海油企業(yè)節(jié)能減排工作的實(shí)施及展望

李繼勇 李昊臻 衛(wèi)駿 盧芳

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)分公司；2.天津中海油服化學(xué)有限公司）

近些年我國能源需求隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的持續(xù)升級，呈剛性增長。受國內(nèi)資源保障能力和環(huán)境容量制約以及全球性能源安全和應(yīng)對氣候變化的能力影響，資源環(huán)境受約束情況日趨嚴(yán)重，“節(jié)能減排”面臨的形勢日趨嚴(yán)峻[1]。

1 海洋石油節(jié)能減排工作的實(shí)施

中國海洋石油總公司在節(jié)能減排工作方面有明確的目標(biāo)，對“零”排放和節(jié)能減排都提出了具體的要求。海上作業(yè)，其特殊性決定了更應(yīng)該注重節(jié)能減排，做到資源利用的最大化。中國海洋石油總公司研究總院在“十一五”期間，在每個(gè)油田開發(fā)總方案研究中，針對每個(gè)油田的特點(diǎn)，采取了一系列節(jié)能減排新技術(shù)、新思路，如：優(yōu)快鉆完井技術(shù)、綜合利用天然氣、污水排放為“零”的理念、平臺(tái)電力組網(wǎng)及設(shè)備優(yōu)化等成功應(yīng)用在油田的開發(fā)設(shè)計(jì)方案中，在有效解決自身技術(shù)難題的同時(shí)，還最終實(shí)現(xiàn)為公司節(jié)約能源、充分利用資源、提高企業(yè)效益，綜合體現(xiàn)了節(jié)能減排新技術(shù)、新思路在促進(jìn)油田區(qū)域開發(fā)中取得的顯著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效果。

1.1 海洋石油鉆完井作業(yè)中的“節(jié)能減排”

海洋石油鉆井作業(yè)相對陸地鉆井作業(yè)來說風(fēng)險(xiǎn)高、技術(shù)精、環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格、局限性大，優(yōu)快鉆井就是提高鉆井速度，縮短鉆井周期，可以很大程度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的[2]。

1）開發(fā)一個(gè)油田，可能需要打幾十口井，過去的鉆井技術(shù)，只能允許我們在垂直的方向上打井，一個(gè)較大的油田，就只能靠多建采油平臺(tái)的辦法來開發(fā)，這樣就使油田的開發(fā)周期延長，成本大大增加，解決的辦法就是把每一個(gè)平臺(tái)的控制范圍加大，用先進(jìn)的鉆井新技術(shù)，打出多口不同角度的大位移井——水平井，這就是我們后來使用的叢式井技術(shù)和多底井技術(shù)，這樣在同一個(gè)油田上，需要建立的平臺(tái)數(shù)量可以減少許多，不僅縮短了建設(shè)周期，還減少了開發(fā)成本。

2）建設(shè)周期和數(shù)量問題得到了解決，下一個(gè)目標(biāo)就是提高鉆井速度，優(yōu)快鉆井技術(shù)的成功應(yīng)用，大大縮短了鉆井周期，而每節(jié)約一個(gè)鉆井船，就可以節(jié)約直接生產(chǎn)成本數(shù)十萬元，同時(shí)，縮短了的鉆井周期，可以使油田早投產(chǎn)，早回收勘探開發(fā)投資。

3）要提高鉆井速度，鉆頭是一個(gè)關(guān)鍵，PD C鉆頭這種無軸承、無磨損的鉆頭，具有鉆速高、壽命長、適應(yīng)范圍寬等特點(diǎn)，借助針對每一種地層精心設(shè)計(jì)的鉆頭，一次下鉆可以打完一個(gè)井段，井下導(dǎo)向電動(dòng)機(jī)為鉆頭提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力，新式的電動(dòng)機(jī)能夠及鉆斜、穩(wěn)斜、修斜于一身，能夠高速旋轉(zhuǎn)，并在不同的地質(zhì)條件下，隨時(shí)調(diào)整角度，達(dá)到擴(kuò)大作業(yè)面的目的，隨鉆測井技術(shù)，可以隨時(shí)測出井下方位、井斜、跟蹤定向軌跡，隨時(shí)糾正偏斜，使鉆頭能夠準(zhǔn)確到達(dá)預(yù)定的目標(biāo)。

