推薦理由

　　如何降低超深特稠油藏開(kāi)發(fā)能耗，推動(dòng)綠色低碳發(fā)展？中國(guó)石油報(bào)攜手《吐哈石油報(bào)》，深入剖析吐哈油田結(jié)合自己實(shí)際情況，打破傳統(tǒng)能源生產(chǎn)“開(kāi)采—消耗—排放”的線性模式，構(gòu)建起“回收—利用—增效”循環(huán)體系的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。文中的案例為破解稠油開(kāi)發(fā)中普遍存在的能耗高等痛點(diǎn)提供了可復(fù)制、可優(yōu)化的經(jīng)驗(yàn)借鑒。

　　今年上半年，吐哈油田魯克沁采油管理區(qū)應(yīng)用放空氣回收熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和放空火炬棄置熱能再利用技術(shù)，利用熱功率達(dá)到3000千瓦，自發(fā)電338萬(wàn)千瓦時(shí)，創(chuàng)效超764萬(wàn)元。

　　位于吐魯番盆地的吐哈魯克沁油田埋藏著世界埋深最深和黏度最大的超深特稠油。即便是在50攝氏度的環(huán)境中，稠油黏度也在1萬(wàn)毫帕·秒以上。目前，稠油開(kāi)采方式主要以注入高溫蒸汽或利用火驅(qū)的熱采技術(shù)為主，且大多是淺層稠油開(kāi)發(fā)。對(duì)于吐哈油田埋深在2300米至4600米的特稠油來(lái)說(shuō)，開(kāi)采屬于世界級(jí)難題。通過(guò)多年技術(shù)攻關(guān)，吐哈油田形成了以常溫水驅(qū)、注氣吞吐提產(chǎn)、泵上摻稀舉升為主的稠油冷采技術(shù)系列。

　　為降低特稠油開(kāi)發(fā)中的能耗，吐哈油田將冷采過(guò)程中以及配套處理裝置產(chǎn)生的剩余能源循環(huán)利用，通過(guò)階梯利用、巧借余熱等措施，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效，推動(dòng)了綠色低碳發(fā)展。

　　地上：階梯利用實(shí)現(xiàn)“一石三鳥(niǎo)”

　　近年來(lái)，魯克沁采油管理區(qū)探索通過(guò)天然氣吞吐、減氧空氣泡沫驅(qū)、減氧空氣吞吐等礦場(chǎng)試驗(yàn)提高特稠油采收率，年均注氣量達(dá)到2239萬(wàn)立方米。其中，約40%的天然氣被油層吸收，起到降黏的作用，加速了超深特稠油開(kāi)發(fā)進(jìn)程，剩余60%的混合氣隨著稠油生產(chǎn)會(huì)被再次采出地層。

　　被采出的混合氣是低甲烷濃度氣體，價(jià)值不高，在初期開(kāi)采過(guò)程中，將其作為廢氣處理。如何將剩余的混合氣變廢為寶，實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用？

　　2024年初，魯克沁采油管理區(qū)應(yīng)用國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)的微燃機(jī)，將剩余的混合氣利用起來(lái)。混合氣進(jìn)入微燃機(jī)后，甲烷等可燃揮發(fā)物經(jīng)過(guò)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體推動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電外輸，滿足油田部分設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的需要，成為油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的“充電寶”。

　　微燃機(jī)工作過(guò)程中，產(chǎn)生的燃?xì)庥酂岜辉俣壤茫糜诩訜岵捎驼緝?nèi)采出液，這使得微燃機(jī)又變身“暖油寶”。

　　經(jīng)過(guò)計(jì)算，微燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)裝置每天可以利用的混合氣，占到每天排放總量的30%，剩下的70%依舊沒(méi)有實(shí)現(xiàn)利用。技術(shù)人員將這些剩余混合氣處理后重新注回地層用來(lái)驅(qū)油，讓混合氣變成“上產(chǎn)氣”。這樣階梯利用實(shí)現(xiàn)了“一石三鳥(niǎo)”：減少排放，保護(hù)環(huán)境；生產(chǎn)電能，實(shí)現(xiàn)價(jià)值增值；產(chǎn)生的熱能還可替代原有電加熱爐對(duì)混合油加熱，重構(gòu)了能耗結(jié)構(gòu)。

　　魯克沁采油管理區(qū)東區(qū)采油中心主任梁吉平算了一筆賬：截至目前，機(jī)組已累計(jì)運(yùn)行1.22萬(wàn)小時(shí)，累計(jì)發(fā)電329萬(wàn)千瓦時(shí)，供熱1839萬(wàn)千瓦時(shí)，創(chuàng)效1561萬(wàn)元，項(xiàng)目投資完全收回。

　　空中：巧借“熱得快”加熱集輸管網(wǎng)

　　魯中聯(lián)合站火炬系統(tǒng)建設(shè)于2023年，主要承擔(dān)著聯(lián)合站放空系統(tǒng)放空氣的燃燒，投運(yùn)后的火炬燃燒室燃燒頭溫度高。

