范美玲

（中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司第三鉆井分公司）

石油鉆井企業(yè)能源消耗量巨大，能源管理相對(duì)其它高耗能產(chǎn)業(yè)較為粗放，且尚未形成共識(shí)性的能源標(biāo)桿。受國家能源管理制度和政策制約，加強(qiáng)能源管理是石油鉆井企業(yè)必須承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任和必然發(fā)展方向。加之受國際原油價(jià)格持續(xù)下降、新能源產(chǎn)業(yè)崛起等因素影響，近些年石油鉆井企業(yè)效益明顯下滑，此外，鑒于鉆井企業(yè)自身經(jīng)營發(fā)展的要求，石油鉆井企業(yè)對(duì)于能源成本控制需求愈發(fā)強(qiáng)勁，也使得石油鉆井企業(yè)能源管理重要性日益凸顯[1]。目前，部分鉆井企業(yè)已經(jīng)開展了能源管理體系建設(shè)，能源管理逐步走向正規(guī)，但能源管理體系建設(shè)仍處于初步探索階段。

1 鉆井企業(yè)能源結(jié)構(gòu)

1.1 能源結(jié)構(gòu)

目前，國際、國內(nèi)石油鉆井企業(yè)主要消耗能源種類包括柴油、電、汽油、天然氣、原煤等。其中消耗量最大的是柴油。以某鉆井公司為例，2019年能源消耗總量52 000 t（標(biāo)煤），主要能源柴油消耗量占比87.24%，成本占比達(dá)82.73%。

鉆井公司其生產(chǎn)類型較為單一，根據(jù)業(yè)務(wù)可以劃分為一線生產(chǎn)即鉆井作業(yè)耗能、二線輔助作業(yè)耗能以及辦公生活耗能三個(gè)方面，其主要的能源流向也分別指向這三個(gè)方面。

1.2 組織機(jī)構(gòu)及能源關(guān)鍵崗位設(shè)置

責(zé)任劃分明確的組織機(jī)構(gòu)是建立能源體系、做好能源管控的基礎(chǔ)[2]。

1.2.1 能源管理工作領(lǐng)導(dǎo)小組

組長由公司經(jīng)理兼任，副組長由主管節(jié)能的副經(jīng)理（或總工程師）擔(dān)任，成員由各部門負(fù)責(zé)人組成[3]。設(shè)有能源管理主管部門和專職能源管理崗位?；鶎訂挝恢饕?fù)責(zé)人是能源管理的第一責(zé)任人，下設(shè)兼職節(jié)能員，負(fù)責(zé)能源管理工作。

1.2.2 各級(jí)組織及崗位能源管理職責(zé)

包括但不限于貫徹落實(shí)國家、地方政府有關(guān)節(jié)能工作的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等；制定和完善能源管理規(guī)章制度，并組織落實(shí)；下達(dá)的年度能源消耗計(jì)劃和節(jié)能計(jì)劃，制定相應(yīng)的指標(biāo)分解計(jì)劃，并監(jiān)督實(shí)施；制定并實(shí)施能源措施計(jì)劃；能源統(tǒng)計(jì)、分析；耗能設(shè)備監(jiān)測(cè)及能源考核、培訓(xùn)和宣傳等。

1.2.3 節(jié)能關(guān)鍵崗位

石油鉆井企業(yè)能源關(guān)鍵崗位包括但不限于：能源管理者代表、能源主管部門負(fù)責(zé)人、能源管理崗位人員、設(shè)備主管部門負(fù)責(zé)人及設(shè)備管理人員、基層單位主要負(fù)責(zé)人、重點(diǎn)耗能設(shè)備操作人員等。以某鉆井公司為例，共識(shí)別出能源關(guān)鍵崗位18個(gè)。

2 鉆井單井柴油消耗目標(biāo)及指標(biāo)制定

目前，鉆井企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營結(jié)算模式一般分為口井費(fèi)用結(jié)算和日費(fèi)制結(jié)算兩種。在口井費(fèi)用結(jié)算模式下，單井能耗的確定更有利于鉆井隊(duì)能耗的管控。