到2005年底，利用優(yōu)快鉆完井技術(shù)海上十多個(gè)油田累計(jì)鉆井666口，完井597口，鉆完井作業(yè)共6324 d，節(jié)約作業(yè)天數(shù)16053d，作業(yè)效率是常規(guī)鉆完井的2~4倍，而且鉆完井工程質(zhì)量全優(yōu)，直接節(jié)約鉆完井成本92億元，并得到世界同行業(yè)的認(rèn)可，已經(jīng)躋身世界鉆完井優(yōu)快技術(shù)前列。

4）除了縮短鉆井周期，節(jié)約成本以外，海洋石油人還創(chuàng)新并優(yōu)化了同行業(yè)原有的表層集中鉆井工藝技術(shù)、儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)、大滿貫測井技術(shù)、單級雙封固井技術(shù)，一次管柱多層射孔技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

優(yōu)快鉆完井是“節(jié)能”的具體措施體現(xiàn)，而“減排”則更多的體現(xiàn)在鉆完井液的技術(shù)創(chuàng)新上。采用低毒無害的鉆井液、洗井液：開發(fā)新型低毒、無毒化學(xué)添加劑替代毒性大的化學(xué)添加劑；大力發(fā)展欠平衡鉆井技術(shù)：欠平衡鉆井技術(shù)是在對井口的有效控制下，通過降低鉆井液密度或采用低密度鉆井液，使井底壓力低于地層的孔隙壓力，從而從根本上解決鉆井液向地層的侵入或漏失問題；結(jié)合使用鉆井液固相控制技術(shù)與監(jiān)測系統(tǒng)：合理使用振動(dòng)篩、除砂器、除泥器、旋流分離器及泥漿清潔器等固相控制設(shè)備，減少鉆井液的稀釋及化學(xué)處理劑的用量，達(dá)到減少廢鉆井液數(shù)量的目的[3]。

1.2 “零排放”在修井作業(yè)中的完美體現(xiàn)

中國海洋石油總公司歷來高度重視生產(chǎn)采出水的排放問題，隨著渤海油田的大規(guī)模開發(fā)，含油采出水的處理和排放壓力越來越大，同時(shí)國家對于減排的要求也越來越高。如何應(yīng)對和妥善解決采出水排放的問題已成為油氣田開發(fā)方案研究中關(guān)鍵問題。近年來，為了實(shí)現(xiàn)渤海油田原油產(chǎn)量3000×104t/a，約10個(gè)油氣田投入生產(chǎn)，再加上已生產(chǎn)的約20個(gè)油氣田，含油采出水的處理和排放面臨的壓力是前所未有的。為此，總公司提出“零”排放的理念和目標(biāo)，要求在設(shè)計(jì)油田總體開發(fā)方案時(shí)就貫徹和落實(shí)節(jié)能減排理念，對前期方案進(jìn)行反復(fù)研究和深入論證，從源頭做起，技術(shù)措施到位，使得油田開發(fā)之初就實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)采出水“零”排放。

油氣田落實(shí)“零”排放理念的思路是回注。埕北油田的原油含水量較高，選擇了A 13井作為A 平臺(tái)的生產(chǎn)水回注井。根據(jù)油藏地質(zhì)工程師的設(shè)計(jì)書，收集了大量的資料，編寫施工方案，最后使埕北油田的A 13井從作業(yè)前注水壓力為10.5 M Pa、日注入量為零的注水“困難戶”，變成了注入壓力為2.9 M Pa以下，日注入量達(dá)到802.4 m3的“回注明星”。這意味著埕北油田平臺(tái)原油分離處理后生產(chǎn)水不需要再排放、回收處理，便可以輕松回注入A 13井，也使得該油田的地層能量能及時(shí)得到補(bǔ)充，更好地使注入水與地層配伍，同時(shí)降低了原油處理的成本，為海上油田生產(chǎn)中的節(jié)能減排工作達(dá)到了良好的效果。

