石油行业节能减排工作的实施及展望-天然气与石油.doc

石油行业节能减排工作的实施及展望李继勇1 李昊臻1 卫骏1 卢 芳2（1.中海油能源发展股份有限公司监督监理技术分公司 天津 塘沽，300452；2天津中海油服化学有限公司 天津 塘沽，300450）摘要：本文对节能减排工作各方面的意义、利好及其势在必行的大趋势进行了分析.笔者就海洋石油钻完井作业中节能减排的实际成效和修井作业中实现“零”排放目标的污水回注技术的详述，以及查阅节能减排文献及期刊资料中同行业的兄弟单位的节能减排工作的成效，综合后进行了总结，并从中吸取了成功经验。关键词：海洋石油；节能减排；实施；展望有数据表明，近些年我国的资源开发和环境保护的失调状况已经到了十分严峻的地步，若不立即着手改善，将严重制约和影响社会的经济发展。“十二五”是党中央规划经济发展的重要战略期，我国能源需求随着工业化、城镇化进程的加快和消费结构的持续升级，呈刚性增长。受国内资源保障能力和环境容量制约以及全球性能源安全和应对气候变化的能力影响，资源环境受约束情况日趋严重，“节能减排”面临的形势日趋严峻。 1 国家号召及企业实行节能减排工作的意义1.1节能减排的政治意义为确保完成“十二五”规划纲要提出的节能减排约束性指标，2011年8月31日，国务院26号文件印发了“十二五”节能减排综合性工作方案。该方案已明确地提出节能减排的目标及措施，这是政府对全社会的庄重承诺，目标能否如期实现，事关政府形象和威望。同时，节能减排是建设资源节约型、环境友好型社会，落实科学发展观，走可持续发展道路的具体举措。从长远发展的角度出发，节能减排是一件功在当代，利在千秋的事，只有从现在逐步开始实施节能减排工作，才能为国家的可持续发展助力。1.2节能减排的经济意义政府在十八大会议上提出，到2020年，要实现国内生产总值和城乡居民人均收入比2010年翻一番。这是让全国人民振奋不已的目标，但同时也给我们作出了一道考题：生产总值和居民收入翻番的目标下，国内经济发展所需的各方面资源能否跟得上我们的发展速度？从宏观上看，若要到2020年实现GDP再翻两番及居民收入翻番战略目标，就不能再按原来的发展速度与发展方式，必须在现有基础上有所改进。由此可见，资源性节约社会是宏观经济发展的大势所趋，节能减排工作的开展是成功实现“两个倍增”目标的有力保障。从微观上看，提升企业和产业竞争力“节能减排”是必须紧急采取的措施。1.3节能减排的社会意义国际上有研究发现，工业革命以来，尽管西方国家经济快速增长，人们的收入水平显著提高，拥有的物质产品数量越来越多，但人们的幸福指数却并没有多少改善。中国是当今世界上最大的发展中国家，发展经济、摆脱贫穷，是中国政府和人民在相当长一段时期内的主要任务。必须承认，百姓生活质量的改善很大一部分得益于中国近年快速的经济增长，但是这些经济发展的成果是我们用巨大的资源和环境代价换来的，经济发展与资源环境的不协调问题变得越来越尖锐，群众反映环境污染问题的频率随之增高、态度强烈，人们的居住幸福感也相应降低。若不及时转变增长方式，加快调整经济结构，就会出现资源撑不住，环境容不下，社会受不起，经济难以发展等诸多问题。只有坚持节约发展，大力推行节能减排工作，才能实现经济的又好又快发展，进一步提升居民生活的幸福指数。2 海洋石油节能减排工作的实施中国海洋石油总公司作为一家负责任的国际化综合能源公司，在节能减排工作方面有明确的目标，对“零”排放和节能减排都提出了具体的要求。海上作业，其特殊性决定了更应该注重节能减排，做到资源利用的最大化。中国海洋石油总公司研究总院在“十一五”期间，在每个油田开发总方案研究中，针对每个油田的特点，采取了一些节能减排新技术、新思路，如：优快钻完井技术、综合利用天然气、污水排放为“零”的理念、平台电力组网及设备优化等成功应用在油田的开发设计方案中，在有效地决自身技术难题的同时，还最终实现为公司节约能源、充分利用资源、提高企业效益，综合体现了节能减排新技术、新思路在促进油田区域开发中取得的显著经济和社会效果。2.1海洋石油钻完井作业中的“节能减排”海洋石油钻井作业相对陆地钻井作业来说风险高，技术精，环境保护要求严格，局限性大，这些都是不争的事实，但“节能减排”是国家对社会的庄严承诺，是人民对大型国企实力新的评判标准，是可持续发展的必经之路，海洋石油人经过探索后收到了成效。优快钻井就是提高钻井速度，缩短钻井周期，如此一来不但可以很大程度的实现节能降耗的目的，而且还可以提升企业的核心竞争力。