華北油氣積極推進多元能源綜合開發加快轉型發展

1月13日，中國汽車工業協會發布數據：2020年新能源汽車產量和銷量分別完成136.6萬輛、136.7萬輛，比上年分別增長7.5%和10.9%，新能源汽車產銷量創歷史新高。近年來，汽車廠商紛紛投資生產新能源汽車，傳統燃油車每況愈下。

面對新能源強勢來襲，以生產化石能源為主的石化行業，如何迎接新能源時代的到來，是值得深思和長遠謀劃的戰略大事。2020年，中國石化提出構建“一基兩翼三新”的發展格局，打造世界領先潔凈能源化工公司，適應了新能源發展的時代要求。“我們必須依靠革命性思維和顛覆性技術進入新領域‘無人區’，占領新能源‘制高點’，建設成為多種能源綜合高效利用的卓越企業，打造能源發展戰略新的增長極。”中國石化華北油氣分公司總經理呂新華表示。

搶占深層煤層氣開發新先機

華北油氣公司東勝氣田大力推廣風光互補發電，滿足氣井井口自動化控制裝置電力需要。馬獻珍 攝

油企要大力研發非常規資源領域顛覆性動用技術，大膽進軍煤炭綜合開發利用領域。油田企業所開發的區域一般擁有多種復合資源，由于受開發技術限制，大部分資源未被開發動用。例如，鄂爾多斯盆地埋深小于2000米的煤炭資源量近2萬億噸，占全國總量的43%，但目前所能開發的僅為1000米以淺的約20%的資源。

華北油氣分公司礦權區煤炭資源規模巨大，煤層氣資源開發潛力大。根據最新資源摸底，該公司擁有侏羅系煤炭資源3412億噸、上古生界石炭系煤炭資源量2721億噸，總量達6133億噸。其中，石炭系煤層生成的天然氣是鄂爾多斯盆地致密氣的主要來源。

鄂爾多斯盆地內侏羅系延安組中低煤階煤層氣分布廣，華北油氣將針對探區煤層氣開展前瞻性研究和工程工藝試驗，搞清楚深部煤層氣賦存狀態及產生機理。“盆地南部涇河油田煤層埋深400～1500米，煤層累計厚度4～20米，通過老井復查，發現涇河油田西部局部地區具備煤層氣勘查的有利條件，應開展老井煤層氣測試，評價煤層氣勘探潛力。”華北油氣分公司技術人員建議。

煤層氣領域具備良好的勘探開發前景。近年來，油田企業加大了鄂爾多斯盆地煤層氣領域的勘探力度。中國石油針對山西組灰巖薄互層煤層氣開展了儲層改造試驗，試獲工業氣流；沁水盆地南部太原組、山西組煤層氣已實現規模開發，是我國主要的煤層氣產建基地；中國石化華東分公司在鄂爾多斯盆地南部延川南區塊也實現了太原組、山西組煤層氣的開發；華北油氣分公司鄂爾多斯盆地南部彬長探區焦坪下石階煤礦JPC-01井試氣日產量最高1500立方米，彬長礦務局鉆探DFS-V01井試氣日產量1.5萬立方米。

采用新技術，實現煤炭清潔高效利用。運用地下煤氣化技術，可以將固體煤炭氣化成混合氣體輸出地面回收；煤氣化產生的高溫余熱，持續回注到頁巖油層，可以大幅度降低原油黏度，提高采收率至60%～70%；二氧化碳可以注入低滲致密油藏地層，有效補充地層能量，能夠較好解決余熱的有效利用及碳排放問題。

加快鄂爾多斯盆地煤炭資源開發利用，可有效補充致密氣資源的不足。目前，華北油氣分公司已與高等礦業院校合作，針對不同區塊、不同煤層性質、含氣狀況等進行分析，圍繞煤炭資源開展煤層氣和煤層衍生氣勘探開發。

挺進氣田采出水制氫新領域

截至2020年底，我國的加氫站數量已經達到118座，多地出臺了相關的氫能規劃。目前，中國石化已經具備了強大的制氫能力，年產氫能力超過300萬噸，是國內最大的氫能供應商之一。煤制氣產生的氫氣，將為氫能利用開辟光明的前景。近期，中國石化宣布，計劃在5年內建1000座加氫站，形成“油、氣、氫、電”為一體的綜合能源供應站，加快推進綠氫發展。華北油氣具備開發氫能的先天優勢。

目前，華北油氣在生產天然氣的同時，產層中部分地下水被同時采出。這部分采出水需經地面處理后再次回注到地下，費用高，環保壓力大。公司立足解決采出水處理問題，形成了開展采出水制氫的初步設想。“讓采出水從液態變成氣態，廢水變成清潔能源，既減少采出水排放，又實現變廢為寶。”該公司生產運行管理部經理王斌介紹。

