油氣田綜合節能技術和資源化利用解決方案.pdf

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1、油氣田綜合節能技術和資源化利用解決方案目 錄一 背景與現狀二 節能與資源化利用技術路徑三 典型案例與場景擴展2一 背景與現狀3國家主席習近平提出“2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和”目標2020年9月國務院印發2030年前碳達峰碳中和行動方案，提出要促進工業能源消費低碳化，推動化石能源清潔高效利用，提高可再生能源應用比重2021年10月國家發展改革委和國家能源局印發“十四五”現代能源體系規劃，要加快推動能源綠色低碳轉型，實施可再生能源替代行動，推動構建新型電力系統，促進新能源占比逐漸提高2022年3月習近平總書記在二十大報告中提出，要加快發展方式綠色轉型，實施全面節約戰略，發展綠色

2、低碳產業，倡導綠色消費，推動形成綠色低碳的生產方式和生活方式2022年10月國家能源局關于印發加快油氣勘探開發與新能源融合發展行動方案（2023-2025年）的通知，提出到2025年，大力推動油氣勘探開發與新能源融合發展，積極擴大油氣企業開發利用綠電規模2023年2月一 背景與現狀4n中石油綠色低碳發展行動計劃3.0，油氣和新能源分公司 提出綠色低碳發展目標n力爭2025年左右實現“碳達峰”，油氣生產清潔能源利用率超過25%，油氣與勘探開發業務電氣化率提升至22%，單位油氣當量能耗強度下降6%，單位油氣當量碳排放強度下降8%n2035年外供綠色零碳能源超過自身消耗的化石能源，新能源新業務與油氣

3、業務三分天下n2050年左右實現“近零”排放，熱電氫能源占比50%左右，實現綠色低碳轉型發展油氣化石能源業務綠色轉型2036-2050年新能源新業務戰略接替2026-2035年清潔替代2021-2025年發展目標一 背景與現狀5能耗現狀n多家機構預測，2060年，中國非化石能源消費占比將達到60%80%n目前油田上游天然氣為主的熱能消耗n2021年，油氣與新能源公司能耗2810萬噸標煤，其中油氣田生產能耗2468萬噸標煤n供應側，以天然氣為主，占比76.1%，凈購入電力287億kWh，占14.3%（電氣化率）n消費側，熱耗及損耗2115萬噸標煤，占比85.7%，其余為電耗序號供應側消費側能源類

4、別單位實物量供應能源（104噸標煤）能源類別消費能源（104噸標煤）1化石能源天然氣億立方米1411875供熱1122.52損耗6573動力消耗95.54原油萬噸107153原油供熱1535原煤萬噸1511原煤供熱116電力億千瓦時287353電力直供3537其他（蒸汽、熱力）萬噸標煤7575其他供熱758合計萬噸標煤2468合計24682021年油氣生產業務主要能源實物消耗量和能耗平衡統計5目 錄一 背景與現狀二 節能與資源化利用技術路徑三 典型案例與場景擴展67二 節能與資源化利用技術路徑綜合節能技術l電氣化率提升l熱泵技術l儲熱技術l光熱利用技術l油氣與新能源融合l綜合智慧能源管控資源化

5、利用技術l地熱技術lCCUS技術l清潔電力l余壓發電l含油污泥處理l油氣田生態修復80102030405中石油還有60%左右的油井仍然采用“井口加熱”和“接轉站集中加熱、雙管摻熱水”流程由“接轉站集中加熱”改為“井口電加熱、串接集油”，優化摻水流程由轉油站集中加熱向井口提供高溫摻水及熱洗水，改為應用井筒電加熱清蠟降粘裝置，在井筒間歇加熱、井下清蠟提高出油溫度滿足集輸要求，取消摻水及熱洗，實現單管集油采用蒸汽吞吐中變注汽為注水，依托“綠電+棄電”，利用井下電加熱制蒸汽采用電磁輻射降粘、超聲脈沖破乳、高頻電場聚結多能耦合的脫水技術，提高效率、縮短流程、降低溫度與傳統熱化學脫水相比，脫水溫度降低10

