節［6］，CCUS-EOR 作為CCUS 產業鏈最為關鍵一環，決定著全產業鏈的整體效益，因此CCUSEOR 項目經濟評價應針對CO2驅油項目的特點制定相應流程，綜合考慮產業鏈前端對碳價的影響，分析關鍵指標，形成系統評價方法。

1.1 基本原則

經濟評價的方法分為靜態評價和動態評價。區別是動態評價考慮資金的時間價值，是目前的主流評價方法，即貼現現金流法，主要用于新區新建項目；而對于改擴建項目采用基于現金流法的“有無對比法”，也稱增量法［7］。

通常情況下，CCUS-EOR 項目是在油田注水開發后期，充分利用原有資產和資源，通過注入CO2提高采收率，具有典型的改擴建項目特征，適宜采用有無對比法進行評價，用“增量效益”指標評價CO2驅投資項目的經濟性，其中：“有項目”是指實施CO2驅開發方案，“無項目”是指原有基礎井網繼續水驅開發方案。CCUS-EOR 項目經濟評價以“增量效益”指標為基礎，系統評價項目本身及附加的經濟效益和社會效益。

1.2 評價流程

CCUS-EOR 項目經濟評價流程分5 個部分（圖1）。

圖1 CCUS-EOR項目經濟評價流程示意Fig. 1 Schematic diagram of economic evaluation process for CCUS-EOR project

（1）收集方案要點。明確待評價項目實施時間（以確定油價和評價期）、實施區塊（以確定水驅成本基值）、主體技術工藝（以確定操作成本增量）等。

（2）分析各類參數。依據各工程方案提供的開發指標和投資概算，建立產量、投資和成本模型，按照最新的行業標準選取主要經濟參數。CCUSEOR 項目中碳價對成本影響非常大，需從全產業鏈角度加以充分考慮。

（3）經濟效益評價。編制經濟評價模型，按全生命周期進行效益測算，有無對比法需建立“有項目”“無項目”和“增量”3 套體系，如果考慮附加效益需要編制多個現金流量表。

（4）不確定性分析和風險分析。找出影響效益的關鍵因素及影響程度，設定不同油價、碳價等情景分析，為投資決策及效益保障提供參考。

（5）倒推優化方案。倒算基準收益率條件下的產量、投資、成本邊界，明確各方案優化目標，以實現方案的預期效益。

1.3 評價內容

CCUS-EOR 項目經濟評價主體內容與常規產能建設項目相同，包括總投資估算、總成本費用測算、財務分析、不確定性分析等部分，但根據CCUS 項目特性，會增加一些專項評價的內容和指標。

1.3.1 工程方案確定及開發指標預測

根據油藏、注采、地面工程方案，明確工作量和指標。CCUS-EOR 項目與常規水驅開發項目比較，油藏工程方案需要重點論述注氣參數設計，并預測有項目和無項目2 套指標，其中有項目開發指標對比無項目指標增加注氣井數、年注入量、氣油比等注氣相關指標預測結果；注采工程方案需要根據油藏工程方案設計注氣工藝、監測工藝、防腐工藝以及井筒完整性、井控、帶壓作業等配套工藝技術；地面工程方案需要分析氣源、組分以及液量，設計CO2注入工藝及流程、集輸規模以及配合新能源部門設計綠電應用系統。

1.3.2 經濟評價參數選取

根據開發方案和項目實際，選定商品率測算評價期商品量。以國家法律法規為基礎，依據行業標準，選取主要參數，包括產品價格、評價期和稅費規定［8］。其中：經濟評價涉及的稅費主要包括增值稅、城市維護建設稅、教育費附加、資源稅、所得稅、特別收益金等。城市維護建設稅、教育費附加、資源稅和特別收益金構成營業稅金及附加。

