鉆探企業(yè)綠色低碳發(fā)展思路及建議研究

危常勝 （大慶油田有限責(zé)任公司開(kāi)發(fā)事業(yè)部）

經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)的快速發(fā)展引發(fā)了諸多環(huán)境問(wèn)題，如環(huán)境污染、全球變暖、生物滅絕等，我國(guó)目前來(lái)越來(lái)越重視對(duì)環(huán)境保護(hù)，綠色、低碳發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)下經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱點(diǎn)。狹義上的低碳經(jīng)濟(jì)指在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)過(guò)程中碳排放量不斷降低；廣義上的低碳經(jīng)濟(jì)則是指在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，耗費(fèi)的資源以及各種污染物排放量都有所降低[1]。在節(jié)能降碳背景下，作為高能耗的鉆探企業(yè)如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展是當(dāng)前面臨迫在眉睫的問(wèn)題。因此，通過(guò)分析研究某鉆探企業(yè)的低碳發(fā)展之路，為企業(yè)轉(zhuǎn)型提供發(fā)展思路及建議。

1 新能源業(yè)務(wù)開(kāi)展情況

某鉆探企業(yè)地處北方高寒地區(qū)，施工作業(yè)相對(duì)集中在冬季，因此除鉆進(jìn)過(guò)程鉆機(jī)用能外，生活區(qū)采暖、冬季施工時(shí)各種容器和管匯保溫也消耗大量的能源，能耗在成本中占據(jù)較大比例。

該企業(yè)面對(duì)居高不下的能耗成本，始終積極探索綠色低碳發(fā)展之路：

1）利用油田已建電網(wǎng)，大力推廣應(yīng)用鉆井用能“油改電”工程，提高“油改電”所占比例。

某鉆探企業(yè)“油改電”應(yīng)用情況見(jiàn)表1，累計(jì)推廣應(yīng)用1 966井次，改電后消耗電量13.66×108kWh，累計(jì)減少柴油消耗34.47×104t，累計(jì)節(jié)能量48.53×104tce，減少了碳排放量和噪聲污染。

表1 某鉆探企業(yè)“油改電”應(yīng)用情況Tab.1 Application of"Change oil into electricity"in a drilling enterprise

2）對(duì)于未建電網(wǎng)或電網(wǎng)負(fù)荷不足的區(qū)域，積極推進(jìn)“油改氣”工程。將站庫(kù)集輸天然氣經(jīng)降溫脫水和初步凈化，或利用區(qū)域內(nèi)開(kāi)發(fā)氣井提供天然氣，燃燒后提供動(dòng)能。累計(jì)推廣應(yīng)用164 井次，累計(jì)消耗天然氣5 245×104m3，減少柴油消耗量4.14×104t。

3）引進(jìn)先進(jìn)節(jié)能設(shè)備，用電驅(qū)或者蒸汽設(shè)備替換燃煤、燃油設(shè)備。累計(jì)在18 口井360 工作段實(shí)行電驅(qū)清潔替代，節(jié)省柴油消耗1 638 t，新增耗電量800.9×104kWh。在取暖上使用電熱蒸汽設(shè)備替換原燃煤油取暖鍋爐，至2020 年應(yīng)用40 余臺(tái)，節(jié)省柴油消耗8 000 t。

2 存在的問(wèn)題

1）鉆機(jī)能源替代項(xiàng)目潛力逐年減少。企業(yè)大力實(shí)行能源替代工程，已基本完成清潔能源替代，在架設(shè)電網(wǎng)的油田成熟開(kāi)發(fā)區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)用電的全覆蓋。因此“油改電”工程潛力局限在受自身的環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施以及成本支出等影響沒(méi)有電網(wǎng)的零散區(qū)域，或剛剛開(kāi)始鉆探的新區(qū)域[2]。此外，“氣代油”工程推進(jìn)，受能源價(jià)格波動(dòng)、運(yùn)輸路徑、季節(jié)等因素限制和影響，也嚴(yán)重阻礙了“氣代油”規(guī)模的擴(kuò)大以及應(yīng)用。