6、以上，相當于1度電可替代10m3天然氣，同時節約額較大的藥劑消耗“大站集中脫水”變為“就地分散放水”就地放水即可就地取熱，可實現余熱回收源匯匹配利用電加熱，簡化油氣集輸工藝流程利用電加熱，簡化集油流程采用高頻電磁超聲等高效處理方式就地放水，采出水余熱利用電氣化率提升技術利用電加熱，簡化稠油注汽流程（一）綜合節能技術二 節能與資源化利用技術路徑電氣化率提升123水源熱泵以2040的水為熱源，產出能量36倍于電耗的熱水，適用于采出水余熱利用，可為站場供熱，替代大型加熱爐空氣源熱泵以空氣為冷熱源，產出能量23倍于電耗的冷熱水，適用于井場加熱和站場、辦公及生活區的供冷供熱，替代小型加熱爐地源熱泵以10

7、0200米淺層土壤為冷熱源，產出能量36倍于電耗的冷熱水，適用于辦公及生活區的供冷供熱熱泵性能對比類型水源熱泵空氣源熱泵地源熱泵電驅螺桿式電驅離心式驅動能源電能電能電能電能綜合COP3.0-5.03.0-6.02.0-3.03.0-6.0單機功率0.5-3.6MW1.0-10MW0.2-1.0MW0.5-3.6MW熱源進水溫度20t4020t40t-25(極端溫度)10-20制熱出水溫度(t+30)，最高70(t+40)，最高80(t+80)，最高5535-55適用工況站場供熱，各類采出水余熱和地熱利用井場加熱和站場、辦公及生活區的供冷供熱辦公及生活區供冷供熱9二 節能與資源化利用技術路徑熱泵

8、技術（一）綜合節能技術 顯熱儲熱潛熱儲熱熱化學儲熱儲熱材料水、熔鹽、水、導熱油、巖石、土壤等有機類、熔融鹽類、合金類及復合類等金屬氫化物、金屬氯化物等儲能密度（GJ/m3）0.20.30.50.53.0工作溫度02400016000900儲存時長數分鐘到數月數小時到數天數小時到數天技術成熟度大部分商業成熟部分商業成熟研發及試點階段壽命長中等卻決于副反應及材料衰減技術優勢低成本，技術成熟能量密度佳，裝置體積小儲能密度高，可長途運輸技術缺點熱損失大熱導率小，材料腐蝕性強技術復雜，單次投資大儲熱方式123顯熱儲熱 充分利用油氣田已建儲罐等設施與熱泵相結合 熔鹽（二元熔鹽和三元熔鹽）潛熱儲熱 相變材料

9、成本較高，商業化應用以熔鹽式相變材料熱化學儲熱 熱損失小，儲能密度高 應用于空間受限10二 節能與資源化利用技術路徑儲熱技術（一）綜合節能技術油井“熱電池”工藝流程槽式結構光熱技術與熱媒爐聯合供熱示意圖n 利用光熱鏡場，配備熔鹽蓄熱系統，替代燃氣加熱爐的部分負荷，該技術在塔里木富滿油田，浙江油田蘇北采油廠，和大港油田已有應用實例n 利用太陽能光熱技術替代化石能源產生高溫水或水蒸氣，進行稠油開采光熱替代燃氣加熱爐/燃氣注汽鍋爐n 利用油田廢棄油井，太陽能集熱后高溫產生蒸汽，將蒸汽注入油井，使石油松動，增加石油采收率n 同時，高溫蒸汽儲存在油井的地下巖石中，形成按需運行巨型地熱電池，需要時將熱蒸汽

10、排出發電油井“熱電池”11二 節能與資源化利用技術路徑光熱利用技術（一）綜合節能技術光伏能風能地熱能生物質能社區綜合能源服務站油氣藍氫綠氫電+CCUS冷能n 油氣與其他不同品類能源的融合，突出不同能源之間的互補性、耦合性n 油氣與風電、光電及氫能的多能融合發展橫向融合發展n 油氣與產業鏈延伸資源的融合，突出油氣開發過程中產生的相關資源的回收利用n 天然氣與余壓資源、伴生資源融合發展縱向融合發展12二 節能與資源化利用技術路徑油氣與新能源融合（一）綜合節能技術n 能源生產、輸配和消耗等過程對象n 自動化、信息化等手段n 能源計量、在線監測n 對標分析、系統優化方法n 能源動態健康和有效管理n 資