1.3.3 總投資估算

油氣開發總投資指項目在評價期所需要的全部投資，包括建設投資、建設期利息和流動資金。CCUS-EOR 項目建設中，地面投資占比較大，需要考慮的因素較多，應根據集約化設計、注入站規模、壓縮機型號、回收烴類氣或者脫碳脫硫等技術統籌優化。同時根據鉆井、注采、地面各工程投資概算，分析投資構成、投資水平以及融資渠道。

1.3.4 總成本費用測算

總成本費用由生產成本和期間費用組成，生產成本由操作成本和折舊折耗構成。油氣操作成本估算采用相關因素法，有條件的可采用設計成本法［9］。操作成本也需考慮“有無對比”，計算CO2驅項目的“增量”油氣操作成本?；A井網繼續水驅開發方案的操作成本費用定額取自區塊所在采油廠近年水驅平均水平；CO2驅開發方案操作成本費用定額的選取應充分考慮CO2驅與水驅在工藝、技術流程的不同和物聯網、綠電等新技術應用規劃等，在水驅操作成本基礎上，對直接材料費、直接燃料費、直接動力費、直接人員費、注氣費等可能增加成本的科目進行科學的測算和合理調整優化。

注氣費（購氣成本和注入成本）在操作成本中所占比例較高，對經濟效益影響較大，需結合碳源、注入相態或方式等，對注氣費進行合理預測。目前規?；V場應用的CCUS-EOR 項目碳源包括高、中、低3 種濃度，碳捕集的成本整體較高，根據煉化企業反饋數據，高濃度CO2的碳捕集成本為160~200 元/t，中濃度CO2的碳捕集成本為370~450 元/t，低濃度CO2的碳捕集成本為420~500 元/t，而管輸的經濟成本一般在100 元/t 左右，所以CCUS-EOR 全流程碳價（不含注入成本） 高達400 元/t 以上。

1.3.5 經濟效益指標計算

編制現金流量表，以“有項目”和“無項目”對比得到的增量數據計算增量財務內部收益率、增量財務凈現值、增量投資回收期等效益指標，以增量現金流量分析結果作為評判項目盈利能力和決策的主要依據，這是CCUS-EOR 項目經濟評價的核心，增量（投資）財務內部收益率計算公式為

式中：F——增量（投資）財務內部收益率，%；I——年增量現金流入量，104元；O——年增量現金流出量，104元；t——第t年；n——評價期，a。

1.3.6 不確定性分析

CCUS-EOR 是一項高新技術，具有投資多、成本高、風險大、周期長等特點，產生的效果具有很大的不確定性和復雜性，應加強風險分析，主要包括敏感性、臨界值和情景分析。敏感性因素除了油氣價格、油氣產量、建設投資、經營成本外，還需對效益影響較大的外購井口碳價進行分析。

1.3.7 社會效益評估

雙碳目標的提出彰顯了中國積極踐行國家使命，積極應對全球氣候變暖嚴峻挑戰的決心，為中國綠色低碳發展指明了道路與方向［10］。CCUSEOR 是全球碳減排的主要方式，是中國實現雙碳目標的重要支撐，也是中國石油綠色低碳發展戰略攻關的主體技術，因此有必要分析CCUS-EOR 項目對減排作出的貢獻，同時還需對項目實現國家和地方社會發展目標所作的貢獻和產生的影響，即社會效益作定性或定量地分析評估。

2 項目經濟評價關鍵指標計算

在CCUS-EOR 項目經濟評價過程中，針對重點評價內容進行了深入的思考，在一些關鍵指標上進行了開創性的特色分析，逐步完善了經濟評價技術體系。

2.1 操作成本精細評價

開發項目操作成本估算分析是經濟評價工作中重要的一環，CCUS-EOR 項目相對于常規產能建設項目來說，工藝流程更加復雜，成本構成也有區別，為了更加精準地評價項目經濟效益，需要對項目操作成本進行深入剖析。實施CO2驅項目，會影響操作成本中的多個要素，成本單耗對比水驅會增加或者減少一定數額。