中海油从1994年开始进行优快钻井改革以来，不仅取得了可喜的成果，更是在“节能减排”方针指引下迈出了坚实一步。第一，开发一个油田，可能需要打几十口井，过去的钻井技术，只能允许我们在垂直的方向上打井，一个较大的油田，就只能靠多建采油平台的办法来开发，这样就使油田的开发周期延长，成本大大增加，解决的办法就是把每一个平台的控制范围加大，用先进的钻井新技术，打出多口不同角度的大位移井水平井，这就是我们后来使用的丛式井技术和多底井技术，这样在同一个油田上，需要建立的平台数量可以减少许多，不仅缩短的建设周期，还减少了开发成本。第二，建设周期和数量问题得到了解决，下一个目标就是提高钻井速度，优快钻井技术的成功应用，大大缩短了钻井周期，而每节约一个钻井船，就可以节约直接生产成本数十万元，同时，缩短了的钻井周期，可以使油田早投产，早回收勘探开发投资，这样的效益是非常可观的。第三，要提高钻井速度，钻头是一个关键，PDC钻头这种无轴承、无磨损的钻头，具有钻速高、寿命长、适应范围宽等特点，通过针对每一种地层精心设计的钻头，一次下钻可以打完一个井段，井下导向马达为钻头提高了强劲的动力，新式的马达能够及钻斜、稳斜、修斜于一身，能够高速旋转，并在不同的地质条件下，随时调整角度，达到扩大作业面的目的，随钻测井技术，可以随时测出井下方位、井斜、跟踪定向轨迹，随时纠正偏斜，使钻头能够准确到达预定的目标。以上的方方面面就在岐口18-1油田初试身手，更让人骄傲的是那里也正是“优快钻井”大显身手的地方。建井周期从57天缩短到18.8天，节省了2/3的时间。之后在绥中36-1油田J区和岐口17-3油田又刷新了各项钻井记录，其中在绥中36-1油田二期开发中，平均井深1920m的定向井平均建井周期3.22天，最快的一口井甚至突破了2天大关，只用了1.6天就完成作业。1999年，优快钻完井技术受到国家肯定，荣获国家科技进步二等奖，并在中国海油系统内迅速推广，到2005年底，海上十多个油田累计钻井666口，完井597口，钻完井作业共6324天，节约作业天数16053天，作业效率是常规钻完井的2-4倍，而且钻完井工程质量全优，直接节约钻完井成本92亿人民币，并得到世界同行业的认可，已经跻身世界钻完井优快技术前列。除了缩短钻井周期，节约成本以外，海洋石油人还创新并优化了同行业原有的表层集中钻井工艺技术，储层保护技术，大满贯测井技术、单级双封固井技术，一次管柱多层射孔技术等多项关键技术，在钻完井领域的技术和管理上实现了一次质的飞跃。优快钻完井是“节能”的具体措施体现，而“减排”则更多的体现在钻完井液的技术创新上。采用低毒无害的钻井液、洗井液：开发新型低毒、无毒化学添加剂,替代毒性大的化学添加剂；大力发展欠平衡钻井技术：欠平衡钻井技术是在对井口的有效控制下，通过降低钻井液密度或采用低密度钻井液，使井底压力低于地层的孔隙压力，从而从根本上解决钻井液向地层的侵入或漏失问题；结合使用钻井液固相控制技术与监测系统：合理使用振动筛、除砂器、除泥器、旋流分离器及泥浆清洁器等固相控制设备，减少钻井液的稀释及化学处理剂的用量，达到减少废钻井液数量的目的。2.2“零排放”在修井作业中的完美体现 中国海洋石油总公司历来高度重视生产采出水的排放问题，随着渤海油田的大规模开发，含油采出水的处理和排放压力越来越大，同时国家对于减排的要求也越来越高。如何应对和妥善解决采出水排放的问题已成为油气田开发方案研究中关键问题。近年来，为了实现渤海油田原油产量3000104t/a，约10个油气田投入生产，再加上已生产的约20个油气田，含油采出水的处理和排放面临的压力是前所未有的。为此，总公司提出“零”排放的理念和目标，要求在设计油田总体开发方案时就贯彻和落实节能减排理念，对前期方案进行反复研究和深入论证，从源头做起，技术措施到位，使得油田开发之初就实现油田生产采出水“零”排放。油气田落实“零”排放理念的思路是回注。埕北油田的原油含水量较高，在原油中分离出的生产水的处理就成为了摆在现场工程师眼前的一道难题。为了实现总公司提出的“零”排放的理念和目标，地质油藏工程师根据回注层首选有产出的层位并兼顾有效注水等原则，选择了A13井作为A平台的生产水回注井。根据油藏地质工程师的设计书，收集了大量的资料，编写施工方案，并通过审查，最后使埕北油田的A13井从作业前注水压力为10.5MPa、日注入量为零的注水“困难户”，变成了注入压力为2.9MPa以下，日注入量达到802.4m3的“回注明星”。