2 石油行業(yè)中節(jié)能減排工作成效

近年來，中國石油也在不斷完善節(jié)能減排體制機(jī)制的同時(shí)，加大節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新力度，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.1 設(shè)備改造，優(yōu)化硬件

節(jié)能減排從根上抓，做到與時(shí)俱進(jìn)、不斷完善設(shè)備改造、設(shè)備管理。大型設(shè)備造價(jià)高，使用年限長，耗能大，利弊參半。例如水泵、風(fēng)機(jī)等大型設(shè)備，如果直接重新購買最新型的同類產(chǎn)品進(jìn)行更換成本太高，但其“落伍”功能參數(shù)又不能跟上海油“節(jié)能減排”新形勢的要求，所以在原設(shè)備上想方設(shè)法的優(yōu)化完善才是既平衡又實(shí)惠的出路。通過研究和實(shí)踐，在水泵與風(fēng)機(jī)等大型裝備上安裝變頻裝置，其原理是根據(jù)油井的不同生產(chǎn)情況方便快捷地調(diào)整輸出頻率，輸出的電流頻率為35～65H z，可以根據(jù)抽油機(jī)的具體運(yùn)行情況降低抽油機(jī)的沖速，達(dá)到節(jié)省能源的目的，同時(shí)有利于抽油機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行；另外研究使用了液黏調(diào)速離合器，這是一種新型調(diào)速裝置，適用于大、中功率風(fēng)機(jī)及水泵的無級調(diào)速，適用于對大慣量的負(fù)載、空載和輕載的啟動(dòng)及緩慢加速液黏調(diào)速離合，達(dá)到節(jié)省能源的目的[4]。

2.2 變廢為寶，循環(huán)利用

國家提出科學(xué)發(fā)展觀，走可持續(xù)發(fā)展的道路。那么在海洋石油資源高消費(fèi)的生產(chǎn)情況下，如何讓每一份資源都物盡其用是海油人對待自己工作的基本要求，而不滿足于現(xiàn)狀的我們，更要努力做到變廢為寶，循環(huán)利用，浪費(fèi)消失，利潤最大化。

2.2.1 廢水再利用

當(dāng)油田的開發(fā)進(jìn)入中、后階段時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)油層壓力下降明顯的現(xiàn)象，而注水采油是普遍用來維持油層壓力的重要措施，但是卻在生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生了廢水。采油生產(chǎn)作業(yè)的副產(chǎn)物——廢水，如果廢水外排就會(huì)造成環(huán)境污染，同時(shí)又浪費(fèi)了寶貴的水資源。對廢水的處理有兩種：廢水回注和廢水回用[5]。兩種技術(shù)都可以最大限度地將廢水利用起來。采油廢水經(jīng)專業(yè)處理后回注地下，不僅可以減少環(huán)境污染，還能保障油田可持續(xù)開發(fā)，是目前提高油田經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑[6]。將廢水處理后，用于熱采鍋爐就會(huì)得到良好的經(jīng)濟(jì)效益，在保證油田生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展的前提下，達(dá)到公司節(jié)能減排和環(huán)保的目的。

2.2.2 伴生氣回收利用

在石油開采過程中產(chǎn)生的伴生氣，與原油一樣也是寶貴的資源。目前，伴生氣的回收利用已開始進(jìn)入部分油田的研究課題，主要是：將伴生氣合理回收，形成氣、液狀態(tài)，混輸?shù)铰?lián)合站集中處理后，用作發(fā)電機(jī)燃料。此類技術(shù)將伴生氣回收利用，解決了企業(yè)加熱爐燃料問題，也減少對大氣的污染，既體現(xiàn)了節(jié)能降耗的精神，又可為企業(yè)獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.3 油泥砂可回?zé)?/p>

從油田生產(chǎn)的角度看，油泥砂是含油廢物，但大家有所不知，油泥砂中含有大量有用烴類，若將油泥砂資源化，符合國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。油泥砂中所含的油質(zhì)，可通過采取油泥砂資源化、無害化和綜合處理三種處理方法將其提取并回?zé)?，達(dá)到既環(huán)保又實(shí)用的目的。