11、源利用最優化、經濟效益最大化目的13二 節能與資源化利用技術路徑綜合智慧能源管控（一）綜合節能技術n已經具備500萬m2地熱供暖/制冷、30MW地熱發電項目設計和EPC建設能力。n與勘探開發研究院、長城鉆探公司等共建中國石油地熱技術研發中心。n形成了地熱綜合利用技術，打造了具有油田特色的油-熱-電聯產、地熱-余熱綜合利用模式。n主參編地熱供熱站設計規范、地熱管網設計規范等國家行業標準9項。n擁有發明專利5項，中國石油技術秘密5項。n已成為行業標準的制定者、中國石油地面工程技術的引領者，部分技術處于行業領跑水平。地熱電站設計技術地熱、余熱回灌水處理技術地熱供暖、制冷高效換熱技術（二）資源化利用技

12、術14二 節能與資源化利用技術路徑地熱技術n已經具備百萬噸CCUS項目設計和EPC建設能力。n形成了CO2捕集、輸送、驅油封存、碳排放核算與碳交易等全產業鏈的地面工程技術系列。n擁有發明專利6項、中國石油技術秘密5項。n自主開發新型脫碳溶劑，形成了脫碳工藝包，研制了國內首套現場CO2腐蝕模擬試驗裝置。n成功應用到吉林油田、塔里木油田和新疆油田等國內油氣田及集團海外權益油區的相關項目。國家優質工程銀質獎脫碳工藝新型脫碳溶劑15二 節能與資源化利用技術路徑（二）資源化利用技術CCUS技術16二 節能與資源化利用技術路徑n低成本綠電是油氣田生產資源化利用的基礎，采用適宜于油氣田的低成本光伏風電建設模

13、式1抓住項目特點，從方案源頭保障低成本2抓住設備采購，有效控制項目投資3推廣標準化，加快建設節奏4對外供電關注規模效益，確保電價競爭力5對內清潔替代經濟效益好，因需建設6大規模集中建設風電7對內清潔替代因地制宜，采用風光互補，進一步提高綠電替代率清潔電力（二）資源化利用技術二 節能與資源化利用技術路徑n余壓是天然氣管網高、中、低壓系統在運行中的壓差而自然形成的能量資源，具有清潔低碳、無成本等特性，回收利用的潛力大n將高壓天然氣導入膨脹機做功，利用壓力差能量，將其轉化為機械能，驅動發電機發電，輸出電能和冷能，降壓后的天然氣繼續供用戶使用n天然氣壓差發電可應用在天然氣處理廠脫水及出廠調壓應用、天然

14、氣長輸門站調壓應用、儲氣庫采氣工藝調壓應用余壓發電（二）資源化利用技術成套成橇余壓發電設備/裝置圖n主要用于油氣田含油污泥處理、土壤地下水修復n配備全套場地調查專用設備，擁有完全自主知識產權的“污染場地調查評估與修復管理系統”n采用國內領先的水文分析軟件、水文和地下水勘察軟件、DNV的風險極端和預測軟件等多套完善的技術軟件n承擔中石油重點行業企業用地土壤和地下水70%環境調查任務n具有核心技術新型油泥生物處理營養素n擁有獨立知識產權的序批式油泥熱解撬裝成套化裝備18二 節能與資源化利用技術路徑環保技術（二）資源化利用技術目 錄一 背景與現狀二 節能與資源化利用技術路徑三 典型案例與場景擴展19