这意味着埕北油田平台原油分离处理后生产水不需要再排放、回收处理，便可以轻松回注入A13井，也使得该油田的地层能量能及时得到补充，更好地使注入水与地层配伍，同时降低了原油处理的成本，为海上油田生产中的节能减排工作达到了良好的效果。 3 石油行业中节能减排工作成效近年来，中国石油也在不断完善节能减排体制机制的同时，加大了节能减排技术创新力度，并取得了良好的经济效益和社会效益。3.1设备改造，优化硬件节能减排从根上抓，设备与时俱进、不断完善是必须要最先完成的。大型设备造价高，使用年限长，耗能大，利弊参半。例如水泵、风机等大型设备，如果直接重新购买最新型的同类产品进行更换成本太高，但其“落伍”功能参数又不能跟上海油“节能减排“新形势的要求，所以在原设备上想方设法的优化完善才是即平衡又实惠的出路。通过研究和实践，在水泵与风机等大型装备上安装变频装置，其原理是根据油井的不同生产情况方便快捷地调整输出频率,输出的电流频率为3565Hz,可以根据抽油机的具体运行情况降低抽油机的冲次,达到节省能源的目的,同时有利于抽油机的平稳运行；另外研究使用了液粘调速离合器，这是一种新型调速装置,适用于大、中功率风机及水泵的无级调速,适用于对大惯量的负载、空载和轻载的启动及缓慢加速液粘调速离合等，达到节省能源的目的。3.2变废为宝，循环利用国家提出科学发展观，走可持续发展的道路。那么在海洋石油资源高消费的生产情况下，如何让每一份资源都物尽其用是海油人对待自己工作的基本要求，而不满足于现状的我们，更要努力做到变废为宝，循环利用，浪费消失，利润最大化。3.2.1废水再利用当油田的开发进入中、后阶段时，就会出现油层压力下降明显的现象，而注水采油是普遍用来维持油层压力的重要措施，但是却在生产时产生了废水。采油生产作业的副产物废水，如果废水外排就会造成环境污染，同时又浪费了宝贵的水资源。对废水的处理有两种：废水回注和废水回用。两种技术都可以最大限度地将废水利用起来。采油废水经专业处理后回注地下，不仅可以减少环境污染，还能保障油田可持续开发，是目前提高油田经济效益的重要途径。将废水处理后，用于热采锅炉就会得到良好的经济效益，在保证油田生产的持续发展的前提下，最大地达到了公司节能减排和环保的目的。3.2.2伴生气有价值在石油开采过程中产生的伴生气，与原油一样也是宝贵的资源。目前，伴生气的回收利用已开始进入部分油田的研究课题，目前来看主要是：将伴生气合理回收，形成气、液状态，混输到联合站集中处理后，用作发电机燃料。此类技术将散发掉的无组织烃回收利用，解决了企业加热炉燃料问题，也减少对大气的污染，既体现了节能降耗的精神，又可为企业获得可观的经济效益。3.2.3油泥砂可回炼从油田生产的角度看，油泥砂是含油废物，但大家有所不知，油泥砂中含有大量有用烃类,若将油泥砂资源化，是符合国家可持续发展的战略方针和循环经济的要求。油泥砂中所含的油质，可通过采取油泥砂资源化、无害化和综合处理三种处理方法可以将其提取并回炼，达到既环保又实用的目的。 4 节能减排工作展望海洋石油总公司“十二五”科技发展规划在油气勘探开发、油田技术服务与装备、中下游产业、前沿技术和节能减排等五大领域部署了26项重大科技攻关项目，这些项目是公司实现二次跨越的重要技术载体。为实现 “减量化、资源化、再利用”， 有效地促进企业节约资源、能源，减少污染物的排放，总公司大力开展清洁生产，并从中取得良好的节能减排效果。新技术、新思路的节能减排方案，在渤海部分述油田中的应用与实践，有以下几点认识和思考：1、节能减排为小家更为大家。表面上看若节能减排技术应用得当，可以经济有效的促进统筹规划海上油气田，尤其是在区域油田的开发中起关键推动作用，带动区域油田的勘探开发，同时也是充分贯彻和实施国家、企业节能减排战略在工作中的落脚点，造福子孙后代。2、节能减排从头做起，因地制宜。几个油田总体开发方案的简单重叠不能代表海上油田区域开发，节能减排的理念必须贯穿于整个油田区域开发的全过程，这样就能实现节能减排从源头做起，结合油田实际情况，有效化解油气田开发中的一些技术难题，因地制宜的开展工作，加快油气田合理开发。3、节能减排要“放长线、钓大鱼”。很多企业都会发现，在开发油气田方案前期，相较于普通开发方案，研究中的采取的一些节能减排措施可能会在开发之初投入一部分大额资金，从开发初期来看，是大幅度地增加了开发成本，但是，我们更要注意到这种前期的大投入必将小于后期治理所付出的费用和代价，更有可能给企业带来高于原方案的经济效益。4、节能减排要常态化，勤总结。节能减排是一项长期的工作，需要我们在工作实践中总结经验，坚持不懈。这样才能按照科学发展观在节约资源、保护环境、和谐社会的基础上，大力开