2.1 編制原則與依據(jù)

編制以先進(jìn)性和合理性統(tǒng)一的原則；區(qū)域適用，方便考核的原則；促進(jìn)節(jié)能降耗的原則。主要依據(jù)為：

1）能源基準(zhǔn)通常為以往年度（一般為上一年度）完成井?dāng)?shù)據(jù)，并作為單井柴油消耗目標(biāo)指標(biāo)套算依據(jù)。

2）依據(jù)預(yù)算的單井鉆井周期，并參照柴油消耗目標(biāo)指標(biāo)，編制單井柴油消耗目標(biāo)指標(biāo)。

3）以鉆機(jī)臺(tái)月耗柴油量作為鉆井能源消耗目標(biāo)指標(biāo)，指標(biāo)單位：t/鉆機(jī)月。

4）以鉆機(jī)類型、井眼結(jié)構(gòu)、鉆井井深、井型、作業(yè)區(qū)域等因素作為關(guān)鍵要素[4]。

5）參照鄰近區(qū)域已完成井（同類型井）柴油消耗數(shù)據(jù)。

2.2 能耗目標(biāo)指標(biāo)編制步驟

按照鄰近區(qū)域已完成井資料，預(yù)算單井鉆井周期。依據(jù)柴油消耗目標(biāo)指標(biāo)表套算單井柴油的目標(biāo)指標(biāo)，同時(shí)參照單井的特殊工況等因素，確定單井柴油消耗總量。按照鉆井技術(shù)設(shè)計(jì)要求，考慮不同鉆機(jī)類型、不同工況、不同井深、不同井身結(jié)構(gòu)、不同地區(qū)等因素，對(duì)單井柴油消耗目標(biāo)、指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整、修正，使其接近實(shí)際工況下的鉆井能耗。

2.2.1 規(guī)定事項(xiàng)

1）鉆機(jī)類型：根據(jù)現(xiàn)有機(jī)械鉆機(jī)和電動(dòng)、半電動(dòng)鉆機(jī)等類型按20、30、40、50、70、80、90 型鉆機(jī)等類型統(tǒng)計(jì)。

2）井眼尺寸劃分：按照常規(guī)井眼外徑660.4、444.5、374.6、311.1、215.9、152.4 mm等尺寸統(tǒng)計(jì)。

3）井深段劃分：根據(jù)鉆機(jī)類型不同，井深在3 000 m 以內(nèi)，一般按每1 000 m 一個(gè)區(qū)間統(tǒng)計(jì)；超過3 000 m以上，按每500 m一個(gè)區(qū)間統(tǒng)計(jì)。

2.2.2 輔助工況目標(biāo)指標(biāo)

1）中測(cè)/完井輔助：執(zhí)行一個(gè)目標(biāo)指標(biāo)，該目標(biāo)指標(biāo)適用于所有井。

2）拆搬安作業(yè)：20、30 型鉆機(jī)執(zhí)行同一目標(biāo)指標(biāo)；40、50 型鉆機(jī)執(zhí)行同一目標(biāo)指標(biāo)。70、80、90型鉆機(jī)執(zhí)行同一目標(biāo)指標(biāo)。

3）原鉆機(jī)試油：所有鉆機(jī)執(zhí)行一個(gè)目標(biāo)指標(biāo)。

4）停產(chǎn)：按照冬季和其它季節(jié)分別制定總量控制，根據(jù)所配發(fā)電動(dòng)機(jī)功率大小不同，可以上下浮動(dòng)調(diào)整。

2.2.3 單井柴油消耗目標(biāo)指標(biāo)關(guān)鍵環(huán)節(jié)

1）特殊情況處理：井下發(fā)生事故、復(fù)雜等非正常鉆進(jìn)，參考每天實(shí)際柴油消耗量調(diào)整單井柴油消耗目標(biāo)指標(biāo)。