15、【天然氣綜合利用】X項目【地熱】華北油田石油新城二期地熱供暖項目【清潔電力】玉門油田200MW光伏發電示范項目【CCS/CCUS】吉林油田長嶺氣田CCUS項目【氫能（儲能）】內蒙古正能化工制氫加氫一體化項目【節能環保工程】青海油田含油污泥處理項目公司已經具備500MW風光發電工程的設計和EPC建設能力、百萬噸CCUS項目設計和EPC建設能力、500萬平方米地熱供暖/制冷、30MW地熱發電項目設計和EPC建設能力，以及區域綜合能源規?；迷O計咨詢業務能力20三 典型案例與場景擴展地熱發電地熱供暖供冷井口電站集中式電站油氣田生產地熱利用水熱型地熱供暖供冷溫泉理療地熱綜合利用業務生態農業淺層地溫能

16、供暖供冷地熱生態產業熱電聯供電站高溫熱泵高效換熱及摻輸21（一）地熱三 典型案例與場景擴展22 累計完成地熱供熱工程設計450萬m2（替代標煤約5.4萬噸，減少CO2排放約13.46萬噸），供熱規劃5500萬m2，高溫發電工程設計咨詢總裝機372MW。序號項目名稱時間類型1留北潛山地熱綜合利用及提高采收率先導試驗工程2011E2任丘西部油田地熱資源利用項目2016E3大王莊油田清潔能源替代項目2021E序號項目名稱規模,萬m2時間類型1雄安新區容東片區地熱利用專項規劃12002018預可研2曹妃甸新城地熱供暖專項規劃22002019預可研3任丘西部新城地熱開發利用規劃20002020預可研4石

17、油新城（一期）地熱供暖項目63.22018E5任丘市萬錦新城與石油新城二期地熱供暖項目78.82020E6石油海藍城地熱供暖項目902021E7北京城市副中心0701街區保障房（D、F地塊）地熱供暖試點示范項目35.32022E序號項目名稱時間類型1肯尼亞地熱開發和發電項目（350MW）2017E2印尼蘇拉威西島地熱發電項目（40MW）2018FEED3肯尼亞地熱發電項目一期工程（40MW）2019E油田生產地熱利用典型項目地熱發電典型項目地熱供暖（冷）典型項目三 典型案例與場景擴展（一）地熱23n全面支撐中石油在京地熱業務，承擔全過程技術服務的北京城市副中心0701街區保障房（D、F地塊）地

18、熱供暖試點示范項目順利取得核準并開工建設，創新采用地熱+多熱源耦合技術路線，突破低品位地熱能經濟開發利用難題三 典型案例與場景擴展（一）地熱北京城市副中心0701街區保障房（D、F地塊）地熱供暖試點示范項目天然氣與風光融合發電“風/光+儲”分布式離網光伏與風電分布式并網槽式太陽能光熱發電清潔電力業務塔式太陽能光熱發電集中式光伏發電并網光熱發電油氣田風光互補風光發電海洋能海上風電潮汐能發電蝶式太陽能光熱發電線性菲涅爾式太陽能光熱發電24（二）清潔電力三 典型案例與場景擴展在風力發電、光伏發電、光熱發電、海洋能發電等領域累計完成了多項規?；こ?，積累了大量的實踐經驗。序號項目名稱規模時間類別類型1

19、玉門200MW光伏并網發電EPC項目200MW2021年光伏發電EPC2玉門300MW光伏并網發電EPC項目300MW2022年光伏發電EPC3冀東油田40MW分布式光伏發電EPC項目40MW2023年光伏發電EPC序號項目名稱規模時間類別類型1風光互補工業利用先導性試驗項目65kW 2011年風光發電設計2新疆油田牛圈湖風力發電示范項目5MW 2021年風力發電可研、設計3吉林油田150MW風光并網發電示范EPC項目150MW2022年風光發電EPC光伏發電典型業績序號項目名稱規模時間類別類型1迪拜950MW光熱光伏電站安裝施工項目 950MW2022年光熱發電施工風力發電典型業績光熱發電典

20、型業績25三 典型案例與場景擴展（二）清潔電力26n中石油首個集中式并網發電示范項目n憑借獨有的自主微電網和孤網電站技術實現79天建成投產n項目投產后，每年發電約4億千瓦時，節約標準煤11萬噸，減排二氧化硫97噸、二氧化碳28萬噸玉門油田200兆瓦光伏并網發電示范EPC項目n中石油首個風力光伏發電項目n年發電量約3.7億千瓦時，節約標準煤10.2萬噸，減排二氧化硫90噸、二氧化碳25.9萬噸、氮氧化物78.63噸，減少粉塵149噸吉林油田15萬千瓦風光發電EPC項目（二）清潔電力三 典型案例與場景擴展27n項目包含700兆瓦光熱發電站和250兆瓦光伏太陽能，總占地面積達44平方公里n世界最大光

