零碳采油 從零起步

文／本刊記者 于 洋

低碳生產，多手段減碳，零碳采油的夢想終將照進現實。

特邀嘉賓 (排名不分先后）葛紅江…………………………………………………………………………………………………………………………大港油田首席專家陳 軍 ………………………………………………………………………………………中國石化高級專家、勝利油田CCUS項目部經理褚浩元………………………………………………………………………新疆油田工程技術研究院采油工藝研究所機械采油研究室專家趙 磊………………………………………………………………………………………………………………………………能源戰略專家

“雙碳”的綠風遍吹。在低碳甚至零碳模式下進行高效生產，已成為各油氣生產企業的共識。但是，低碳零碳采油如何能夠實現？

近日，新疆油田發布消息稱，邊探井“智能間抽+離網式光伏發電”技術現場試驗取得成功，標志著該油田在零碳采油模式上邁出關鍵性一步。

毫無疑問，這為油氣生產企業實現低碳零碳采油提供了一種借鑒。但是，當前低碳零碳采油整體進展情況如何？有哪些實現的可能性？個別的成功案例能否在各油田中大規模推廣應用？為此，特邀油田生產一線的專家和行業專家進行探討。

零碳采油邁出重要一步

中國石油石化：各位專家好！首先想請褚專家介紹一下，新疆油田邊探井“智能間抽+離網式光伏發電”技術是一種怎樣的采油技術。

褚浩元：新疆油田共有無電邊探井數百口。邊探井位于油田邊緣和偏遠地帶，如果采用電網供電，存在投資費用高、關井后電力設施浪費嚴重等問題。因此，此前以間歇自噴生產為主，部分采用柴油機發電+機抽的方式生產。

但是，隨著不斷開發，地層能量持續減弱，自噴井平均日產液量低于1.5噸，而柴油機發電生產運行費用高，嚴重影響生產效益。

為挖掘邊探井生產潛力，提高開發效益，在新疆油田公司的組織協調下，我們工程技術研究院和相關采油廠周密部署、精心謀劃，提出了“智能間抽”與“離網式光伏發電”融合應用的技術方向，共同制定了試驗方案，8月初運用現場試驗取得成功。

智能間抽技術可通過自動識別油井動液面變化，制定合理開關井制度，結合光伏智能直驅技術將發電量“電盡其用”。滿足智能間抽提高機采系統效率的同時，實現智能運行與光伏用電的一體化控制，確保油井產量和效益優先。

中國石油石化：為什么說這種采油技術在零碳采油模式上邁出了關鍵性一步？

褚浩元：因為該技術首次實現了新能源供電與智能化采油技術的有機結合。與目前新疆油田現場應用的單一光伏供電相比，降低了光伏總容量與儲能需求，投資成本降低60%以上，為邊探井提產提效探索出了一條新的技術路徑。

經過測算，首口運行的瑪湖14井采用“智能間抽+離網式光伏發電”技術后，年發電2.7萬度，實現了真正的“零碳”采油。年增油400噸以上，投入產出比達1∶3.7，具有良好的經濟效益和社會效益。

同時，配套的抽油機小幅度激勵擺動、啟停語音報警、數據遠傳等功能，解決了人工啟停、定時巡檢管理方式存在的安全隱患和勞動強度大等問題，使生產一線的管理變得更加快捷，更加高效。

創新的開發模式為新疆油田新能源高效開發戰略提供了新的引擎，實現了油井生產從“低碳”到“零碳”的跨越。

下一步，我們將制定邊遠井智能間抽融合離網式光伏發電生產技術應用規范，指導這一技術在現場低成本、標準化、規模化應用，以取得更大的綜合效益。

零碳采油推廣不易

中國石油石化：請問各位專家，新疆油田的這一零碳采油技術能否在全國各油田進行推廣呢？

葛紅江：我國幅員遼闊，不同地區的油田面臨著不同的情況。新疆油田的零碳采油技術針對的是偏遠的邊緣區塊。它們位于西部地區，光照時間長，井場面積遼闊，適合進行光伏發電的零碳采油試驗。

