危常勝 （大慶油田有限責任公司開發(fā)事業(yè)部）

經(jīng)濟以及社會的快速發(fā)展引發(fā)了諸多環(huán)境問題，如環(huán)境污染、全球變暖、生物滅絕等，我國目前來越來越重視對環(huán)境保護，綠色、低碳發(fā)展已經(jīng)成為當下經(jīng)濟發(fā)展的熱點。狹義上的低碳經(jīng)濟指在經(jīng)濟增長過程中碳排放量不斷降低；廣義上的低碳經(jīng)濟則是指在經(jīng)濟增長的同時，耗費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)如何實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展是當前面臨迫在眉睫的問題。因此，通過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)務開展情況

某鉆探企業(yè)地處北方高寒地區(qū)，施工作業(yè)相對集中在冬季，因此除鉆進過程鉆機用能外，生活區(qū)采暖、冬季施工時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”應用情況見表1，累計推廣應用1 966井次，改電后消耗電量13.66×108kWh，累計減少柴油消耗34.47×104t，累計節(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”應用情況Tab.1 Application of"Change oil into electricity"in a drilling enterprise

2）對于未建電網(wǎng)或電網(wǎng)負荷不足的區(qū)域，積極推進“油改氣”工程。將站庫集輸天然氣經(jīng)降溫脫水和初步凈化，或利用區(qū)域內(nèi)開發(fā)氣井提供天然氣，燃燒后提供動能。累計推廣應用164 井次，累計消耗天然氣5 245×104m3，減少柴油消耗量4.14×104t。

3）引進先進節(jié)能設備，用電驅(qū)或者蒸汽設備替換燃煤、燃油設備。累計在18 口井360 工作段實行電驅(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備替換原燃煤油取暖鍋爐，至2020 年應用40 余臺，節(jié)省柴油消耗8 000 t。

2 存在的問題

1）鉆機能源替代項目潛力逐年減少。企業(yè)大力實行能源替代工程，已基本完成清潔能源替代，在架設電網(wǎng)的油田成熟開發(fā)區(qū)域內(nèi)實現(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、基礎設施以及成本支出等影響沒有電網(wǎng)的零散區(qū)域，或剛剛開始鉆探的新區(qū)域[2]。此外，“氣代油”工程推進，受能源價格波動、運輸路徑、季節(jié)等因素限制和影響，也嚴重阻礙了“氣代油”規(guī)模的擴大以及應用。

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

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

3）試驗推廣新能源業(yè)務技術難度較大。由于鉆探企業(yè)的性質(zhì)屬于石油工程技術服務類，存在工作區(qū)域不固定、所處環(huán)境復雜、服務對象不統(tǒng)一等特點，導致企業(yè)在新能源推廣、新技術研發(fā)等方面成本投入不足，相關人才短缺，因此新技術和新能源推廣主要依靠社會的整體推動。但由于企業(yè)施工場所自然環(huán)境惡劣、分布分散等特點，加之設備更新所占市場規(guī)模較小，導致承包商因獲利少，投資興趣不高，難以形成規(guī)模優(yōu)勢[4]，因此鉆井能源替代領域技術更新相對薄弱。

3 實施措施

1）根據(jù)企業(yè)自身經(jīng)營、生產(chǎn)狀況和長期發(fā)展戰(zhàn)略目標，編制“十四五”綠色能源替代發(fā)展規(guī)劃。依托我國實施的“雙碳”戰(zhàn)略目標，同時爭取地方政府和集團公司在政策和資金方面的支持力度；技術上與國內(nèi)和國際行業(yè)領先供應商合作，簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，推動技術和市場共享，不斷擴大清潔能源的應用范圍和應用領域。目前該模式已初見雛形，新能源使用范圍、獲得的效益以及經(jīng)驗等均已初見成效。

2）推行設備全生命周期管理，實施電驅(qū)設備改造和新技術研發(fā)，加快老舊設備更新。健全和完善鉆機及其他用能設備臺賬，應用全生命周期的質(zhì)量管理理念，詳細記錄運行時間、保修周期和各項能耗指標；完善和維護計量儀表，提高計量系統(tǒng)完好率，對能耗逐步升高的設備及時開展維修和維護，降低運行損耗；對標行業(yè)先進標準，針對高能耗設備，投入專項資金，擴大新型節(jié)能設備的數(shù)量以及普及范圍，完善設備庫，形成一套完善的小型供電設備供電、太陽能供電等新能源設備，更新企業(yè)的設備庫[5]。

4 發(fā)展目標和建議

4.1 發(fā)展目標

按照集團公司“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，不斷加強企業(yè)節(jié)能減排建設，持續(xù)加深新能源、新技術的研發(fā)和推廣工作，將新技術轉(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)模的油氣田開發(fā)區(qū)域，積極協(xié)調(diào)屬地油氣田建設單位，增設輸電線路；對未開發(fā)區(qū)域施工的探井，積極協(xié)調(diào)當?shù)卣?，通過變電設備擴容和鋪設臨時輸電線路，加大電動驅(qū)動應用范圍。爭取到2025 年電能使用占比達到20%。

2） 擴大“油改氣”實施范圍，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)，通過配套天然氣減壓裝置、除硫和除水等天然氣凈化設備，力爭2025 年將天然氣使用范圍擴大至2%。

3）爭取擴大風能、太陽能等新能源的使用范圍。在風能和光能充沛地區(qū)，使用小型風機和小型光伏發(fā)電設備，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)模建設的風能和電能區(qū)域，積極協(xié)調(diào)、利用無法并網(wǎng)的新能源電能，對設備以及生活供電，既降低成本又避免能源浪費，力爭到2025 年實現(xiàn)生產(chǎn)、生活用電使用光伏和風能綠電達到2%[7]。