21、熱光伏電站項目，迪拜發展綠色低碳能源戰略關鍵項目，公司在海外簽署的首個規?；履茉窗惭b項目n公司承擔的PT3動力島油鹽區安裝工程，是200兆瓦槽式光熱發電機組的核心裝置，攻克世界最大槽式開口等技術難題n項目擬于2023年7月完工，投產后年節約標煤超200萬噸，減少二氧化碳排放量160萬噸，為27萬多家庭提供清潔電力迪拜950兆瓦光熱光伏電站PT3動力島油鹽區安裝工程（二）清潔電力三 典型案例與場景擴展28n冀東油田40MW分布式光伏項目是中石油最大水面光伏項目，為中石油探索“漁光互補”類復合光伏項目作出了積極貢獻，于2022年年底實現階段性投產運行n華北油田生產區域21MW光伏項目，克服了場站

22、分散等難題，正在快速有序推進n吉蘭泰油田4MW光伏發電項目已完成整體施工冀東油田、華北油田、吉蘭泰油田光伏發電EPC項目冀東油田40MW光伏項目華北油田生產區域21MW光伏項目吉蘭泰油田4MW光伏項目（二）清潔電力三 典型案例與場景擴展 累計完成吉林油田長嶺氣田地面建設工程、新疆油田八區530井區克下組礫巖油藏CCUS示范工程、阿布扎比NEB油田CO2驅采油工程項目等20余項工程項目。序號項目名稱規模時間類型1吉林油田長嶺氣田地面建設工程455104m3/d2007年設計、施工2新疆油田八區530井區克下組礫巖油藏CCUS示范工程10104t/年2022年EPC3佛山佳利達燃煤鍋爐煙氣CO2捕

23、集與資源化綜合利用示范項目1104t/年2022年EPC4華北油田八里西潛山碳驅油碳埋存先導試驗地面工程43104t/年2023年EPC5阿布扎比NEB油田CO2驅采油工程項目330104t/年2019年設計6塔里木油田輪南2T油組CO2驅重大開發試驗項目20104 m3/d2021年設計7塔里木油田阿克莫木氣田伴生氣脫碳及回注項目（國內超臨界回注壓力最高）38104 m3/d；30MPa2018年設計29三 典型案例與場景擴展（三）CCS/CCUS30n中石油CCUS四大示范工程之一n項目中所應用的二氧化碳復合汽驅開發地面工程配套自有技術和二氧化碳移動化橇裝化快速試注自主開發裝置，對集團公司

24、百萬噸級CCUS工業化推廣具有重要意義n試驗項目注入規模達10萬噸/年，投產后，新疆油田克拉瑪依八區530井區克下組油藏采收率將提高20%以上，預計每年可封存減排二氧化碳7萬噸（三）CCS/CCUS新疆油田CCUS先導試驗地面工程EPC項目三 典型案例與場景擴展31n國內印染行業首個CCUS項目和粵港澳大灣區首個“雙碳”概念示范工程n應用“分流+MVR+夾點分析”新型節能技術以及先進的醇胺化學吸收法，對佛山佳利達燃煤電廠煙氣中二氧化碳（濃度10%）進行捕集、壓縮、干燥、液化和提純精制n每年減少的二氧化碳排放量相當于植樹約9萬棵（三）CCS/CCUS佛山燃煤鍋爐煙氣二氧化碳捕集與資源化綜合利用示