●風光賦能，與智能化技術有機結合，實現低碳零碳采油不是夢。 供圖/視覺中國

但是要知道，光伏和風電產生的單位能量密度很低。對于東部油田來說，假設一個井場有5口井的話，即使把井場周圍全部鋪上光伏板，所產生的電量不一定能夠帶動5口井的生產。除非把光伏板鋪到井場外面，才能夠產生足夠的電量，否則還是需要靠電網的電來補充。而要在井場外占地鋪光伏板，需要重新申請辦理土地征用。對于人口密度比較大的東部地區來說，征地存在一定的難度。

目前在東部油田，綠電的平均替代率大約在10%，大部分是綠電和網電混合使用。十年之內，還看不到東部油田以綠電作為主力電源的可能性。

陳軍：零碳采油需要因地制宜。目前像東部油田采用綠電主要面臨的是源網荷儲一體化如何解決的問題。有了綠電后，如何利用我們的電網，如何解決綠電的存儲問題是我們當前考慮的主要問題。這些問題解決后，東部油田的綠電應用范圍就會大幅度提升。就目前條件看，如果源網荷儲這方面的工作推動不夠快的話，綠電的應用會受到一定的限制。不過，已經有一些東部油田在嘗試解決這方面的問題，像新疆油田、吉林油田等。

此外，東部油田推廣大型風光發電項目受土地面積的限制。不論是裝光伏板還是裝風力發電機，都需要一定面積的土地作為支撐。像光伏板，面積越大，產生的電量越多。而像我們勝利油田，井場的面積是有限的，鋪不了太多光伏板。至于風機的安裝，國家早就有明確的要求，在風力發電機高度的1.5倍范圍內不能有建筑物和設施。東部地區人口稠密，這些條件很難滿足。

中國石油石化：除了地域性的因素，當前油田實現零碳采油的難點還有哪些？

葛紅江：在實現零碳的道路上，各油田的積極性都很高。但作為企業，不論采用哪種減碳方式都面臨著經濟性的問題。在油田生產中，有些新能源在成本上無法與常規能源直接競爭，造成油氣生產成本的高企，從而限制新能源、新技術在油田的推廣應用。

舉個例子來說，目前國內低滲透油田都可以做二氧化碳驅油，但有些油田做二氧化碳驅油最主要的難點不是技術問題而是二氧化碳的來源。因為二氧化碳的主要來源不是油田，油田要進行二氧化碳驅油就需要購買二氧化碳。市場上的二氧化碳動輒300～400元/噸，還有很高的運輸成本，必然影響油氣生產的經濟性。目前國內針對二 氧化碳捕集、 利用與封存（CCUS） 還沒有明確的政策和補貼，一定程度上影響了二氧化碳捕集、利用與封存的推廣。

條條大路通低碳

中國石油石化：無論面臨何種困難，低碳零碳發展是大勢所趨。各油田在通往零碳的道路上做了哪些有益的探索？

趙磊：除了通過提高生產效率節能外，目前東部油田減碳的主要措施有CCUS、植物碳匯以及進行新能源替代。

例如，勝利油田和齊魯石化聯合建成的我國最大的碳捕集、利用與封存全產業鏈示范基地，國內首個百萬噸級碳捕集、利用與封存項目——齊魯石化—勝利油田百萬噸級CCUS項目已經正式注氣運行，標志著我國CCUS產業進入了成熟的商業化運營階段，能夠大幅降低油田碳排放，對搭建人工碳循環模式具有重要意義，有效助力我國實現“雙碳”目標。

