新能源在油氣田的應(yīng)用展望

楊會(huì)豐 趙英 陳志成 袁秀杰 于博 周杰

（1.長(zhǎng)慶油田分公司規(guī)劃計(jì)劃部；2.長(zhǎng)慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心；3.長(zhǎng)慶油田分公司第十一采油廠(chǎng)）

2020年9月22日，習(xí)近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)作出“中國(guó)力爭(zhēng)在2030年達(dá)到碳高峰，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和”的鄭重承諾，在未來(lái)40年間，國(guó)家將會(huì)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，增加新能源、清潔能源的開(kāi)發(fā)和供給，逐步減少傳統(tǒng)的“化石燃料（石油、天然氣、煤炭）”供應(yīng)。

國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局發(fā)布的《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略》明確，到2030年，我國(guó)新增能源需求將主要依靠清潔能源滿(mǎn)足。我國(guó)把非化石能源放在能源發(fā)展優(yōu)先位置，大力推進(jìn)低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源；堅(jiān)持綠色發(fā)展導(dǎo)向，大力推進(jìn)化石能源清潔高效利用，優(yōu)先發(fā)展可再生能源，安全有序發(fā)展核電，加快提升非化石能源在能源供應(yīng)中的比重。電能是清潔、高效、便捷的二次能源，是工業(yè)化進(jìn)程的“助推器”，電力新變革將呈現(xiàn)出“能源生產(chǎn)電力化，電力生產(chǎn)清潔化”的基本特征。

1 油氣田基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)是新能源發(fā)展的前提

長(zhǎng)慶油田既是能源生產(chǎn)大戶(hù)，也是耗能大戶(hù)、排放大戶(hù)。能源消耗主要以天然氣、原油、電力為主，電力僅占能耗總量的11%。為落實(shí)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)，積極搶抓發(fā)展機(jī)遇，把新能源技術(shù)作為突破口，紛紛布局新能源業(yè)務(wù)，全面謀劃新能源工作，向綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型發(fā)展，推動(dòng)油田高質(zhì)量發(fā)展。

風(fēng)光資源豐富。長(zhǎng)慶油田所在的陜甘寧蒙4省（區(qū)），以高原和沙漠為主，屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，在太陽(yáng)輻射、地形地貌、大氣環(huán)流等因子共同作用下，太陽(yáng)能輻照總量在4 500～5 600 MJ/m2·a，屬于國(guó)家二、三類(lèi)資源區(qū)，具有豐富的太陽(yáng)能資源。風(fēng)能資源除甘肅外，其余地區(qū)屬于國(guó)家一、二類(lèi)資源區(qū)，長(zhǎng)慶油田所在的內(nèi)蒙古和西北部分地區(qū)，每年風(fēng)速在3 m/s以上的時(shí)間近4 000 h左右，一些地區(qū)年平均風(fēng)速可達(dá)6～7 m/s以上，具有很大的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。豐富的風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源，為長(zhǎng)慶油田規(guī)模應(yīng)用風(fēng)能、太陽(yáng)能提供了有利條件[1-3]。

推動(dòng)新能源業(yè)務(wù)與油氣業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)展。新能源業(yè)務(wù)發(fā)展與油氣生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈高度融合，油氣田企業(yè)勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，產(chǎn)生巨大、持續(xù)的壓縮機(jī)煙氣余熱資源和采出水中的熱水資源為地?zé)帷⒂酂岬壤锰峁┝肆己玫馁Y源基礎(chǔ)[4-6]。

長(zhǎng)慶油田作為目前油氣當(dāng)量最高的油氣田企業(yè)，大力推動(dòng)新能源發(fā)展，帶動(dòng)效益強(qiáng)。長(zhǎng)慶油田主動(dòng)融入國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)全局和地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大局。用好國(guó)家政策，加強(qiáng)與地方政府溝通聯(lián)動(dòng)，在項(xiàng)目布局上統(tǒng)籌謀劃、互相支持，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與地方之間協(xié)同發(fā)展，共享發(fā)展成果，合作共贏。

2 統(tǒng)籌謀劃確保新能源業(yè)務(wù)可持續(xù)發(fā)展

持續(xù)鞏固油氣業(yè)務(wù)的主體地位，加快推進(jìn)新能源業(yè)務(wù)發(fā)展，著力構(gòu)建“主業(yè)突出、多能互補(bǔ)”的新格局。發(fā)揮油田公司整體優(yōu)勢(shì)，堅(jiān)持效益優(yōu)先，統(tǒng)籌建設(shè)規(guī)模、社會(huì)影響，分類(lèi)施策、突出重點(diǎn)、示范先行，穩(wěn)步推進(jìn)新能源業(yè)務(wù)發(fā)展，把長(zhǎng)慶油田打造成綠色低碳發(fā)展的典范。

油田開(kāi)發(fā)本身就是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，綠色低碳全產(chǎn)業(yè)鏈工程可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益的最大化。毫不動(dòng)搖地推動(dòng)新能源新業(yè)務(wù)發(fā)展，加快形成綠色競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。按照清潔能源替代指導(dǎo)思想，立足示范區(qū)實(shí)際，先進(jìn)行地面優(yōu)化簡(jiǎn)化，對(duì)地面工程油、氣、水、電等系統(tǒng)優(yōu)化簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)“節(jié)能”，再利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源替代傳統(tǒng)用能實(shí)現(xiàn)“減排”，多措并舉，因地制宜，達(dá)到清潔能源利用率不低于25%，新能源利用率不低于25%的目標(biāo)[7-8]。

