長(zhǎng)慶油田水源井地?zé)崂媒?jīng)濟(jì)效益的影響因素分析

摘要：長(zhǎng)慶油田共有近3 000口水源井，依托水源井開(kāi)展地?zé)崂?，具有較大的開(kāi)發(fā)潛力。選取長(zhǎng)慶油田典型站場(chǎng)，針對(duì)水源井“取水用熱+直接換熱”的地?zé)崂霉に?，以地?zé)岢鏊疁囟?、地?zé)崴亢偷責(zé)崴V化度為影響因素，開(kāi)展經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，同時(shí)明確水熱型地?zé)崂媒?jīng)濟(jì)性邊界條件，為水源井地?zé)崂庙?xiàng)目可行性論證提供參考。結(jié)果表明，在其他影響因素不變的情況下，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性與地?zé)崴疁囟?、地?zé)崴髁砍收嚓P(guān)，與換熱器材質(zhì)價(jià)格呈負(fù)相關(guān)。地?zé)岢鏊疁囟葹?2 ℃，地?zé)崴髁繛?10 m3/d時(shí)，對(duì)比分析碳鋼（實(shí)際工況）、254SMO不銹鋼、2205雙相不銹鋼和鈦材的蒸發(fā)器價(jià)格和維護(hù)成本，碳鋼經(jīng)濟(jì)性更加突出。

關(guān)鍵詞：水源井；地?zé)崂茫唤?jīng)濟(jì)效益；影響因素；長(zhǎng)慶油田

中圖分類(lèi)號(hào)：TK529；TU995 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）01-00-03

Analysis on Influencing Factors of the Economic Benefits of Geothermal Utilization in Water Source Wells of Changqing Oilfield

Abstract： Changqing Oilfield has nearly 3 000 water source wells， and relying on these wells for geothermal utilization has great potential for development. Selecting a typical station in Changqing Oilfield， the geothermal utilization process of “water intake and heat transfer + direct heat exchange” for water source wells. The economic evaluation is carried out based on the influencing factors of geothermal water outlet temperature， geothermal water volume， and geothermal water salinity， at the same time， the economic boundary conditions of hydrothermal geothermal utilization are clarified， providing reference for the feasibility study of geothermal utilization projects in water source wells. The results indicate that， with other influencing factors remaining constant， the economic viability of the project is positively correlated with the temperature and flow rate of geothermal water， and negatively correlated with the material price of the heat exchanger. When the geothermal water outlet temperature is 32 ℃ and the geothermal water flow rate is 210 m3/d， a comparative analysis of the prices and maintenance costs of evaporators made of carbon steel （actual working conditions）， 254SMO stainless steel， 2205 duplex stainless steel， and titanium shows that carbon steel is more economical.

Keywords： water source well; geothermal utilization; economic performance; influencing factors; Changqing Oilfield

在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)加快推進(jìn)油氣勘探開(kāi)發(fā)與新能源融合發(fā)展，以油氣產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)新能源、新材料與新業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)利用，構(gòu)建油氣上游領(lǐng)域與新能源新產(chǎn)業(yè)融合、多能互補(bǔ)的發(fā)展新格局。地?zé)崮苁切履茉吹闹匾M成部分，具有儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、季節(jié)和氣候影響度低、穩(wěn)定可靠的突出特點(diǎn)，在供熱、發(fā)電和綜合應(yīng)用等方面擁有巨大潛力。長(zhǎng)慶油田共有近3 000口水源井，依托水源井開(kāi)展地?zé)崂?，具有較大的開(kāi)發(fā)潛力。因此，有必要分析水源井地?zé)崂媒?jīng)濟(jì)性的影響因素，研究地?zé)崴疁囟?、地?zé)崴髁亢蛽Q熱器材質(zhì)價(jià)格等因素對(duì)地?zé)崂孟到y(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響規(guī)律。

1 水源井地?zé)崂眉夹g(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)