植物碳匯方面，中國石油首個碳中和林已經在大慶油田落戶。預計到2025年，大慶油田將建成中國石油首個萬畝

碳中和生態園區，預計20年內可吸收7236噸二氧化碳。

●供圖/王國章 勝利油田

新能源替代方面，今年年初以來，青海油田采用“光伏發電+儲能”的模式，已建設油泉子、七個泉、大風山、鹽湖氣站4個清潔能源替代示范區，致力打造零碳油田。河南油田利用廢棄井場，在井樓、古城油區建設了3臺單機容量3.6兆瓦的風力發電機組。全部投運后，分別通過架空線路和電力電纜接入古城變電站和喬莊變電站，年上網電量約2700萬千瓦時，節約標煤約3300噸。像這樣的探索挺多的。

中國石油石化：在您看來，油田實現零碳采油的關鍵是什么？

趙磊：關鍵是技術的發展?？茖W技術是開展節能減排的重要支撐。在發展與降耗互相矛盾的情況下，科技節能大有可為。

目前，大多數新能源技術和產業研發投入不足，缺乏自主創新技術。新能源技術產業的示范與應用，在油田的推廣度還不高。新能源行業對從業人員的素質要求高、培養周期長、速度慢，缺少行業領軍人才及大量專業化技能操作人才。油田要實現零碳采油，必須要解決這些問題。

一場綜合性的變革

中國石油石化：為實現零碳采油，油氣生產企業需要做好哪些方面的準備？

趙磊：油田應該加快推進新能源相關技術的研究與應用。積極與新能源企業接觸，加大學術交流力度，提高油田在新材料、電氣、新能源方面的知識儲備。同時，在新能源發電技術、油田業務與新能源融合方面等進行探索實踐，加強自身在新能源業務方面的科研能力。此外，注重加強新能源人才培養，不僅在待遇、體制機制上增強吸引力，而且要利用現有技術人員，在實際工作中發現問題解決問題，確保在短時間內培養一批成熟的新能源操作人員。

陳軍：企業要有長遠的眼光，在低碳零碳采油的探索過程中，形成自己的傳統能源與新能源技術的融合體系。以齊魯石化—勝利油田百萬噸級CCUS項目為例。

作為國內首個百萬噸級的CCUS項目，這是一個非常重要的工程試驗。我們的著眼點不僅僅是在這個項目上，更希望通過這個項目帶動勝利油田新能源技術體系的建立。

目前通過這個項目，我們已經形成了六大技術系列，包括低成本的二氧化碳捕集、安全的管道輸送、二氧化碳的低溫密閉注入、高效驅油與封存技術、二氧化碳驅油采出液的集輸處理與循環利用、驅油與封存空間的環境監測技術。在這六大技術系列下，結合我們將近50多年在二氧化碳驅油理論方面的積累，形成我們的自主創新技術體系，實現國內外最高的注入壓力，以及二氧化碳整個注入采出、可循環處理的凈零排放。

目前，我們設計的二氧化碳注入量為100萬噸/年，預計15年封存1068萬噸，累采油297萬噸。從4月4日運行算起，截至目前已封存了18萬噸二氧化碳。

中國石油石化：實現零碳采油，對企業管理方面有怎樣的要求？

趙磊：企業要注意提高綜合能源的管理能力。應從頂層設計入手，正確認識和把握油氣業務和新能源業務融合發展的問題。通過深化油氣與新能源融合發展，建立油氣新建產能、天然氣增量資源、LNG項目等傳統業務與新能源指標掛鉤機制，探索建設互利互贏、共同發展平臺，以在市場競爭中贏得發展空間。同時，還需要互相借力、強強聯合，與優勢電力企業合作，激發鏈式效應，增強集群競爭實力，確保新能源業務發展穩步推進。

此外，要加強能源互聯互通和智能控制方面的建設和積累，做好新能源并網接入服務，發揮新能源就地消納、集成優化供需調節及替代作用。要強化油田地面工程協同監測與管控研究，為建設綠色油田奠定基礎。要以新能源業務發展為契機，做好行業間CCUS全產業鏈聯動，助力油田企業提質增效、節能減排、低碳清潔綠色生產，降低碳排放。

DISCOURSE科學技術是開展節能減排的重要支撐。在發展與降耗互相矛盾的情況下，科技節能大有可為。