“雙碳”目標下油田企業節能減排管理探析

□ 文/柴紅哲

中國石油圍繞國家“雙碳”目標，把綠色低碳納入發展戰略，明確清潔替代、戰略接替、綠色轉型“三步走”總體部署，大力發展天然氣業務，加快推進新能源業務發展，加大生產用能清潔替代力度，從源頭上減少碳排放，統籌推進“油氣熱電氫”綜合性能源業務發展，加速油品升級，積極生產并提供零碳能源產品，不斷提高低碳和零碳能源生產供應比例，與油氣行業氣候倡議組織（OGCI）成員公司重申繼續加快碳減排行動。

作為中國石油油田企業，必須更加重視能源節約工作，從能源管理全過程入手，進一步尋求技術與管理方式創新，為實現“雙碳”目標做出更大貢獻。近年來，中國石油大港油田公司積極踐行新發展理念，多措并舉推行低碳生產和節能減排，為綠色油田建設添磚加瓦。

一、大力推動清潔優質能源天然氣增儲上產

天然氣是燃燒最清潔的碳氫化合物，燃燒發電時與煤炭相比，所產生的二氧化碳大約只有50%，空氣污染物只有1/10。隨著經濟不斷增長和能源結構的不斷優化，我國對天然氣的需求逐年增長。集團公司2022年提出，要發揮天然氣資源優勢，強化頁巖氣、煤層氣、致密氣規模開發，提升國內天然氣產量占比，持續推動我國一次能源消費結構改善。為保障國家天然氣供應和實現“雙碳”目標，大港油田針對復雜斷塊老油田天然氣資源零散不整裝的現狀，探索運用天然氣開發新技術、新工藝，形成完整的勘探開發成果系列，使老氣田重新獲新生，持續推動天然氣上產。

一是精雕細刻創新天然氣生產管理。創建涵蓋天然氣生產技術類與經營類11項指標的氣藏開發效果評價體系，對“溶解氣、凝析氣、水驅氣藏”三類、46個重點產氣藏逐一制定調整方案，自然遞減控制在10%以內。

二是精益求精實施天然氣生產技術創新。面對天然氣剩余可采儲量不足的嚴峻形勢，依托立體評價、精細氣藏油藏描述技術開展儲層表征研究，在深化地質研究上取得突破性進展；建立了多數據融合地球物理檢測、高含水飽和度氣層識別等一整套氣藏識別技術；精細油氣藏描述成果轉化，在老油氣田內部滾動評價取得新發現，探明了一批優質高效儲量，快速建成生產能力。近3年，大港油田年均天然產能建設0.6億立方米，單井初期產量1.6萬立方米，產能貢獻率平均25%以上。

三是精耕細作動態調配天然氣生產。建立了油田公司、各區塊天然氣產能負荷因子監控圖版，實施“一藏一方案、一井一對策”，開展井網調整、工作制度優化、低產井治理等，按照新版《天然氣開發管理綱要》要求負荷因子控制在1.0以下，確保天然氣穩定開發。

四是精打細算實現天然氣生產降本增效。實施地質工程一體化，優化天然氣開發前期評價井、產能建設井設計，節約實施費用；摸索生產規律，建立套管氣量與油套壓、油嘴直徑的關系模版，實時調控相關參數，年均回收零散天然氣6000萬立方米以上，確保天然氣“顆粒歸倉”。

通過上述舉措，近年來大港油田公司天然氣產量一直保持持續增長，2019—2021年，天然氣產量完成5.68億立方米、6.63億立方米、6.4億立方米，分別超計劃1.68億立方米、1.63億立方米、1.40億立方米。

二、大力推動采油廠以節電為主的節能減排

節約能源、減少生產能源消耗，也是降低污染物排放最現實、最有效的途徑之一，這對于化石燃料燃燒減排放具有十分重要的意義。為了實現“雙碳”目標，大港油田在采油廠推行節電項目組，強化以節電為主的能源管理，通過切實有效的舉措，為油田節能減碳和改善環境做出了積極貢獻。