（1）直接材料費。氣驅對比水驅在材料費方面主要有緩蝕劑［11］配方不同造成的價差、氣驅作業油井應用防氣泵、氣錨和氯化鉀等壓井材料、防腐抽油桿、泡沫劑和調剖劑、檢管材料費等差異。

（2）直接燃料費。經實際調研分析，氣驅油井井口溫度比水驅油井低5 ℃左右，為保障平穩生產運行，每噸產出液需增加天然氣消耗量，影響氣驅燃料費定額上漲?？山y計已實施區塊的實際數據，也可根據燃燒值、鍋爐容量等數據通過理論計算，得出單位液量增加燃料費單耗，然后按照開發指標提供的產液量測算年增加費用。

（3）注氣費。主要考慮氣源處理（含輸送）成本和注入成本，氣源主要分外購氣和循環氣，外購氣井口碳價可按200 元/t 考慮，循環氣處理成本根據油田實際數據獲得，或者按循環注入設備的參數計算，依據不同氣源的構成比例，同時考慮新增脫碳或脫硫等裝置運行成本，綜合測算氣源處理成本。注入成本按超臨界、密相、液相3 種注入相態的不同比例及注入單耗綜合測算。

（4）井下作業費。氣驅對比水驅在井下作業費方面主要有小修作業費、欠注井治理費、注氣井瀝青質清除解堵費和檢管作業費等差異。

（5）測井試井費。主要考慮氣驅油藏監測費用和井筒完整性檢測費用的差異。

（6）維護及修理費。根據行業標準選取參數，氣驅的維護及修理費在統計水驅實際發生費用的基礎上按方案新增站外地面投資的2.5%測算。

（7）油氣處理費。主要考慮緩蝕劑配方不同造成的價差、部分重構地面系統節能降耗。

（8）直接人員費。根據規劃測算應用物聯網技術建成智慧油田時所需人數，對比油田目前實際用工人數，得出項目預計減少用工人數，按目前人員薪酬標準，計算節約人員費用。

（9）其他直接費。主要考慮氣驅加藥裝置維修費用和儀器儀表檢測費用。

（10）新能源影響。如果項目融合新能源，所發電量用于項目自消納，將大幅降低電費，可根據實際發電功率及發電成本進行測算。

綜合考慮以上因素，操作成本估算采用了設計成本法結合實際數據，更加科學、全面和精確。

2.2 效益評價

在項目經濟評價的基礎上，還應多目標、多層次、多角度地分析可能產生的附加效益、協同效益或整體效益，采用量化分析或定性說明，作為決策的輔助參考，通常CO2驅項目在增量效益的基礎上可考慮新增儲量效益和碳埋存效益，得出項目綜合效益。

2.2.1 新增儲量效益

常規開發項目要增加可采儲量需要一定的勘探投資，而CO2驅油項目利用氣驅技術在老油田提高了采收率，增加了可采儲量，節約了常規開發項目中儲量的獲得成本，將節約的勘探投資視為新增儲量效益?？紤]增儲效益財務內部收益率的計算公式為

式中：F1——考慮增儲效益財務內部收益率，%；D——年增油量，104t；E——勘探成本，元/t。

2.2.2 碳埋存效益

通過CCUS-EOR 技術，埋存的CO2可在未來的碳交易市場中獲利或節約碳稅，將這部分潛在效益視為碳埋存效益?？紤]埋存效益的財務內部收益率計算公式為

式中：F2——考慮埋存效益財務內部收益率，%；Cp——碳交易價格，元/t；Cn——年埋存碳量，104t。

2.3 碳減排評價量化指標

碳減排指標可以從總量指標和單位指標2 方面考慮?？偭恐笜税–O2埋存量、碳減排量等，單位指標包括單位投資碳減排量（考核投資水平的效能）、單位增油碳減排量（考核開發水平的效能）、單位排放碳減排量（考核能耗水平的效能）。碳減排量=CO2埋存量-CO2排放量（過程中直接或間接產生）。單位投資碳減排量=CO2減排量/建設投資。單位增油碳減排量=CO2減排量/增產油量。單位排放碳減排量=CO2減排量/CO2排放量。