2)當(dāng)前鉆井設(shè)備結(jié)構(gòu)有待完善。目前企業(yè)鉆機(jī)數(shù)量雖然很充足，但部分設(shè)備的更新率卻較低，尤其深井電動(dòng)鉆機(jī)數(shù)量短缺，同時(shí)因老舊設(shè)備能耗較高，也不利于企業(yè)綠色低碳發(fā)展。

當(dāng)前企業(yè)共有鉆機(jī)230 部，但僅有48.7 %為機(jī)械型，還有38.4%的鉆機(jī)是使用年限超過(guò)15 a 以及瀕臨淘汰的鉆機(jī)；除鉆機(jī)機(jī)械化程度不高外，一些輔助設(shè)備的機(jī)械化水平也較低，不能滿足生產(chǎn)、發(fā)展的需要[3]。

3）試驗(yàn)推廣新能源業(yè)務(wù)技術(shù)難度較大。由于鉆探企業(yè)的性質(zhì)屬于石油工程技術(shù)服務(wù)類，存在工作區(qū)域不固定、所處環(huán)境復(fù)雜、服務(wù)對(duì)象不統(tǒng)一等特點(diǎn)，導(dǎo)致企業(yè)在新能源推廣、新技術(shù)研發(fā)等方面成本投入不足，相關(guān)人才短缺，因此新技術(shù)和新能源推廣主要依靠社會(huì)的整體推動(dòng)。但由于企業(yè)施工場(chǎng)所自然環(huán)境惡劣、分布分散等特點(diǎn)，加之設(shè)備更新所占市場(chǎng)規(guī)模較小，導(dǎo)致承包商因獲利少，投資興趣不高，難以形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)[4]，因此鉆井能源替代領(lǐng)域技術(shù)更新相對(duì)薄弱。

3 實(shí)施措施

1）根據(jù)企業(yè)自身經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)狀況和長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，編制“十四五”綠色能源替代發(fā)展規(guī)劃。依托我國(guó)實(shí)施的“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，同時(shí)爭(zhēng)取地方政府和集團(tuán)公司在政策和資金方面的支持力度；技術(shù)上與國(guó)內(nèi)和國(guó)際行業(yè)領(lǐng)先供應(yīng)商合作，簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，推動(dòng)技術(shù)和市場(chǎng)共享，不斷擴(kuò)大清潔能源的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域。目前該模式已初見(jiàn)雛形，新能源使用范圍、獲得的效益以及經(jīng)驗(yàn)等均已初見(jiàn)成效。

2）推行設(shè)備全生命周期管理，實(shí)施電驅(qū)設(shè)備改造和新技術(shù)研發(fā)，加快老舊設(shè)備更新。健全和完善鉆機(jī)及其他用能設(shè)備臺(tái)賬，應(yīng)用全生命周期的質(zhì)量管理理念，詳細(xì)記錄運(yùn)行時(shí)間、保修周期和各項(xiàng)能耗指標(biāo)；完善和維護(hù)計(jì)量?jī)x表，提高計(jì)量系統(tǒng)完好率，對(duì)能耗逐步升高的設(shè)備及時(shí)開(kāi)展維修和維護(hù)，降低運(yùn)行損耗；對(duì)標(biāo)行業(yè)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)高能耗設(shè)備，投入專項(xiàng)資金，擴(kuò)大新型節(jié)能設(shè)備的數(shù)量以及普及范圍，完善設(shè)備庫(kù)，形成一套完善的小型供電設(shè)備供電、太陽(yáng)能供電等新能源設(shè)備，更新企業(yè)的設(shè)備庫(kù)[5]。

4 發(fā)展目標(biāo)和建議

4.1 發(fā)展目標(biāo)

按照集團(tuán)公司“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉(zhuǎn)型”三步走發(fā)展規(guī)劃，在2021—2035 年期間，不斷加強(qiáng)企業(yè)節(jié)能減排建設(shè)，持續(xù)加深新能源、新技術(shù)的研發(fā)和推廣工作，將新技術(shù)轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力[6]。

4.1.1 第一階段：清潔替代（2021—2025 年）

1）增加新能源“油改電”使用范圍。在已建一定規(guī)模的油氣田開(kāi)發(fā)區(qū)域，積極協(xié)調(diào)屬地油氣田建設(shè)單位，增設(shè)輸電線路；對(duì)未開(kāi)發(fā)區(qū)域施工的探井，積極協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)卣?，通過(guò)變電設(shè)備擴(kuò)容和鋪設(shè)臨時(shí)輸電線路，加大電動(dòng)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用范圍。爭(zhēng)取到2025 年電能使用占比達(dá)到20%。