4.1.2 第二階段：戰(zhàn)略接替（2026—2030 年）

1） 到2030 年，基本完成老舊設備的更新改造，實現(xiàn)新設備的技術迭代。隨著儲能技術的發(fā)展和進步，新探區(qū)電力設備逐步得到廣泛應用，特別是大功率的電動固井車將開始進入現(xiàn)場試驗使用，計劃先期引入電動固井車（橇）3～4 套，將公司的取暖設備全部更換為電熱，2030 年力爭生產(chǎn)生活耗能的30 %均由電能供應；隨著我國油氣勘探開發(fā)向頁巖氣的拓展，“油改氣”的應用范圍和規(guī)模會持續(xù)增加，計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)技術發(fā)展，積極探索氫能領域戰(zhàn)略合作模式建設。與氫能研究領先機構(gòu)和優(yōu)質(zhì)技術服務商開展長期戰(zhàn)略合作，特別要關注油氣田企業(yè)在氫能開采和利用中研究成果，推進氫能在鉆探企業(yè)生產(chǎn)、生活中的使用范圍，爭取在2030 年開展1~2 口井氫能供能試驗。

3） 與風光電生產(chǎn)商簽訂長期戰(zhàn)略合作協(xié)議，探索嘗試簽訂用能總包技術服務合同，整合和利用新型能源資源，不斷擴大清潔能源的使用范圍和使用力度，爭取到2030 年生產(chǎn)用電的3%由風能、光伏發(fā)電供應[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”設備更新，電、氣等新能源設備得到廣泛應用。規(guī)劃到2035 年將“油改電”規(guī)模擴大到2030年的110%，將電動設備的應用規(guī)模擴大到115%，將電動供暖設備增加到10 臺。規(guī)劃到2035 年生產(chǎn)、生活耗能的用電量擴大到40 %，天然氣轉(zhuǎn)化用能占生產(chǎn)用能的6%。

2）對1～2 口氫能試驗井進行經(jīng)濟效益評價和安全評估，在安全性和效益性可行的前提下，進一步擴大氫能的試驗規(guī)模，規(guī)劃到2035 年將試驗井擴大到5～6 口。

3）應用已經(jīng)成熟的風能和光能先進技術，依托地方政府和油氣田企業(yè)規(guī)模建設的新能源供電線路，進一步提高風能、光伏發(fā)電的占比，規(guī)劃到2035 年生產(chǎn)、生活用電的6%均使用風電或光伏發(fā)電。

4.2 重點發(fā)展建議

1） 完善清潔能源供應體系。優(yōu)先發(fā)展電能，依次是天然氣、動力總包，不斷完善清潔能源供電體系。借助社會資本，完善基礎設施，擴大電網(wǎng)覆蓋范圍，不斷完善清潔能源供應體系，擴大工業(yè)用電范圍，降低電價；優(yōu)先推動電動壓裂業(yè)務發(fā)展，繼續(xù)提升鉆修井機、固井機械及輔助裝置的網(wǎng)電利用水平；無法覆蓋電網(wǎng)的區(qū)域進行油改氣工程，推動天然氣發(fā)電工程；如果該區(qū)域既不適合油改電又不適合油改氣，建議推行動力總包服務。在電網(wǎng)能源供應量較低的區(qū)域，建設油氣試點、電站，和網(wǎng)電形成互相補充[9]。

2）優(yōu)化升級鉆井、壓裂、固井等設備。對總設備進行清算、檢查，淘汰損壞、老舊的設備，通過購買、改造等手段對設備進行更新，新設備應符合電網(wǎng)使用需求，使用低能耗電動機。

3） 科學管理優(yōu)化。根據(jù)工程特點及施工要求，對設備進行優(yōu)化組合和配置，提高效率并減少能耗。劃分片區(qū)設定用電量，不斷降低耗能、減少成本，通過系列措施，2021 年已實現(xiàn)15 口井能源消耗同比下降3%。

4）加強新能源、新技術的覆蓋使用范圍。應用諧波抑制裝置、小發(fā)電機組并機技術、鏗電池(飛輪)儲能技術、太陽能照明洗浴、空氣源熱泵采暖供熱等技術和設備。

5） 加強新能源的研發(fā)以及推廣。和當?shù)卣?、合作商做好溝通合作，加強風能、光伏發(fā)電、氫能等新能源的開發(fā)利用。

6）借助互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G 等新技術，通過大數(shù)據(jù)以及區(qū)塊鏈，做到科學節(jié)能減排，推動數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展[10]。

5 結(jié)束語

在國家綠色低碳發(fā)展的大趨勢下，高寒地區(qū)鉆探企業(yè)雖然有高能耗的行業(yè)特點，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，但通過開展“油改電”工程、“油改氣”工程和引進先進節(jié)能設備等綜合措施，完全可以探索出綠色轉(zhuǎn)型之路。鉆探企業(yè)應客觀分析現(xiàn)存的問題，充分利用國家和集團公司有關綠色轉(zhuǎn)型的有利政策，爭取資金支持。企業(yè)外部聚焦新能源和新技術發(fā)展，與行業(yè)領先供應商開展戰(zhàn)略合作；企業(yè)內(nèi)部編制長遠發(fā)展規(guī)劃，分階段推進實施綜合舉措，最終實現(xiàn)綠色低碳、轉(zhuǎn)型發(fā)展。