2.4 社會效益半定量評估

CCUS 延長了油田的經濟壽命，創造了巨大的經濟效益，同時在保障國家能源供應、創造就業機會、解決能源安全、增加政府稅收、促進相關產業發展等方面作出了突出貢獻，助推了國家經濟騰飛，社會效益顯著。

其中，上繳的稅收包括增值稅、所得稅、營業稅金及附加等，這部分可以通過項目營業收入、營業稅金及附加估算表、利潤與利潤分配表獲得定量數據。

另外，因溫室氣體排放（主要是CO2）帶來的全球變暖將給世界帶來巨大的社會成本，不同國家有所不同，全球的CO2社會成本平均為417 美元/t，其中美國為48 美元/t，中國為24 美元/t。最近的研究表明，美國嚴重低估了CO2社會成本，目前測算為185 美元/t（比2021 年美國政府界定的51 美元/t高出2.6 倍），同時德國環境署最新公布為178.92 美元/t。CCUS 項目的碳減排作用無疑將節約未來巨大的環境成本。

2.5 全產業鏈經濟評價

對于CCUS-EOR 項目來說，規模效益需要穩定的碳源、完善的管網輸送以及成熟的驅埋等技術和條件來實現。全產業鏈經濟評價是將碳捕集、輸送、驅埋作為一個項目考慮整體盈利，需要分析各環節的投資和成本構成，并進行合理優化。

在借鑒前人開展CCUS 全流程經濟評價研究成果和經驗［12-13］的基礎上，CCUS-EOR 全產業鏈經濟評價具體操作層面還存在一些困難。首先各環節實際分屬于不同的投資主體，也有各自的投資計劃和運行安排，捕集裝置或者管道建設可能會存在多個項目交叉的情況，比如某煉化企業新建50×104t捕集裝置可滿足為A 油田20×104t 和B 油田30×104t驅埋項目供氣，需要對投資和成本進行合理拆分，匹配源匯；而且各環節投資、成本、稅費構成復雜，評價方法和參數，包括基準收益率等都有各自的行業標準要求，整體建立全產業鏈經濟評價模型較為困難，此時可以轉變思路，將捕集、輸送環節的完全成本換算到單位氣量上，此時的碳價為全流程碳價（非銷售碳價，銷售碳價是各環節分別盈利），全流程碳價測算效益即為全產業鏈效益。

2.6 相關政策支持情景

受目前技術和市場的制約，CCUS-EOR 項目經濟效益依然存在較大風險，在目前階段CCUS 項目亟需國家或中國石油天然氣集團有限公司相關政策支持保障，以推進CCUS 產業蓬勃發展。因此情景模式分析可考慮幾種政策支持條件。主要是爭取2 方面政策：一方面是增加補貼，如加快推進中國國內碳市場建設發展，將CCUS 納入碳市場交易機制，明確碳排放權的經濟價值［14-15］，使企業獲取碳減排收益或碳稅補貼；另一方面是減少稅收，如提高特別收益金起征點、下調所得稅比例等。通過有力政策，形成明晰的激勵環境，助推CCUS 規?；?、集群化發展。

3 應用案例

以某油田CCUS-EOR 開發方案為例，應用系統評價方法分析測算方案關鍵指標，論證開發方案經濟可行性。

3.1 方案概況

該方案實施目標是確保2025 年的CO2驅產油量規模達到26×104t/a 以上，2025 年埋存CO2量為95×104t/a 以上。注氣選擇分布集中、儲量規模大、資源品質好的區塊，根據各區塊儲層、動態等特征進一步優化，方案注采規模130 注255 采，2025 年CO2驅產量可達到28.2×104t/a，需求氣量3 200 t/d，埋存量為96.8×104t/a。

3.2 投資成本測算

根據各工程投資概算，新增總投資為120 846×104元。其中建設投資為114 181×104元，建設期利息為2 028×104元，流動資金為4 637×104元。建設投資中鉆井投資為25 731×104元，采油投資為31 563×104元，地面投資為56 887×104元（含增值稅5 523×104元）。