2） 擴(kuò)大“油改氣”實(shí)施范圍，加快清潔替代。在天然氣主產(chǎn)區(qū)和高產(chǎn)氣井輻射區(qū)域范圍內(nèi)，通過(guò)配套天然氣減壓裝置、除硫和除水等天然氣凈化設(shè)備，力爭(zhēng)2025 年將天然氣使用范圍擴(kuò)大至2%。

3）爭(zhēng)取擴(kuò)大風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的使用范圍。在風(fēng)能和光能充沛地區(qū)，使用小型風(fēng)機(jī)和小型光伏發(fā)電設(shè)備，解決員工洗浴等生活用能；在油氣田企業(yè)和地方政府規(guī)模建設(shè)的風(fēng)能和電能區(qū)域，積極協(xié)調(diào)、利用無(wú)法并網(wǎng)的新能源電能，對(duì)設(shè)備以及生活供電，既降低成本又避免能源浪費(fèi)，力爭(zhēng)到2025 年實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、生活用電使用光伏和風(fēng)能綠電達(dá)到2%[7]。

4.1.2 第二階段：戰(zhàn)略接替（2026—2030 年）

1） 到2030 年，基本完成老舊設(shè)備的更新改造，實(shí)現(xiàn)新設(shè)備的技術(shù)迭代。隨著儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，新探區(qū)電力設(shè)備逐步得到廣泛應(yīng)用，特別是大功率的電動(dòng)固井車(chē)將開(kāi)始進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)使用，計(jì)劃先期引入電動(dòng)固井車(chē)（橇）3～4 套，將公司的取暖設(shè)備全部更換為電熱，2030 年力爭(zhēng)生產(chǎn)生活耗能的30 %均由電能供應(yīng)；隨著我國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)向頁(yè)巖氣的拓展，“油改氣”的應(yīng)用范圍和規(guī)模會(huì)持續(xù)增加，計(jì)劃將鉆井所耗能源的4%逐步由天然氣替代。

2）聚集氫能行業(yè)技術(shù)發(fā)展，積極探索氫能領(lǐng)域戰(zhàn)略合作模式建設(shè)。與氫能研究領(lǐng)先機(jī)構(gòu)和優(yōu)質(zhì)技術(shù)服務(wù)商開(kāi)展長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作，特別要關(guān)注油氣田企業(yè)在氫能開(kāi)采和利用中研究成果，推進(jìn)氫能在鉆探企業(yè)生產(chǎn)、生活中的使用范圍，爭(zhēng)取在2030 年開(kāi)展1~2 口井氫能供能試驗(yàn)。

3） 與風(fēng)光電生產(chǎn)商簽訂長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作協(xié)議，探索嘗試簽訂用能總包技術(shù)服務(wù)合同，整合和利用新型能源資源，不斷擴(kuò)大清潔能源的使用范圍和使用力度，爭(zhēng)取到2030 年生產(chǎn)用電的3%由風(fēng)能、光伏發(fā)電供應(yīng)[8]。

4.1.3 第三階段：綠色轉(zhuǎn)型（2031—2035 年）

1）到2035 年，基本完成“油改電”或“油改氣”設(shè)備更新，電、氣等新能源設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。規(guī)劃到2035 年將“油改電”規(guī)模擴(kuò)大到2030年的110%，將電動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)大到115%，將電動(dòng)供暖設(shè)備增加到10 臺(tái)。規(guī)劃到2035 年生產(chǎn)、生活耗能的用電量擴(kuò)大到40 %，天然氣轉(zhuǎn)化用能占生產(chǎn)用能的6%。

2）對(duì)1～2 口氫能試驗(yàn)井進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)和安全評(píng)估，在安全性和效益性可行的前提下，進(jìn)一步擴(kuò)大氫能的試驗(yàn)規(guī)模，規(guī)劃到2035 年將試驗(yàn)井?dāng)U大到5～6 口。