　　稠油采到地面后在常溫情況下不流動(dòng)，只有加熱到一定溫度才能流動(dòng)。到了冬季，溫度更成為原油集輸流程中不容忽視的一環(huán)。因此，稠油開(kāi)采集輸過(guò)程中的耗能較大。

　　既然火炬系統(tǒng)不間斷發(fā)熱，那能不能把它當(dāng)成以前家里燒水時(shí)常用的“熱得快”來(lái)用？一個(gè)大膽的想法在技術(shù)人員的腦海里浮現(xiàn)。但是，選用什么樣的材料、什么樣的換熱形式？如何安裝？換熱效率能達(dá)到多少？熱量如何消納？

　　有了“熱得快”，那就得圍繞著它造一個(gè)“熱水瓶”。面對(duì)這些問(wèn)題，魯克沁采油管理區(qū)組織多部門(mén)進(jìn)行了多輪論證，最終決定選用四管螺旋換熱結(jié)構(gòu)盤(pán)管貼合火炬筒體內(nèi)壁的安裝方式。在盤(pán)管材質(zhì)方面，選用具有優(yōu)異的抗氧化性、耐腐蝕性、耐溫高達(dá)1200攝氏度的310s型不銹鋼。在具體安裝上，技術(shù)人員在火炬內(nèi)的燃燒筒新增了一套循環(huán)水系統(tǒng)——水經(jīng)過(guò)站內(nèi)鍋爐水循環(huán)泵加壓后，再經(jīng)過(guò)火炬加熱，加熱后的熱水循環(huán)進(jìn)入站內(nèi)伴熱供水管網(wǎng)，為場(chǎng)站原油集輸提供源源不斷的熱能供給。

　　2024年12月，火炬余熱回收項(xiàng)目取得成功。運(yùn)行以來(lái)，截至目前，火炬加熱盤(pán)管來(lái)水溫度穩(wěn)定控制在50攝氏度左右，夏季出水溫度最高可達(dá)58攝氏度，整體加熱功率達(dá)到450千瓦。

　　地下：利用地溫為稠油吹“暖風(fēng)”

　　在大多數(shù)情況下，隨著深度的增加，地層溫度也會(huì)上升。在魯克沁油區(qū)，2800米以下的地層，地溫達(dá)到50多攝氏度。魯克沁采油管理區(qū)巧妙利用地層溫度這一自然條件，來(lái)降低稠油處理過(guò)程中的能耗成本。

　　魯克沁稠油中含有大量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)成分。這些成分有一個(gè)特性，就是容易在油水界面上吸附，進(jìn)而形成一層既黏稠又厚實(shí)的薄膜。這層薄膜的存在，使得乳狀液中的水滴難以相互聚合并分離，從而形成了一種穩(wěn)定的油包水型乳狀液體系。這種體系的形成，無(wú)疑加大了稠油脫水的難度。

　　以往稠油脫水主要依靠三段式脫水工藝，其中第二段脫水作為稠油脫水最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，需要將來(lái)液溫度加熱至50攝氏度以上，在脫水器加入破乳劑后快速脫水，而且溫度波動(dòng)將在很大程度上影響該段稠油脫水效果。為保證溫度，需要1臺(tái)至2臺(tái)電加熱爐專(zhuān)門(mén)為采出液進(jìn)行加熱。

　　2024年開(kāi)始，魯克沁采油管理區(qū)技術(shù)人員創(chuàng)新思路，通過(guò)改變破乳劑加注方式，將破乳劑送至地下井筒2800米處，利用地層溫度和井筒充分?jǐn)噭?dòng)代替地面加熱，進(jìn)行破乳脫水，達(dá)到延長(zhǎng)破乳脫水反應(yīng)時(shí)間的目的。

　　通過(guò)這項(xiàng)舉措，魯克沁采油管理區(qū)成功實(shí)現(xiàn)魯中聯(lián)合站混合油電加熱爐停用，在提高現(xiàn)有能耗利用率的同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。2024年，通過(guò)這項(xiàng)舉措，魯克沁采油管理區(qū)減少混合油電加熱爐電耗1711萬(wàn)千瓦時(shí)。

　　能耗革命還在繼續(xù)。今年年初以來(lái)，魯克沁采油管理區(qū)在原有放空氣回收熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和放空火炬棄置熱能再利用技術(shù)項(xiàng)目穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，在玉北脫水站同樣開(kāi)展技術(shù)推廣應(yīng)用和項(xiàng)目建設(shè)，6月中旬完成建設(shè)投產(chǎn)工作。截至目前，玉北脫水站項(xiàng)目機(jī)組已運(yùn)行406小時(shí)，累計(jì)發(fā)電9萬(wàn)千瓦時(shí)，供熱60萬(wàn)千瓦時(shí)，創(chuàng)效超50萬(wàn)元。（吐哈石油報(bào)記者 張斌 姚驊）