地熱能否燒開“雙碳”目標

文／敬 民

“雙碳”目標提出后，地熱是油田發展的新能源，是建設綠色油氣田的重要增量選項。

“雙碳”目標的提出，為經濟社會發展樹立了新的標桿。此標桿下各行各業都有減碳去碳之責任和義務，油氣行業更是去碳減碳之重點。上游油氣田雖不是油氣行業的主要排放源，但溫室氣體排放控制絲毫不能放松。發展新能源，是油氣田去碳減碳的重要手段。綜合目前的發展形勢看，地熱是我國油田發展新能源、建設綠色油氣田的重要增量選項。

●“雙碳”目標提出后，油氣行業更是成為減碳的重點。 攝影/王國章

油田地熱資源優勢突出

要實現油氣田綠色低碳化運營，油氣田需要在現有的基礎上進一步加大發展新能源業務的力度。發展新能源對油田而言，并不是什么新鮮事。當今油田處處可見風電、太陽能發電以及地熱資源開發利用的影子，新能源發展的輪廓可以說已經初步搭建起來，將來的發展也不會脫離這些范疇。如果說新能源要跨越，無非就是進一步加大力度，將新能源業務的發展提升至更高層次和更大規模。這就需要對油氣田的新能源資源稟賦、各個能源的相對優劣勢進行系統梳理，謀劃更高層次的產業化發展道路。

油田企業發展風能、太陽能業務受制于氣候和氣象條件的限制，存在著供應間歇性的短板。而油田開發利用地熱的條件，則要好很多。一方面，油田地熱資源可以就地取材，井打到一定深度都會有熱源；另一方面，現有的油氣田廢棄井設施和油田工程技術優勢，為油田開發利用地熱創造了先天有利條件。已開發的國內油田地熱資源，目前主要用于供暖、養殖、原油加熱和小規模發電。整個利用量是其資源量的極小部分。油氣田要實現綠色低碳化發展，油田地熱在路徑選擇方面非常具有競爭力。

熱源獲取的主要路徑

那么，油田地熱熱源獲取的主要路徑是怎樣的？主要有三方面。

繼續做好污水余熱利用。國內老油田目前多數進入高含水期，含水率普遍高達90%以上，油田生產過程中有大量水源注入地下用于維持地層壓力，又有大量的水隨油氣一起采出，油氣分離后再形成新的污水。公開資料顯示，國內勝利油田十個采油廠現有含油污水處理站52座，實際處理污水量72萬立方米/小時。其中，溫度在55℃以上的污水站共19座，日排水量為38萬立方米/小時。溫度在60℃以上的污水站有14座，日排水量為26萬立方米/小時。隨著老油田挖潛力度的持續加大，會有越來越多的污水產生。

做好油田廢棄井改地熱井工作。根據相關統計，目前世界范圍內有3000萬口廢棄井。美國得州有超過36萬口廢棄井，其中至少1.8萬口廢棄井的井深超過3000米。這些井的井底溫度普遍為125℃～175℃。我國2005年廢棄井數為7.68萬口，2010年增加到9.2萬口，目前已突破10萬口。以勝利油田為例，大多數油井井深1000米～3000米，產出流體溫度可達60℃～100℃，有些井流體溫度甚至會更高，完全可以用來進行廢棄井轉地熱井改造。國內外有學者對廢棄井改造措施和取熱應用進行了大量研究，提出了采用增強型地熱系統和井下換熱器取熱等方法，并以此為基礎討論了廢棄井地熱資源的發電及供暖開發路徑，理論上進一步拓寬了地熱在油田的應用空間。近期，遼河油田首個地熱工業應用示范項目就將10口廢棄油水井改造成地熱井，部分替代站內燒天然氣加熱采出液。該項目每年能節約天然氣900余萬立方米，減排二氧化碳3萬噸，減少運行成本600萬元。

通過鉆探新地熱井獲取地熱源。油氣田多處于地熱資源條件豐富的地區，除了利用污水余熱、依托廢棄井改造途徑利用地熱之外，在油田生產生活區系統開展地熱資源勘查，依托油田企業勘探開發工程技術優勢，通過鉆探新的地熱井實現對地熱的有效利用是重要途徑之一。

統籌兼顧，熱電并舉

目前油田對地熱的利用主要以熱為主，利用途徑有原油輸送加熱、居民小區冬季供暖以及一定數量的地熱農業養殖等，地熱發電基本上沒有涉及。未來油田地熱產業發展的重點方向是熱利用的結構調整與升級，實現熱電并舉。直接利用方面，當前主要任務是要對現有污水處理站、廢棄井進行系統的梳理及規劃布局，結合油田所在地區的經濟社會發展需要，因地制宜布局供熱項目，最大限度克服換熱站、廢棄井分布與居民居住區不匹配的矛盾，實現資源的優化配置。

地熱發電利用，應作為地熱業務升級的重點。根據現有的油氣田溫室氣體核算標準，油氣田外購電源的源頭排放要納入油氣田自身的排放測算范疇。因此，發展油氣田新能源電力實現一定比例的外購電源替代是油田降低碳排放的重要路徑之一。在此形勢和要求下，油田地熱發電成為現實選擇。發展地熱發電的時間維度方面，應在重視高溫地熱發電的同時做好中低溫地熱發電的接續規劃，目前很多深井井底溫度在100℃附近，并不符合當前的高溫發電資源條件。地熱低溫發電，理論上可以在油田實現突破。上世紀70年代，我國在中低溫發電技術方面已取得進展，只是當時受制于國家經濟與財政條件薄弱限制未能實現大規模推進。如今在“雙碳”目標的驅動下，中低溫地熱發電技術再次回歸有理論上的可能。發展中低溫地熱發電，如今有了更好的經濟與科研條件。油田是很好的試驗場。

做好地熱科技攻關

發展新能源業務是油田實現節能降耗，實現綠色低碳發展的必由之路。但是，目前油田在新能源發展方面的能源品種選擇并不多。地熱以其資源穩定的優勢為其在油田綠色低碳發展轉型中贏得重要戰略地位，但須重視解決油田在利用地熱的過程中暴露出的問題。比如，污水余熱利用目前面臨的主要問題之一就是污水中有大量的雜質，容易堵塞換熱器；污水處理站的位置往往不在居民區，長距離輸送熱又不具有經濟性，導致其余熱利用主要用于加熱原油，實用性受到限制；地熱發電技術在油田的應用基本上還是空白等等。

因此，統籌解決好這些問題事關油氣田綠色低碳化推進工作的成敗，需要面對和重視。建議油氣田企業在制定自身中長期發展規劃時，高度重視“雙碳”目標下的地熱發展布局，明確地熱科技攻關方向，并根據發展需要明確各個時期的地熱科技攻關重點。科技與投資組織形式上，可以考慮聯合社會投資及科研機構，通過科技要素共享與合作的方式共同推動油田地熱科技及產業化進展。