2）增加動(dòng)力設(shè)備根據(jù)實(shí)際消耗量給予補(bǔ)貼。

2.2.4 目標(biāo)指標(biāo)修訂

在執(zhí)行過程中，出現(xiàn)目標(biāo)指標(biāo)與實(shí)際消耗量偏差較大時(shí)，應(yīng)在第二年修訂柴油消耗目標(biāo)指標(biāo)表。

2.3 日費(fèi)井的單日柴油目標(biāo)指標(biāo)

在日費(fèi)結(jié)算模式下，以70 型鉆機(jī)為例，研究、制定口井單日柴油目標(biāo)指標(biāo)計(jì)算模型。

式中：m為每日柴油目標(biāo)指標(biāo)，t；m1為營房耗油量（夏季按100 kW計(jì)算，冬季按150 kW計(jì)算），t；m2為固控系統(tǒng)中攪拌器耗油量（18 臺(tái)）；P為泵壓，MPa；Q為排量，L/s；t1為純鉆時(shí)間，h；t2為循環(huán)時(shí)間，h；t3為起下鉆（包括接單根）時(shí)間，h；A為起下鉆時(shí)鉆機(jī)功率耗油系數(shù)；B為鉆進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)盤功率耗油系數(shù)（使用轉(zhuǎn)盤功率與井深關(guān)系經(jīng)驗(yàn)公式）；ρ為泥漿密度，g/cm3；H為井深，m。

3 耗能設(shè)備管控

3.1 重點(diǎn)耗能設(shè)備管控

石油鉆井企業(yè)主要的耗能設(shè)備包括柴油發(fā)電機(jī)組、柴油機(jī)等[5]。因此，識(shí)別、確定主要耗能設(shè)備的績效參數(shù)是控制能耗的基本手段。

1）能源基準(zhǔn)：可依據(jù)前一年度重點(diǎn)耗能設(shè)備實(shí)際運(yùn)行值，或者依據(jù)《重點(diǎn)耗能設(shè)備節(jié)能檢測(cè)報(bào)告》中重點(diǎn)耗能設(shè)備檢測(cè)結(jié)果平均值計(jì)算所得。

2）能源目標(biāo)：宜設(shè)定為前一年度重點(diǎn)耗能設(shè)備運(yùn)行平均值適當(dāng)下浮、年度重點(diǎn)耗能設(shè)備節(jié)能檢測(cè)中的檢測(cè)平均值適當(dāng)下浮或者最低值進(jìn)行確定。

3）能源指標(biāo)：主要依據(jù)年度平均運(yùn)行時(shí)間、功率及滿足能源目標(biāo)節(jié)油量要求計(jì)算所得。

4）柴油發(fā)電機(jī)組、柴油機(jī)的主要績效參數(shù)包括：機(jī)油壓力（kPa）、機(jī)油溫度（℃）、冷卻液溫度（℃）、排氣溫度（℃）等[6]。

3.2 高耗能落后機(jī)電設(shè)備自查與能源計(jì)量配備

每年將現(xiàn)有設(shè)備與國家公布的高耗能落后機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）淘汰目錄進(jìn)行比較，如果存在高耗能落后機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）的必須予以淘汰[7]。

石油鉆井企業(yè)主要用能單位是鉆井隊(duì)，其能源計(jì)量器具管理級(jí)別為次級(jí)用能單位級(jí)別。鉆井公司和鉆井隊(duì)分別建立能源計(jì)量器具臺(tái)賬[8]，每年下達(dá)年度檢測(cè)計(jì)劃。能源計(jì)量器具配備率、完好率100%。

4 重要能源使用、能源因素和節(jié)能機(jī)會(huì)識(shí)別

4.1 確定重點(diǎn)用能環(huán)節(jié)及用能種類

通過對(duì)鉆井工藝流程的分解，確定拆甩施工、搬安施工、一開施工、安裝井口、二開施工、電測(cè)、下套管、固井、完井施工、冬季保溫鍋爐、等停等為鉆井企業(yè)重點(diǎn)用能環(huán)節(jié)。同時(shí)，每一項(xiàng)重點(diǎn)用能環(huán)節(jié)可以根據(jù)能源控制要求繼續(xù)細(xì)化。根據(jù)實(shí)際情況，石油鉆井企業(yè)一線生產(chǎn)環(huán)節(jié)用能種類主要為柴油、電、天然氣。