1.1 “取水用熱+直接換熱”地?zé)崂霉に?/p>

“取水用熱+直接換熱”地?zé)崂霉に囀侵附?jīng)過(guò)脫水處理的原油進(jìn)入油水換熱器進(jìn)行升溫處理，地?zé)釀t依托水源井的中溫來(lái)水，來(lái)水經(jīng)過(guò)旋流除砂、過(guò)濾等工序進(jìn)入油水換熱器，與脫水原油換熱后進(jìn)入注水系統(tǒng)[1]。此外，受季節(jié)變化影響，地?zé)釡囟燃皝?lái)油溫度浮動(dòng)較大，站區(qū)配備水套加熱爐，地?zé)峁崮芰Σ蛔銜r(shí)，可對(duì)原油進(jìn)行補(bǔ)熱處理。

1.2 “有無(wú)對(duì)比”經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法

“有無(wú)對(duì)比”經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法是指通過(guò)比較有無(wú)項(xiàng)目?jī)煞N情況下項(xiàng)目的投入物和產(chǎn)出物可獲量的差異，評(píng)估項(xiàng)目的增量費(fèi)用和效益，評(píng)估項(xiàng)目的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，進(jìn)而論證項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性[2]。結(jié)合水源井地?zé)崂庙?xiàng)目特征，采用“有無(wú)對(duì)比”經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法。項(xiàng)目的增量投資是指水源井地?zé)犴?xiàng)目所需井下工程改造和地面工程改造的投資之和。增量費(fèi)用包括水源井地?zé)犴?xiàng)目實(shí)施后新增固定資產(chǎn)維護(hù)修理費(fèi)、折舊費(fèi)用。增量效益是指水源井地?zé)犴?xiàng)目實(shí)施后節(jié)約燃?xì)鈳?lái)的增產(chǎn)天然氣效益。

2 “取水用熱+直接換熱”工藝經(jīng)濟(jì)性的影響因素

選取A站點(diǎn)作為“取水用熱+直接換熱”工藝典型站場(chǎng)。

2.1 地?zé)崴疁囟?/p>

地?zé)崴疁囟汝P(guān)系地?zé)峋崮芰Γ苯佑绊懴到y(tǒng)設(shè)備選型。根據(jù)長(zhǎng)慶油田地?zé)釡囟群虯站點(diǎn)地?zé)峁嵯到y(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，設(shè)定4種地?zé)崴疁毓r，即24、28、32 ℃（實(shí)際工況）和36 ℃，分析地?zé)嵯到y(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。A站點(diǎn)不同地?zé)崴疁囟鹊慕?jīng)濟(jì)性分析結(jié)果如表1所示。

由經(jīng)濟(jì)性分析可知，以A站點(diǎn)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，地?zé)崴疁囟葹?4～32 ℃，在設(shè)定的投入及節(jié)能量下，增量投資內(nèi)部收益率滿足基準(zhǔn)收益率的要求（不低于6%），具有良好的經(jīng)濟(jì)效益[3]。其中，地?zé)崴疁囟葹?6 ℃時(shí)，稅后內(nèi)部收益率為16.17%，地?zé)崴疁囟葹?4 ℃時(shí)，稅后內(nèi)部收益率為7.9%，這是因?yàn)樗淳叭∷脽?直接換熱”工藝依托原有注水系統(tǒng)，不增加注水投資，且水源井緊鄰A站點(diǎn)，保溫管改造費(fèi)用較低，整體收益率良好。

總體而言，測(cè)算范圍內(nèi)，隨著地?zé)岢鏊疁囟鹊纳?，在相同流量下，?lái)油加熱溫度呈上升趨勢(shì)，節(jié)約的伴生氣量隨之提升，因而項(xiàng)目收益增加。由擬合分析可知，來(lái)油溫度為3 ℃時(shí)，以達(dá)到內(nèi)部收益率（6%）為目標(biāo)，地?zé)崴疁氐慕?jīng)濟(jì)性邊界條件為21.7 ℃[4]。

2.2 地?zé)崴髁?/p>

地?zé)崴髁筷P(guān)系后端地?zé)崴蛠?lái)油的換熱效果，直接影響油水換熱器規(guī)格。根據(jù)長(zhǎng)慶油田地?zé)釡囟群虯站點(diǎn)地?zé)峁嵯到y(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，設(shè)定4種地?zé)崴髁抗r，即110、160、210 m3/d（實(shí)際工況）和260 m3/d，分析地?zé)嵯到y(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。A站點(diǎn)不同地?zé)崴髁康慕?jīng)濟(jì)性分析結(jié)果如表2所示。

