新能源在油气田的应用展望

杨会丰 赵英 陈志成 袁秀杰 于博 周杰

（1.长庆油田分公司规划计划部；2.长庆油田分公司技术监测中心；3.长庆油田分公司第十一采油厂）

2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会作出“中国力争在2030年达到碳高峰，2060年实现碳中和”的郑重承诺，在未来40年间，国家将会调整能源结构，增加新能源、清洁能源的开发和供给，逐步减少传统的“化石燃料（石油、天然气、煤炭）”供应。

国家发展改革委和国家能源局发布的《能源生产和消费革命战略》明确，到2030年，我国新增能源需求将主要依靠清洁能源满足。我国把非化石能源放在能源发展优先位置，大力推进低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源；坚持绿色发展导向，大力推进化石能源清洁高效利用，优先发展可再生能源，安全有序发展核电，加快提升非化石能源在能源供应中的比重。电能是清洁、高效、便捷的二次能源，是工业化进程的“助推器”，电力新变革将呈现出“能源生产电力化，电力生产清洁化”的基本特征。

1 油气田基础优势是新能源发展的前提

长庆油田既是能源生产大户，也是耗能大户、排放大户。能源消耗主要以天然气、原油、电力为主，电力仅占能耗总量的11%。为落实国家“双碳”目标，积极抢抓发展机遇，把新能源技术作为突破口，纷纷布局新能源业务，全面谋划新能源工作，向综合能源服务转型发展，推动油田高质量发展。

风光资源丰富。长庆油田所在的陕甘宁蒙4省（区），以高原和沙漠为主，属北温带大陆性季风气候区，在太阳辐射、地形地貌、大气环流等因子共同作用下，太阳能辐照总量在4 500～5 600 MJ/m2·a，属于国家二、三类资源区，具有丰富的太阳能资源。风能资源除甘肃外，其余地区属于国家一、二类资源区，长庆油田所在的内蒙古和西北部分地区，每年风速在3 m/s以上的时间近4 000 h左右，一些地区年平均风速可达6～7 m/s以上，具有很大的开发利用价值。丰富的风能、太阳能等清洁能源，为长庆油田规模应用风能、太阳能提供了有利条件[1-3]。

推动新能源业务与油气业务协同发展。新能源业务发展与油气生产产业链高度融合，油气田企业勘探开发过程中，产生巨大、持续的压缩机烟气余热资源和采出水中的热水资源为地热、余热等利用提供了良好的资源基础[4-6]。

长庆油田作为目前油气当量最高的油气田企业，大力推动新能源发展，带动效益强。长庆油田主动融入国家生态文明建设全局和地方经济社会发展大局。用好国家政策，加强与地方政府沟通联动，在项目布局上统筹谋划、互相支持，实现企业与地方之间协同发展，共享发展成果，合作共赢。

2 统筹谋划确保新能源业务可持续发展

持续巩固油气业务的主体地位，加快推进新能源业务发展，着力构建“主业突出、多能互补”的新格局。发挥油田公司整体优势，坚持效益优先，统筹建设规模、社会影响，分类施策、突出重点、示范先行，稳步推进新能源业务发展，把长庆油田打造成绿色低碳发展的典范。

油田开发本身就是一项系统工程，绿色低碳全产业链工程可实现经济效益、环保效益和社会效益的最大化。毫不动摇地推动新能源新业务发展，加快形成绿色竞争优势。按照清洁能源替代指导思想，立足示范区实际，先进行地面优化简化，对地面工程油、气、水、电等系统优化简化实现“节能”，再利用太阳能、风能等清洁能源替代传统用能实现“减排”，多措并举，因地制宜，达到清洁能源利用率不低于25%，新能源利用率不低于25%的目标[7-8]。

3 长庆油气田新能源应用现状

1）在油田开展了原油加热节能技术研究及应用。自2010年起，针对油田伴生气少、集油半径长、冬季回压高的井组，研制了撬装式太阳能井组加热装置[9-10]。通过该技术对原油进行加热，降低了传统加热能耗，保障了冬季正常生产。目前累计应用50套，加热井数250口，节约用电500×104kWh，折合标煤1 670 t，减少碳排放4 125 t。同时在2个井场开展了空气源热泵加热技术的试验研究，实验数据显示：系统加热温度可达46℃，井口回压降低了1 MPa，能效比达到了2.0以上，较常规电加热节能40%以上。

2）在气田开展了采气井场风光互补技术研究及应用。在气田井场、阀室、管道大型穿跨段远程监控上，使用风光互补发电装置为井场RTU、通信设备及电动阀供电。目前累计应用2 746座，安装功率0.45 MW，年发电68×104kWh。同时在2个站点开展了风网互补先导性试验，实现了风网互补、风电优先的供电模式，单台装机功率25 kW，年发电量在4×104kWh左右，为风电技术落地应用提供了经验。

4 新能源技术应用设想

针对光伏发电，井场采用独立光伏发电+储能。采用风光互补或太阳能独立供电系统，将太阳能发电系统所发电能通过控制器、逆变器供给负载，经蓄电池储能，当装置不具备发电条件时，利用蓄电池储存电能供给负载。集气站、保障点采用光伏并网发电+发电机+外电。利用建筑屋面和部分地面安装光伏发电装置，将太阳能发电系统所发电能输送至内部电网供负载所用，电能不足时依靠现有发电机或外电提供。

结合长庆油田生产工艺现状，新能源应用优先加大光伏发电技术、光热技术应用、有效推进风力发电、余热发电、地热能、压差能等技术应用，试验性开展氢能、三元锂电池、磷酸铁锂电池等储能技术研究。

5 机制与机构的规划设置

长庆油田目前油气当量6 000×104t，根据坚持实事求是、以经济效益为中心、科学、先进和实用、精干高效、权责统一的组织机构设置原则。按照油气当量4 000×104t以上的油气田企业A类设置模式，结合新能源与碳排放相关工作需求，参照油气田企业机关职能部门设置定员标准，建议设置不少于6科室30人的新能源与碳排放管理处。同时各采油（气）单位设置不少于5人的新能源与碳排放管理科，勘探开发研究院、油气工艺研究院、技术监测中心等技术支撑机构设置不少于15人的新能源与碳排放技术部门。并制定新能源与碳排放项目管理办法、新能源与碳排放管理业绩考核与奖励兑现管理办法等配套制度与政策，从机构设置到制度建设全面保障新能源与碳排放业务能够得到有效发展，为公司实现新能源替代目标、碳达峰与碳中和目标奠定基础。