3 節(jié)能減排工作展望

海洋石油總公司“十二五”科技發(fā)展規(guī)劃在油氣勘探開發(fā)、油田技術(shù)服務(wù)與裝備、中下游產(chǎn)業(yè)、前沿技術(shù)和節(jié)能減排等五大領(lǐng)域部署了26項(xiàng)重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目是公司實(shí)現(xiàn)二次跨越的重要技術(shù)載體。為實(shí)現(xiàn)“減量化、資源化、再利用”，有效地促進(jìn)企業(yè)節(jié)約資源、能源，減少污染物的排放，總公司大力開展清潔生產(chǎn)，并從中取得良好的節(jié)能減排效果。

新技術(shù)、新思路的節(jié)能減排方案，在渤海部分油田中的應(yīng)用實(shí)踐，有以下幾點(diǎn)認(rèn)識和思考：

1）節(jié)能減排為小家更為大家。表面上看若節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用得當(dāng)，可以經(jīng)濟(jì)有效的促進(jìn)統(tǒng)籌規(guī)劃海上油氣田，尤其是在區(qū)域油田的開發(fā)中起關(guān)鍵推動(dòng)作用，帶動(dòng)區(qū)域油田的勘探開發(fā)，同時(shí)也是充分貫徹和實(shí)施國家、企業(yè)節(jié)能減排戰(zhàn)略在工作中的落腳點(diǎn)，造福子孫后代。

2）節(jié)能減排從頭做起，因地制宜。幾個(gè)油田總體開發(fā)方案的簡單重疊不能代表海上油田區(qū)域開發(fā)，節(jié)能減排的理念必須貫穿于整個(gè)油田區(qū)域開發(fā)的全過程，這樣就能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排從源頭做起，結(jié)合油田實(shí)際情況，有效化解油氣田開發(fā)中的一些技術(shù)難題，因地制宜的開展工作，加快油氣田合理開發(fā)。

3）節(jié)能減排要“放長線、釣大魚”。很多企業(yè)都會(huì)發(fā)現(xiàn)，在開發(fā)油氣田方案前期，相較于普通開發(fā)方案，研究中的采取的一些節(jié)能減排措施可能會(huì)在開發(fā)之初投入一部分大額資金，從開發(fā)初期來看，是大幅度地增加了開發(fā)成本，但是，我們更要注意到這種前期的大投入必將小于后期治理所付出的費(fèi)用和代價(jià)。

4）節(jié)能減排要常態(tài)化，勤總結(jié)。節(jié)能減排是一項(xiàng)長期的工作，需要我們在工作實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，堅(jiān)持不懈。這樣才能按照科學(xué)發(fā)展觀在節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、和諧社會(huì)的基礎(chǔ)上，開展油氣田開發(fā)工作。

5）展望未來，整個(gè)海洋石油一定會(huì)從領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和基層員工的堅(jiān)持貫徹入手，從技術(shù)創(chuàng)新和嚴(yán)格把關(guān)入手，從生活和工作的點(diǎn)點(diǎn)滴滴入手，把海洋石油“節(jié)能減排”工作放到首位。

[1]李孜孜,何春蕾,汪旭東.《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》解讀[J].天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì),2012,6(2):11-12.

[2]萬里平,趙立志,孟英峰.清潔生產(chǎn)工藝在油田生產(chǎn)過程中的應(yīng)用[J].油氣田環(huán)境保護(hù),2004,14(1).

[3]龐海宏.注水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的探討[J].中外能源,2009,14(8):100-102.

[4]孫海彬,蘇迪.節(jié)能減排現(xiàn)狀分析及對策[J].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào).2012,(26):32-236.

[5]陳榮旗.節(jié)能減排新技術(shù)在渤海油田區(qū)域開發(fā)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì),2012,23(4):16-18.

[6]梁惠勳,姬瑞.大港油田典型節(jié)能技術(shù)介紹[J].資源節(jié)約,2008,3(24):17-19.