建立“五位一體”油田智能舉升系統節能減排。大港油田現有在冊油井超過5000口，開井4100余口，單井平均日產液28立方米，綜合含水90%。油井舉升工藝主體為抽油機有桿泵，占總開井數的80%。以新發展理念為指引，開展油田舉升工藝創新升級，構建“五位一體”的電動潛油螺桿泵智能舉升管理模式，將電動潛油螺桿泵智能舉升技術應用融合形成一個有機整體，在技術上精益求精、在生產上精耕細作、在經營上精打細算，形成靠技術提高經濟效益、以效益反哺技術研發的良性循環，從而實現提質增效目標。4年共推廣應用211口井，節電3584萬度，增油6.29萬噸，減少碳排放6560噸，其管理模式對低油價下油田開發實現智能、綠色、效益、可持續發展具有重要的借鑒和示范意義。

開展采油廠生產井節電推動節能減排。各采油廠針對近年來油田開發生產運行用電量逐年升高、用電費用和電力成本不斷攀升的問題，改變節電降耗以往單靠電力管理職能部門抓節電的管理方式，創新引入項目組管理，采取電力管理部門牽頭負責，其余部門整體聯動、齊抓共管，形成全廠各單位（部門）扛指標、擔責任、抓落實和橫向到邊、縱向到底的節電降耗管理新格局，重點抓提升生產系統效率，凸顯采注輸系統節電效果。采油廠生產運行具有龐大的采油系統、注水系統、輸油系統，是生產耗電大戶，從中找潛力，強化用電管理，從基礎工作做起，把節電做到細處，為每一口油井量身定做方案，為油井開啟“節電模式”。例如：對電泵井實施控液節電。推廣應用電潛螺桿泵節電。在劉官莊油田高粘稠油區塊應用32口井，替代了常規抽油機有桿泵電加熱工藝，實現了高黏稠油井無輔助降粘高效冷采，大幅度降低了稠油井開采成本。較抽油機有桿泵電加熱工藝平均節電87%，階段節電800萬度，建成了劉官莊油田千萬噸級高粘稠油冷采示范區。對抽油機井實施調參節電。油井產量一定時，選擇不同抽汲參數組合，其工況和系統效率不同。依據抽汲參數“長沖程、慢沖次”的設計原則，在多種參數組合中，選擇系統效率高、耗能低、便于實施的參數組合作為油井的調參方案。對于供液充足、沉沒度大的油井，一是調大油井抽汲參數，增大產量，發揮油井的生產潛力和設備的舉升能力；二是在產量不變及合理沉沒度條件下，減小泵掛深度，降低懸點載荷。對于供液不足的油井，一是加深泵掛，增大泵的沉沒度和充滿程度，提高泵效；二是調小抽汲參數，降低桿柱、液柱的慣性載荷。優化供注水系統節電。開展抽油機平衡度優化調整節電。強化油井電加熱設備運行管理節電。推廣應用高轉差節電電動機節電。在用的效率低、部分永磁電動機長期使用消磁嚴重，需要應用節電電機進行更新。根據抽油機電機運行工況特點，通過測試確定20%-40%為抽油機電機經濟負載率。針對采油廠電機裝機功率（37kW-55kW）普遍過高、負載率極低的現象，通過應用高轉差節電電機裝機功率，由原來的37kW-55kW降為22kW-37kW，平均系統效率提高2.3%。強化注水機泵運行管理節電。加強注水井生產運行管理節電。對大功率設備實行錯峰用電。加強機泵管理，提高泵效，注水泵、輸油泵等大功率設備在滿足生產要求的前提下，執行錯峰用電制度，并且合理使用變頻器及配套設備。在高峰時段（白天）降低頻率，減少輸油量和注水量，在谷時段（晚上）提高頻率，增加注水量和輸油量，從而利用差價減少電費支出。