4.2 重要能源因素確定依據(jù)及識(shí)別

可從能源使用占比、對(duì)能效影響大小等方面確定。結(jié)合識(shí)別出的重點(diǎn)用能環(huán)節(jié)和用能種類，識(shí)別可能影響能源消耗的因素。如：人員操作習(xí)慣、工序銜接、節(jié)約意識(shí)、相關(guān)方現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)情況等方面。在識(shí)別重要用能因素的同時(shí)，評(píng)估其是否處于可控范圍，對(duì)于可控的就是石油鉆井企業(yè)應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)，也是節(jié)能措施制定的依據(jù)。

4.3 節(jié)能機(jī)會(huì)識(shí)別及措施制定

針對(duì)識(shí)別出的重要能源因素，尋找切實(shí)可行的節(jié)能機(jī)會(huì)，并按照可能節(jié)能量大小、節(jié)約價(jià)值大小，進(jìn)行節(jié)能機(jī)會(huì)排序，制定相應(yīng)的措施。節(jié)能措施應(yīng)明確預(yù)期節(jié)能潛力、投資額、投資回報(bào)期、負(fù)責(zé)部門、計(jì)劃實(shí)施時(shí)間等內(nèi)容[9]。

5 重點(diǎn)節(jié)能措施項(xiàng)目的實(shí)施與監(jiān)控

根據(jù)節(jié)能機(jī)會(huì)及措施，開展節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施。以某鉆井公司為例，目前實(shí)施的主要節(jié)能項(xiàng)目有工廠化鉆井、鉆機(jī)整托措施、鉆機(jī)井架平移措施、鉆機(jī)“電代油”、鉆機(jī)“氣代油”、節(jié)能發(fā)電機(jī)應(yīng)用、濾波及無功補(bǔ)償節(jié)能裝置應(yīng)用、節(jié)能型攪拌器應(yīng)用、柴油機(jī)煙氣余熱裝置應(yīng)用等[10]。為確保節(jié)能措施取得良好效果，針對(duì)每項(xiàng)節(jié)能措施編制《節(jié)能技術(shù)措施項(xiàng)目實(shí)施方案》，明確時(shí)間部署、實(shí)施范圍、工作目標(biāo)及指標(biāo)、工作職責(zé)、實(shí)施進(jìn)度等內(nèi)容，并按月或者季度進(jìn)行階段性考核及年度完成情況考核。

通過這些措施的實(shí)施，該鉆井企業(yè)能源結(jié)構(gòu)中清潔能源占比逐漸提升，能耗總量環(huán)比下降4.81%，進(jìn)尺綜合單耗環(huán)比下降6.33%，鉆機(jī)月單耗環(huán)比下降5.04%，某鉆井公司2019 年總體能效水平明細(xì)見表1。

表1 某鉆井公司2019年總體能效水平明細(xì)

6 結(jié)論

通過對(duì)鉆井公司能源消耗結(jié)構(gòu)的分析，提出了完善能源管理組織機(jī)構(gòu)，總結(jié)分析了制定鉆井單井柴油消耗目標(biāo)、指標(biāo)的依據(jù)、方法、參數(shù)及注意事項(xiàng)，提出了70 型鉆機(jī)口井單日柴油目標(biāo)指標(biāo)計(jì)算模型，明確了如何確定耗能設(shè)備能源基準(zhǔn)、目標(biāo)指標(biāo)及績效參數(shù)，說明了如何開展識(shí)別鉆井能源因素和節(jié)能機(jī)會(huì)，并通過實(shí)踐檢驗(yàn)的相關(guān)措施方法的有效性和適宜性，為石油鉆井企業(yè)開展能源原理提供了參考依據(jù)。