我国油气田新能源和伴生能源的利用

邢勇军（大庆油田有限责任公司第二采油厂）

我国油气田新能源和伴生能源的利用

邢勇军（大庆油田有限责任公司第二采油厂）

新能源的利用尚处于起步阶段，节能增效潜力巨大。通过对太阳能、地热能、风能以及油田伴生气、高温含油污水、高温烟气的开发利用进行分析，并与常规能源进行对比，表明新能源和伴生能源对油气田节能增效的显著作用。

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随着国家对单位GDP二氧化碳排放量的控制日益严格，油气生产企业面临着严峻的节能减排形势。我国油气田在新能源和伴生能源利用方面已取得了一些成功的经验，如能大量应用新能源和伴生能源，有效提高油气田能源应用效率，将有利于节能减排目标的实现。

1 新能源的应用

我国油气田大多地处沙漠、高原或平原，具有丰富的太阳能、风能、地热能等资源，对其进行合理开发利用，将优化用能结构、节约资源，有效降低油气田对常规能源（电、煤、原油、天然气等）的依赖和消耗。

1.1 太阳能

近年来，国外积极开发应用太阳能等新能源和可再生资源，委内瑞拉一条32 km长距离稠油管道采用太阳能热二极管技术后，输油温度从28℃提高到60℃，输送能力提高17%。在科威特、印度尼西亚、马来西亚等国家和地区也有多条管道在试验中[1]。

在我国，内蒙古地区乌审旗境内油气田应用太阳能热水器为值班站提供24 h不间断热水，节能效果明显[2]。部分油田也开始利用太阳能采用直接加热或间接加热方式输送原油。大港油田[3]开发了一种利用太阳能给油罐加温的新型节能技术及配套装置，大大减少了电能的消耗，每套太阳能加温装置可节电60%以上。辽河油田采油厂兴56号站应用太阳能加热输送原油成效显著，计量站加热原油每天消耗天然气近1000m3，利用太阳能后每天可以节省天然气30%[4]。

光-电转换也大量应用于各油气田，西北地区油气田日照强烈，长输管道无人值守的中间站大多采用太阳能电池作电源，新疆等油气田也已经开展太阳能装置在油田各领域的应用试验。

1.2 地热能

近年来，风能资源在油气田得到了成功的应用。胜利油田孤东、桩西等采油厂先后成功应用风网互补油井供电系统，该系统集风力发电、风网互补技术、能量回馈技术、自动化控制技术为一体。

地热能利用已是一项成熟技术。华北、大港等油田地热资源丰富，已经开展了地热能利用的相关工业试验，并取得了较好的效果。应用地下水源热泵系统即通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经板式热交换器提取热量后，再由回灌井群灌回地下。

1.3 风能

2 伴生能源的应用

2.1 油田伴生气

长期以来,国内油田在单井试采时，由于设施不配套，伴生气多以放空形式排入大气或燃烧掉，造成了油气资源的浪费和环境的污染。与原油一样，石油伴生气也是宝贵的资源。《中国节能技术政策大纲》中提出：“必须大力推广油田伴生气回收利用技术”，“整装油田必须同步建设伴生气、凝析油回收设施，推广汽油装车站台、加油站和油库油气回收技术”。为了解决伴生气放空问题，部分油田已开始研究伴生气回收方法，主要有：增压回注；利用伴生气作发电机燃料；气、液混输到联合站集中处理等。

大庆油田利用增压轻烃回收装置，有效地解决了伴生气放空问题[5]。大港油田通过三相分离器把收集起来的零散天然气利用起来，新增天然气发电机利用收集的天然气发电，产生的电并到油田电网，为联合站供电。

对于单井拉油的边远井，采用多功能配套天然气发电机回收利用天然气，利用伴生气实现油井动力驱动、卸油、保温、自热洗一体化；天然气发电机为抽油机提供动力，不需要电力网线，实现边远井站的节能生产。

2.2 高温含油污水

国内大部分油气田已进入石油、天然气开发的中期和后期，采出油中的含水量为70%～80%，部分低产油田甚至已高达90%，日产含油污水量非常大。含油污水通常蕴载着大量热能，例如胜利油田含油污水温度在53～57℃，大庆油田含油污水的温度一般在36～42℃，中原油田含油污水的温度也在40℃左右[6]，一般稠油油田为60～65℃。这部分高温污水深度处理后回用热采锅炉给水达到节能增效和减排双重目的。因此，污水热泵技术得到了广泛应用，与常规的空气源热泵相比，污水热泵节能34%，CO2少排放68%，N0x少排放75%[7]。

大庆油田在联合站、注水站等成功地采用压缩式污水热泵技术回收含油污水，收到了较好的效果。胜利油田采用吸收式热泵方案，回收含油污水低品位余热，将剩余含油污水余热用于热泵原油加热系统，节能效果显著，其输入、输出能耗比在 l∶3以上[8]。