3 長(zhǎng)慶油氣田新能源應(yīng)用現(xiàn)狀

1）在油田開(kāi)展了原油加熱節(jié)能技術(shù)研究及應(yīng)用。自2010年起，針對(duì)油田伴生氣少、集油半徑長(zhǎng)、冬季回壓高的井組，研制了撬裝式太陽(yáng)能井組加熱裝置[9-10]。通過(guò)該技術(shù)對(duì)原油進(jìn)行加熱，降低了傳統(tǒng)加熱能耗，保障了冬季正常生產(chǎn)。目前累計(jì)應(yīng)用50套，加熱井?dāng)?shù)250口，節(jié)約用電500×104kWh，折合標(biāo)煤1 670 t，減少碳排放4 125 t。同時(shí)在2個(gè)井場(chǎng)開(kāi)展了空氣源熱泵加熱技術(shù)的試驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：系統(tǒng)加熱溫度可達(dá)46℃，井口回壓降低了1 MPa，能效比達(dá)到了2.0以上，較常規(guī)電加熱節(jié)能40%以上。

2）在氣田開(kāi)展了采氣井場(chǎng)風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)研究及應(yīng)用。在氣田井場(chǎng)、閥室、管道大型穿跨段遠(yuǎn)程監(jiān)控上，使用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置為井場(chǎng)RTU、通信設(shè)備及電動(dòng)閥供電。目前累計(jì)應(yīng)用2 746座，安裝功率0.45 MW，年發(fā)電68×104kWh。同時(shí)在2個(gè)站點(diǎn)開(kāi)展了風(fēng)網(wǎng)互補(bǔ)先導(dǎo)性試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)網(wǎng)互補(bǔ)、風(fēng)電優(yōu)先的供電模式，單臺(tái)裝機(jī)功率25 kW，年發(fā)電量在4×104kWh左右，為風(fēng)電技術(shù)落地應(yīng)用提供了經(jīng)驗(yàn)。

4 新能源技術(shù)應(yīng)用設(shè)想

針對(duì)光伏發(fā)電，井場(chǎng)采用獨(dú)立光伏發(fā)電+儲(chǔ)能。采用風(fēng)光互補(bǔ)或太陽(yáng)能獨(dú)立供電系統(tǒng)，將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電能通過(guò)控制器、逆變器供給負(fù)載，經(jīng)蓄電池儲(chǔ)能，當(dāng)裝置不具備發(fā)電條件時(shí)，利用蓄電池儲(chǔ)存電能供給負(fù)載。集氣站、保障點(diǎn)采用光伏并網(wǎng)發(fā)電+發(fā)電機(jī)+外電。利用建筑屋面和部分地面安裝光伏發(fā)電裝置，將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電能輸送至內(nèi)部電網(wǎng)供負(fù)載所用，電能不足時(shí)依靠現(xiàn)有發(fā)電機(jī)或外電提供。

結(jié)合長(zhǎng)慶油田生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀，新能源應(yīng)用優(yōu)先加大光伏發(fā)電技術(shù)、光熱技術(shù)應(yīng)用、有效推進(jìn)風(fēng)力發(fā)電、余熱發(fā)電、地?zé)崮堋翰钅艿燃夹g(shù)應(yīng)用，試驗(yàn)性開(kāi)展氫能、三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池等儲(chǔ)能技術(shù)研究。

5 機(jī)制與機(jī)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)置

長(zhǎng)慶油田目前油氣當(dāng)量6 000×104t，根據(jù)堅(jiān)持實(shí)事求是、以經(jīng)濟(jì)效益為中心、科學(xué)、先進(jìn)和實(shí)用、精干高效、權(quán)責(zé)統(tǒng)一的組織機(jī)構(gòu)設(shè)置原則。按照油氣當(dāng)量4 000×104t以上的油氣田企業(yè)A類(lèi)設(shè)置模式，結(jié)合新能源與碳排放相關(guān)工作需求，參照油氣田企業(yè)機(jī)關(guān)職能部門(mén)設(shè)置定員標(biāo)準(zhǔn)，建議設(shè)置不少于6科室30人的新能源與碳排放管理處。同時(shí)各采油（氣）單位設(shè)置不少于5人的新能源與碳排放管理科，勘探開(kāi)發(fā)研究院、油氣工藝研究院、技術(shù)監(jiān)測(cè)中心等技術(shù)支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置不少于15人的新能源與碳排放技術(shù)部門(mén)。并制定新能源與碳排放項(xiàng)目管理辦法、新能源與碳排放管理業(yè)績(jī)考核與獎(jiǎng)勵(lì)兌現(xiàn)管理辦法等配套制度與政策，從機(jī)構(gòu)設(shè)置到制度建設(shè)全面保障新能源與碳排放業(yè)務(wù)能夠得到有效發(fā)展，為公司實(shí)現(xiàn)新能源替代目標(biāo)、碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。