2021年，大港油田技措節能11899噸標準煤，減少二氧化碳排放29003.20噸， 其 中 節 電2829.75萬千瓦時，減少二氧化碳排放25023.48噸。

三、探索實施二氧化碳吞吐驅油技術實現碳利用與碳封存

碳捕集、利用與封存是應對全球氣候變化的關鍵技術之一，被正式寫入了《國家“十三五”科學和技術發展規劃》，也將是“十四五”期間我國實現“雙碳”目標的重要攻關方向。大港油田結合油田稠油開發實際，積極探索實施二氧化碳吞吐驅油技術，在實現老油田增產的同時，實現碳利用與碳封存。針對油田豐富的稠油地質儲量資源，通過采油井向油藏近井地帶注入定量二氧化碳，關井擴散一段時間使二氧化碳充分擴散，從而溶解于原油中。這一方式使原油體積膨脹、黏度降低、提高原油流動性能和改善油水流度比，同時還能在一定程度上解除近井地帶沉積的膠質瀝青質等重質組分堵塞，關井擴散結束后再恢復生產，實現單井產量提高。實施二氧化碳吞吐驅油技術，對于改善低產低效難采稠油油藏生產現狀和降碳封碳具有重要意義。

一方面有效動用常規技術難以動用的低效稠油區塊，促進難采稠油區塊增油上產。二氧化碳吞吐驅油是一項針對難采油藏的單井增產的重要技術措施與手段，主要通過降低原油黏度、溶脹原油、流度調控、補充地層能量、解堵等機理實現增油，應用油藏類型主要為稠油油藏。大港油田約有1.63億噸稠油油藏，其中大量的低產低效井缺乏有效開發技術或增產措施，采用常規增產措施技術經濟效果較差。在大港油田稠油油藏實施二氧化碳吞吐可通過原油降黏、抑制底水錐進提高單井產量和采出程度進行，該技術對于實現特稠油油藏的有效動用和改善邊底水普通稠油油藏的開發效果具有重要意義。

另一方面，通過科學決策，降低了投資風險、提高了經濟效益。二氧化碳吞吐項目作為油氣田開發建設項目中的一種類型，相對是一項低投入、高產出的增產措施，預計投入產出比為1∶1.15。在二氧化碳吞吐項目中實施項目管理是高效實現驅油目標的行之有效方式。二氧化碳吞吐項目后評價工作作為項目管理的手段之一，任務是要回答這些問題：投資前期立項決策是否規范、投資期間工程實施是否完成、管理過程是否規范、投資完成后目標是否實現、投資是否科學有效可行等。通過建立后評價指標體系，可以對項目本身的實施效果進行量化分析、定性分析，為投資決策和實施主體的建設管理提供參考標準，為后續二氧化碳吞吐項目的實施和管理提供依據，在降低投資風險同時提高了經濟效益。

更為重要的是，油田結合開發實際實現了碳利用與碳封存。據統計，僅2020年大港油田實施二氧化碳吞吐155井次，總計注入二氧化碳量6.64萬噸，單井注入量300-600噸，對比2021年實施情況來看，實施井次仍有上升趨勢。二氧化碳吞吐驅油項目不涉及鉆井工程，并在采油工程、地面工程、投資與經濟效益評價等多方面與常規油氣田開發建設項目后評價有明顯區別。采油廠探索實施二氧化碳吞吐項目，形成了“液力反饋泵+內循環雙空心桿”特色注采一體化工藝，日節約電費2000度，日運行費僅390元，大幅度降低了運行能耗，遠低于其他注采一體化工藝運行費；集中脫氣工藝利用現有天然氣供氣管線可實現原油加熱，提高脫氣效果，實現二氧化碳從儲集器氣出口排出，為今后集中實施二氧化碳吞吐區塊脫氣、氣體回收提供了方向和依據，可推廣性強，可實現常規稠油區塊采出液與二氧化碳的分離，降低二氧化碳對集輸系統的影響。