按照精細成本測算方法，預測評價期內單位操作成本水驅為36 美元/桶、氣驅為28 美元/桶、增量為26 美元/桶；單位完全成本水驅為56 美元/桶、氣驅為43 美元/桶、增量為42 美元/桶；增量完全成本中，操作成本、折耗、期間費用、稅費占比分別為64%、24%、7%、5%。

3.3 經濟效益

方案采用有無對比法評價，油價按照行業規定的階梯油價，分3 種情景模式開展經濟分析。

基礎方案。外購井口碳價按200 元/t 測算，方案增量內部收益率為7.88%，在增量效益基礎上疊加考慮增儲效益后，方案收益率為8.53%，再增加考慮埋存效益，則方案綜合收益可達10.25%（圖2）。

圖2 某油田CCUS-EOR開發方案經濟效益Fig. 2 Economic benefit of CCUS-EOR development plan for an oilfield

全產業鏈方案。測算全產業鏈碳價為467 元/t，此時方案增量財務內部收益率0.13%，需補貼202 元/t 才能實施；按各環節分別盈利測算實際碳價為563 元/t，增量財務內部收益率-3.25%，需補貼298 元/t（表1）。

表1 某油田CCUS-EOR開發方案全產業鏈效益測算Table 1 Calculation of whole industry chain benefit of CCUS-EOR development plan for an oilfield

政策補貼方案。模擬測算實際碳價下方案分別在碳稅補貼為100、200、300 元/t 以及所得稅比例下調為20%、15%、10%條件下的經濟效益，可以看出在相關政策有力支持下，項目內部收益率顯著提升至達標（表2）。

表2 某油田不同政策條件下CCUS-EOR開發方案（實際碳價）經濟效益Table 2 Economic benefit of CCUS-EOR development plan(actual carbon price) of an oilfield in conditions of different policy

3.4 社會效益和減排指標

經測算，基礎方案評價期內共上繳稅收為261 365×104元；氣驅階段+深度埋存階段累計埋存CO2量共計969.92×104t，按最新CO2社會成本86.4美元/t計算（參照美國提高2.6倍），節約社會成本高達578 228×104元。

方案全流程分注水補能、水氣交替、連續注氣和埋存棄置4 個階段，在碳捕集、輸送和利用過程中共計間接排放CO2量為275.88×104t，累計埋存CO2量為969.92×104t，實現碳減排694.04×104t（表3）。單位投資碳減排量60.78t/（104元），單位增油碳減排量2.69×104t/（104t），單位排放碳減排量2.52×104t/（104t）。

表3 某油田CCUS-EOR開發方案碳減排量測算Table 3 Carbon emission reduction calculation of CCUSEOR development plan for an oilfield

3.5 方案經濟評價結果

在階梯油價、外購井口碳價200 元/t 的條件下，基礎方案增量內部收益率為7.88%，方案增量效益水平達到油氣田開發行業的效益標準，表明財務上可行。同時，通過敏感性分析，項目具有一定抗風險能力，且創造了巨大的社會效益，建議實施。但在全產業鏈碳價條件的下，方案效益實施需政策補貼。

4 結 論

（1）CCUS-EOR 項目投資較高，尤其是整體規劃時涉及建站、購買壓縮機等費用，優化方案壓縮投資的同時，考慮目前地面系統在后期更大規模CCUS/CCS 項目中的應用可能性并合理分攤投資。

（2）加強項目實施后的跟蹤評價工作，建立科學完善的全生命周期評價制度，保證資金的有效管理和投入，對后續同類項目開發具有指導意義。

（3）在一定的財稅政策下，CCUS-EOR 項目經濟效益將得到較大幅度的提升，同時CCUS/CCS整個產業鏈也受制于高昂的成本，財稅政策的有力支持將助推關鍵技術突破和產業高速發展，為雙碳目標早日實現貢獻石油科技力量。