25、范項目三 典型案例與場景擴展32n建設12MW槽式集熱系統，與熱媒爐聯合供熱，布置槽式集熱器23000m2，集熱場年供熱量10.2GWh，可節約天然氣332萬方/年，減排二氧化碳7200噸/年三 典型案例與場景擴展（四）光熱利用富滿油田聯合處理站光熱應用項目蘇北采油廠海一聯合站綜合節能技術改造工程33三 典型案例與場景擴展（五）多能耦合n采用110kW光熱+345kW水源熱泵+234kW空氣源熱泵多能耦合方式，替代燃氣鍋爐n采用工業級光熱集熱技術，多維度追蹤太陽，高效利用太陽能資源，降低供熱電消耗；多能互補，多種清潔資源綜合利用，最大利用資源優勢（利用谷電、夜間補熱）降低供熱成本；基于一體化能

26、源管控平臺，構建新型綜合能源管理模式；實施后年減少煙氣排放30萬方，減少CO2排放458噸蘇北采油廠海一聯合站綜合節能技術改造工程34n申報行業規范天然氣余壓發電設計標準1項，受理發明專利2項，申報工藝包1項，在研150千瓦余壓發電產品1套，技術水平處于國內領先n實施各階段工程項目共計5項；總裝機規模達38370千瓦，最大單機規模達800千瓦，具備提供余壓發電的整體解決方案、成套設備、總包能力重慶天然氣凈化總廠引進分廠天然氣余壓發電節能改造工程（2021年）裝機規模800kW/壓差1.5MPa/流量240萬標方/天122533467000三 典型案例與場景擴展（六）余壓發電重慶天然氣凈化總廠引

27、進分廠天然氣余壓發電節能改造工程（2021年）35n公司自主開發的含油污泥熱解技術科技成果轉化的工業化應用項目n項目按兩期實施，合計總配置成套化熱解裝備9套，設計總處理能力450 t/d，峰值處理能力575 t/d，其中連續熱解裝備2套，序批熱解裝備7套，公司自行設計并委托裝備制造企業制造n項目技術指標完全達到國家、地方標準和油田公司的要求，工程進展勢頭良好三 典型案例與場景擴展（七）含油污泥處理青海油田采油一廠低濃度含油污泥熱解處理項目36三 典型案例與場景擴展（八）應用場景擴展油氣田零碳工程建設n工藝流程瘦身健體，利用光伏、光熱、蓄熱、風電、加熱爐電氣化改造、熱泵、余熱余壓利用、CCUS、

28、碳匯林、綜合智慧能源管控技術等，將站內用電全部替代為綠電，通過以上措施，打造成零碳示范區37三 典型案例與場景擴展稠油熱采清潔替代n產生蒸汽的注汽鍋爐是稠油熱采的核心設備，能耗最大，約占油田熱力采油系統總能耗的70%n開展站場用熱特點分析、太陽能資源分析、不同參數集熱、蓄熱、系統及配套的設計研究、投資測算、運行成本分析，形成了太陽能分別用于低溫、中溫、高溫加熱和高壓蒸汽發生的技術方案n通過系統能流分析、多能耦合注汽、用能清潔替代等關鍵技術，調整注汽系統用能結構，將光熱、光伏、風電、余熱利用等技術有機結合，保障稠油高效、低碳、綠色開發（八）應用場景擴展38三 典型案例與場景擴展天然氣產業鏈能源泛

29、能網建設n擁有天然氣領域全產業鏈及全流程一系列專利專有技術、工藝包和成套設備n提供一流的新能源全套解決方案n電源側風光發電接入，所在地電力接入，極端時自備電站；用能側有工藝裝置用熱、機泵耗電、辦公人員空調n采用能源綜合微網技術，對廠內源-網-荷-儲進行一體化的控制和優化，提升能源利用率，降低終端能耗（八）應用場景擴展石油能源建設對我們國家意義重大，能源的飯碗必須端在自己的手里石油能源建設對我們國家意義重大，能源的飯碗必須端在自己的手里要深入實施創新驅動發展戰略，把科技的命脈牢牢掌握在自己手里要深入實施創新驅動發展戰略，把科技的命脈牢牢掌握在自己手里要把促進新能源和清潔能源發展放在更加突出的位置要把促進新能源和清潔能源發展放在更加突出的位置 -習近平習近平 CPECC技術引領市場開發，致力于為客戶提供清潔能源整體解決方案，新業務為客戶創造不同以往的“碳”收益。結 語39