李新盛等[9]对辽河油田公司沈阳采油厂的调查显示，收集利用原油伴生水余热为企业年节约费用1.23×108～1.34×108元。徐涛等[10]对张家店油田2008年应用的三口油井调查显示，年节约费用约29.6×104元。

2.3 高温烟气

发电机组烟气余热回收利用潜力巨大。以500 kW的发电机组为例，每小时生产约400 kg蒸汽或10 t热水(以温升30℃计)。利用燃气发动机排出的350～550℃中、高温烟气余热，生产70～95℃或更高温度的热水以及0.2～0.4 MPa的低压蒸汽，可广泛应用于冷、热、电联供中央空调系统、原油加热系统等。

2002年，在西部某油田1座4×2200 kW燃气发电站设计安装了两套“采暖、空气预热一体化热管余热回收装置”，投资约20×104元，由于不再新建供热锅炉，仅设备投资一项就减少约30×104元。年节约燃料及其他运行成本约30×104元，经济效益显著[11]。

3 政策支持与管理

国家和油气田企业对节能环保项目都给予了高度重视和大力的支持。自“十七”大之后，循环经济概念与资源节约型、环境友好型企业建设已经深入人心。新能源的应用与减少碳排放已不再只是概念。国家能源局的某权威人士称这次新能源振兴计划总投资至少会超过2万亿元。

对新能源和伴生资源的管理包括：

1）加强监管，避免浪费能源。对能源利用设备运行情况进行监测，杜绝能源的无效损失。

2）建立相关规章制度，有效激励新能源和伴生能源的开发利用。坚持依法管理与政策激励相结合，在严格管理的前提下，坚持新能源和伴生能源利用深入挖潜，通过政策激励和信息引导，运用适度有效的奖励机制，对新能源和伴生能源的利用工作进行鼓励。

3）规范统筹，重视能源应用的系统效益。节能是一项系统工程，需要各部分的协调配合、共同推动。在新能源和伴生能源利用上，从基站到厂区再到集输管线，应用新能源和伴生能源以达到节能效果，要统筹兼顾，避免片面考虑局部利益，系统应用新能源和伴生能源，合理搭配能源，阶梯利用新能源和伴生能源，才能更有效地降低成本，使节能效果最大化。

新能源和伴生能源的转化利用见图1。

4 结语

新能源和伴生能源的应用有着巨大的潜力和广阔的前景，主要依赖于人们观念的转变、政策的支持和配套的能源应用技术。只有不断发展新能源利用技术，才能有效支持新能源和伴生能源在油气田的开发利用。

利用新能源和伴生能源是一个系统工程，应整合到整个油气田工程中，伴随着油气田的开发建设同步建设和利用。剩余部分还可以连接到国家电网，或供给周边的民用供暖，只要各个环节共同努力，新能源和伴生能源就一定会发挥更大的作用。

[1]王怀孝,刘飞军.未来油气田节能技术趋向环保[J].石油石化物资采购,2009,(1):90-91.

[2]呼延念超,单巧利,李勇,等.太阳能热水系统在寒冷地区油气田倒班点的应用[J].节能,2009,28(7):47-56.

[3]粱惠勤,姬瑞.大港油田典型节能技术介绍[J].资源节约,2008,24(3).

[4]贾志伟,杨启明.太阳能原油输送系统节能探讨[J].油气田地面工程,2009,28(3):5-7.

[5]田玉凯,王忠民.大庆西部外围油田天然气综合利用研究[J].油气田地面工程,2008,27(4):15-16.

[6]谢丁旺,张小松,王风丽.组合式热泵在油田污水余热回收的应用研究[J].制冷空凋与电力机械,2008,29(2):9-12.

[7]BAEK N C,SHIN U C,YOON J H.A study on the design and analysis of a heat pump heating system using wastewater as a heat source[J].Solar Energy,2005,78(3):427-440.

[8]何卫兵.应用热泵型原油加热系统回收高温污水余热[J].中外能源,2009,14(5):110-111.

[9]李新盛,王树权,王文杰.浅析油气田回注污水余热的利用——以辽河油田公司沈阳采油厂为例[J].油气田环境保护,2009,19(z1):70-81.

[10]徐涛.地源热泵加热技术在张店油田的应用[J].油气田地面工程,2009,28(3):7-8.

[11]李秀英,于海涛.热管余热回收装置在油气田燃气发动机上的应用[J].节能,2008,27(4):25-26.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.02.019

邢勇军，2003年毕业于齐齐哈尔大学，现就读于东北石油大学石油工程专业研究生，从事油田作业生产运行工作，E-mail：xingyongjun@petrochina.com.cn，地址：黑龙江省大庆油田采油二厂油田管理部，163411。

2012-01-12）