華北油氣開展電解水項目有諸多優勢。其一是政策優勢：國家發改委出臺相關文件鼓勵陜西、內蒙古等地區發展氫能源，陜西省、內蒙古分別推進相關工作，且列入“十四五”規劃；中國石化確定氫能源發展目標，多途徑尋求促進電解水制氫技術的開發及推廣。其二是水資源優勢：華北油氣每年有大量的采出水需要處理。其三是電價優勢：大牛地氣田分布大量的風電和光電，棄風棄光電較多，可以與相關發電企業協商，推進剩余電的采購，爭取較低電價。

電解采出水的主要產品是氫氣和氧氣。短期內可以直接銷售，供應附近的化工企業；中期可以進行深加工或利用，推進甲醇加工，滿足氣田防凍堵需要，及試點推動工區內氫能源汽車；遠期可以布局新能源市場。氧氣可用于地下煤氣化項目。

近期，華北油氣將開展小規模生活污水制氫項目先導試驗，逐步推進氣田采出水、返排液制氫項目。

進軍油氣田風光發電新高地

華北油氣礦區大多位于荒漠、戈壁，井場遠離常規電網，油氣生產建設及運行成本較高，又存在“富光多風”的新能源資源優勢。可以通過建設“光+風+儲能+燃氣機”方式的綜合能源系統為油氣生產供電，推進石化能源潔凈化、潔凈能源規模化，將企業打造成為中國石化領先的綠色潔凈用能油氣公司，進而向“凈零”排放邁進。

推進光伏、風力發電項目，降低用電成本，實現氣田綠色發展、效益開發。利用油氣田的空地、廢棄井場、閑置場地、屋頂等發展光伏、風力發電項目，采用自發自用模式接入華北油氣內部電網，可解決油氣田用電困難。大牛地、東勝等氣田遠離城市、農田，是建設大型光伏、風力發電場的理想場址，風力發電年利用時間為2500小時，光伏發電年利用時間為1390小時，建設成本低于西北地區，消納電價高于西北地區，利潤空間較大，開發潛力大。

采油一廠將太陽能和空氣源熱泵熱水系統結合起來，組成空氣源熱泵與太陽能熱水耦合系統，形成“太陽能板+空氣源熱泵+電加熱”單井集成加熱模式，實現源頭減投入、運行降成本。經過3年多建設，該廠共推行“太陽能板+空氣源熱泵+電加熱棒”加熱設備26臺套，淘汰燃煤鍋爐31套，單井日用電量從1150千瓦時降至430千瓦時。同時，通過采取“端點加藥加快油水分離、先排水后加熱、推廣應用地暖管線換熱”等一系列技改新措施，節能增效顯著。“通過技術革新，原油加熱工藝更加合理，加熱效率大幅提升，減少無效加熱56%，年可節省加熱成本200多萬元。”采油一廠廠長吳旭光介紹。

開辟多類資源綜合利用新業態

華北油氣礦區具有較為豐富的地熱、氦、乙烷等非常規資源，對這些資源進行開發利用不僅能夠避免資源浪費，而且具有良好的經濟效益，可謂一舉多得。

氦廣泛應用于航天工業、核工業、醫療、超導實驗、深海潛水等領域，是國家安全和高技術產業發展的基本物資，屬戰略性資源。但我國的氦主要依賴進口，油氣企業進軍氦產業大有可為。東勝氣田局部天然氣氦含量較高，資源潛力較大。目前，東勝氣田含有氦資源的天然氣按照天然氣價格一起銷售，優秀資源未得到有效利用，造成巨大浪費。“利用東勝氣田天然氣處理廠冷卻系統，增加相應的裝置設施，實現對氦氣的分離回收，可以延伸天然氣產業價值。”采氣二廠廠長唐萬舉表示。

華北油氣通過10多年勘探評價，摸清了渭河盆地地熱和水溶氦氣資源的富集規律和資源規模。渭河盆地新近系、第四系熱儲中地熱資源儲量折合標準煤1248.2億噸。21個地熱井氣樣氦含量平均0.94%，遠超天然氣儲量規范中氦濃度0.1%的工業指標，以及我國目前唯一開采利用氦的四川威遠氣田的平均氦含量0.2%。渭新1井2個層段抽汲時氦含量1%～5%。“加快地熱和水溶氦資源兼探，加大資源綜合開發力度，可實現多類資源綜合利用。”華北油氣分公司油氣勘探管理部經理王付斌介紹。

華北油氣利用渭新1井，在開采地熱資源的同時，做好水溶氦的提取、提濃、提純技術攻關及現場試驗。目前，采氣二廠和采油一廠的咸陽基地，較好地對地熱資源進行了供暖利用，并計劃在其他生產、生活基地對地熱資源開展規模利用。公司將加快氦探礦權申報工作，加大華縣、長安區塊乃至渭河盆地及其他區域氦資源的評價力度，加強渭新1井、渭河盆地地熱井相關區域資料的分析研究與天然氣提氦工藝技術工業化調研。

乙烷可用作燃料、冷凍劑，是裂解制乙烯的優質原料。大牛地氣田和東勝氣田所產天然氣中乙烷含量達5%～10%，華北油氣通過行業分析、市場調研，探索運作模式，正加快推進大牛地氣田乙烷回收工程建設，建成后，乙烷產量可達11萬～15萬噸/年，經濟效益顯著。