由經(jīng)濟(jì)性分析可知，依據(jù)A站點(diǎn)實(shí)際運(yùn)行工況，地?zé)岢鏊疁囟葹?2 ℃，地?zé)崴髁繛?10～260 m3/d，增量投資內(nèi)部收益率滿足基準(zhǔn)收益率的要求（不低于6%），具備經(jīng)濟(jì)效益。其中，地?zé)崴髁繛?60 m3/d時(shí)，換熱器換熱面積為10 m2，稅后內(nèi)部收益率為14.46%；地?zé)崴髁繛?10 m3/d時(shí)，換熱器換熱面積為20 m2，稅后內(nèi)部收益率為9.67%。水源井“取水用熱+直接換熱”工藝的整體收益率較好，因?yàn)橐劳性凶⑺到y(tǒng)，不增加注水投資，且水源井緊鄰A站點(diǎn)，保溫管改造費(fèi)用較低。

總體而言，測(cè)算范圍內(nèi)，隨著地?zé)崴髁康纳撸谙嗤責(zé)岢鏊疁囟群驮蜕郎匦Ч臈l件下，地?zé)崴驮蛽Q熱效果提升，換熱器換熱面積減小，項(xiàng)目整體投資降低。由擬合分析可知，地?zé)崴疁囟葹?2 ℃時(shí)，以達(dá)到內(nèi)部收益率（6%）為目標(biāo)，地?zé)崴髁康慕?jīng)濟(jì)性邊界條件為71.7 m3/d。

2.3 地?zé)崴V化度

地?zé)崴|(zhì)復(fù)雜，礦化度可表征水中各種離子、分子的含量，不同成分對(duì)設(shè)備和管道材質(zhì)的適用性要求不同。根據(jù)長(zhǎng)慶油田地?zé)岵沙鏊|(zhì)分析，礦化度突出特點(diǎn)表現(xiàn)為氯離子含量較高，其直接影響油水換熱器材質(zhì)。依據(jù)A站點(diǎn)實(shí)際運(yùn)行工況，在地?zé)岢鏊疁囟?2 ℃和流量210 m3/d的條件下，選用碳鋼（實(shí)際工況）、254SMO不銹鋼、2205雙相不銹鋼和鈦材分別作為熱泵蒸發(fā)器材質(zhì)，分析地?zé)嵯到y(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。

依據(jù)A站點(diǎn)實(shí)際運(yùn)行工況，地?zé)岢鏊疁囟葹?2 ℃，地?zé)崴髁繛?10 m3/d，在設(shè)定的投入及節(jié)能量下，增量投資內(nèi)部收益率滿足基準(zhǔn)收益率的要求（不低于6%），具備經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)性與換熱器材質(zhì)價(jià)格呈負(fù)相關(guān)，254SMO不銹鋼和鈦材的氯離子耐受性最強(qiáng)，價(jià)格因素導(dǎo)致其收益率較低。綜合考慮維護(hù)成本和設(shè)備價(jià)格，碳鋼和2205雙相不銹鋼價(jià)格較低，經(jīng)濟(jì)性更加突出[5]。

3 結(jié)論

選取A站點(diǎn)作為水源井“取水用熱+直接換熱”工藝典型站場(chǎng)，以地?zé)岢鏊疁囟?、地?zé)崴?、地?zé)崴V化度為影響因素開(kāi)展經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，然后提出建議。依據(jù)A站點(diǎn)實(shí)際運(yùn)行工況，在地?zé)岢鏊髁?10 m3/d的條件下，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性與地?zé)崴疁囟瘸收嚓P(guān)。地?zé)岢鏊疁囟葹?2 ℃時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性與地?zé)崴髁砍收嚓P(guān)。地?zé)岢鏊疁囟葹?2 ℃，地?zé)崴髁繛?10 m3/d時(shí)，對(duì)比分析碳鋼（實(shí)際工況）、254SMO不銹鋼、2205雙相不銹鋼和鈦材的蒸發(fā)器價(jià)格和維護(hù)成本，碳鋼經(jīng)濟(jì)性更加突出。后續(xù)可根據(jù)項(xiàng)目技術(shù)要求，開(kāi)展多因素影響分析，提升研究成果的普遍適用性。為了推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和，加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型，后續(xù)可考慮碳稅政策對(duì)地?zé)崂媒?jīng)濟(jì)效益的影響。

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