3）應(yīng)用已經(jīng)成熟的風(fēng)能和光能先進(jìn)技術(shù)，依托地方政府和油氣田企業(yè)規(guī)模建設(shè)的新能源供電線路，進(jìn)一步提高風(fēng)能、光伏發(fā)電的占比，規(guī)劃到2035 年生產(chǎn)、生活用電的6%均使用風(fēng)電或光伏發(fā)電。

4.2 重點(diǎn)發(fā)展建議

1） 完善清潔能源供應(yīng)體系。優(yōu)先發(fā)展電能，依次是天然氣、動(dòng)力總包，不斷完善清潔能源供電體系。借助社會(huì)資本，完善基礎(chǔ)設(shè)施，擴(kuò)大電網(wǎng)覆蓋范圍，不斷完善清潔能源供應(yīng)體系，擴(kuò)大工業(yè)用電范圍，降低電價(jià)；優(yōu)先推動(dòng)電動(dòng)壓裂業(yè)務(wù)發(fā)展，繼續(xù)提升鉆修井機(jī)、固井機(jī)械及輔助裝置的網(wǎng)電利用水平；無(wú)法覆蓋電網(wǎng)的區(qū)域進(jìn)行油改氣工程，推動(dòng)天然氣發(fā)電工程；如果該區(qū)域既不適合油改電又不適合油改氣，建議推行動(dòng)力總包服務(wù)。在電網(wǎng)能源供應(yīng)量較低的區(qū)域，建設(shè)油氣試點(diǎn)、電站，和網(wǎng)電形成互相補(bǔ)充[9]。

2）優(yōu)化升級(jí)鉆井、壓裂、固井等設(shè)備。對(duì)總設(shè)備進(jìn)行清算、檢查，淘汰損壞、老舊的設(shè)備，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)、改造等手段對(duì)設(shè)備進(jìn)行更新，新設(shè)備應(yīng)符合電網(wǎng)使用需求，使用低能耗電動(dòng)機(jī)。

3） 科學(xué)管理優(yōu)化。根據(jù)工程特點(diǎn)及施工要求，對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化組合和配置，提高效率并減少能耗。劃分片區(qū)設(shè)定用電量，不斷降低耗能、減少成本，通過(guò)系列措施，2021 年已實(shí)現(xiàn)15 口井能源消耗同比下降3%。

4）加強(qiáng)新能源、新技術(shù)的覆蓋使用范圍。應(yīng)用諧波抑制裝置、小發(fā)電機(jī)組并機(jī)技術(shù)、鏗電池(飛輪)儲(chǔ)能技術(shù)、太陽(yáng)能照明洗浴、空氣源熱泵采暖供熱等技術(shù)和設(shè)備。

5） 加強(qiáng)新能源的研發(fā)以及推廣。和當(dāng)?shù)卣⒑献魃套龊脺贤ê献?，加?qiáng)風(fēng)能、光伏發(fā)電、氫能等新能源的開(kāi)發(fā)利用。

6）借助互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G 等新技術(shù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)以及區(qū)塊鏈，做到科學(xué)節(jié)能減排，推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展[10]。

5 結(jié)束語(yǔ)

在國(guó)家綠色低碳發(fā)展的大趨勢(shì)下，高寒地區(qū)鉆探企業(yè)雖然有高能耗的行業(yè)特點(diǎn)，有低溫惡劣的自然環(huán)境制約，工作環(huán)境偏僻、供電電網(wǎng)不完善等客觀不利因素，但通過(guò)開(kāi)展“油改電”工程、“油改氣”工程和引進(jìn)先進(jìn)節(jié)能設(shè)備等綜合措施，完全可以探索出綠色轉(zhuǎn)型之路。鉆探企業(yè)應(yīng)客觀分析現(xiàn)存的問(wèn)題，充分利用國(guó)家和集團(tuán)公司有關(guān)綠色轉(zhuǎn)型的有利政策，爭(zhēng)取資金支持。企業(yè)外部聚焦新能源和新技術(shù)發(fā)展，與行業(yè)領(lǐng)先供應(yīng)商開(kāi)展戰(zhàn)略合作；企業(yè)內(nèi)部編制長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃，分階段推進(jìn)實(shí)施綜合舉措，最終實(shí)現(xiàn)綠色低碳、轉(zhuǎn)型發(fā)展。