日前，西南油氣田開(kāi)發(fā)新能源又有了新突破——竟然做到了邊開(kāi)采油氣邊利用地熱發(fā)電。
同一口井，既能生產(chǎn)油氣又能發(fā)電，同時(shí)開(kāi)采化石能源和新能源，西南油氣田走出了一條油氣井雙效之路。
01 “氣—電”聯(lián)產(chǎn)
近年來(lái)，新能源迎來(lái)了前所未有的爆發(fā)機遇。油田也在探索發(fā)展各種新型能源。
地熱，這種來(lái)自地球深處的可再生能源，也成為油田新能源業(yè)務(wù)組成中的重要組成部分。
在開(kāi)發(fā)地熱能這方面，西南油氣田在2022年也提出了自己的構想和目標。
西南油氣田提出建設“地熱能+有價(jià)資源提取+熱能梯級利用”的新型鄉村能源供應模式。
其具體的做法是開(kāi)展川中氣礦X210井中低溫ORC發(fā)電先導試驗，促進(jìn)地熱開(kāi)發(fā)與氣田水綜合利用同步發(fā)展。
如今，西南油氣田在該井的實(shí)驗已經(jīng)取得了成功，一口油井同時(shí)開(kāi)發(fā)兩種能源，這是油氣開(kāi)采的突破，同時(shí)也是利用地熱發(fā)電的突破。
2022年12月30日，西南油氣田川中氣礦X210井成功實(shí)現“氣—電”同時(shí)生產(chǎn)。據了解，該礦井日均產(chǎn)氣田水600方，井底溫度140攝氏度，是中國最強氣田排水井。
大量地下熱水從氣井流出，一邊開(kāi)采天然氣的同時(shí)還能利用與礦井相連的地熱發(fā)電機發(fā)電，既開(kāi)采了地下油氣又高效利用了地熱能源。
與礦井同時(shí)投運的地熱發(fā)電機組，是基于東方電氣有機工質(zhì)朗肯循環(huán)(ORC)技術(shù)進(jìn)行設計開(kāi)發(fā)，裝機規模80千瓦，投運后全年可發(fā)電40萬(wàn)千瓦時(shí)，減少碳排放超過(guò)340噸。
該發(fā)電機組還有一個(gè)優(yōu)勢，就是采用智慧化控制有機朗肯循環(huán)發(fā)電島。它有著(zhù)較先進(jìn)的控制系統，能夠將開(kāi)采氣田水和天然氣兩種程序深度耦合，并實(shí)現全套系統最優(yōu)運行。
該項目能夠做到地熱低溫水熱能高效利用，而且全封閉一體化結構透平發(fā)電機組與屏蔽型工質(zhì)泵相結合，真正實(shí)現零泄漏，避免工質(zhì)污染。
02 油井里的新能源
說(shuō)起地熱發(fā)電，最早上世紀70年代，我國就已經(jīng)有企業(yè)開(kāi)始了相關(guān)研究，但是發(fā)展一直都很緩慢。這一方面與地熱資源分布有關(guān)，一方面也與地熱開(kāi)發(fā)本身的特點(diǎn)有關(guān)。
從資源分布來(lái)看，我國中低溫水熱型地熱能資源主要分布在華北、松遼、蘇北、江漢、鄂爾多斯、四川等平原(盆地)以及東南沿海、膠東半島和遼東半島等山地丘陵地區;高溫水熱型地熱能資源主要分布于西藏南部、云南西部、四川西部和臺灣省。
而在我國地熱能資源最為豐富的西南部，因為處于山脈地區，開(kāi)采難度加大，從某種程度上阻礙了地熱發(fā)電的發(fā)展。
從地熱能開(kāi)發(fā)特點(diǎn)來(lái)看的話(huà)，地熱發(fā)電相對于風(fēng)電、光伏發(fā)電來(lái)說(shuō)，初期投資成本高，投資回收周期長(cháng)。
比如，地熱能的開(kāi)發(fā)利用要經(jīng)過(guò)地熱地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、鉆井工程等配合協(xié)作才能完成前期工作流程，后期的工作還要涉及到熱泵、換熱等一系列裝備。
另外，同樣作為新能源，風(fēng)電和光伏發(fā)電均享受到了相關(guān)的補貼，而利用地熱發(fā)電卻沒(méi)有任何補貼，以西藏羊易地熱電站為例，2018年并網(wǎng)發(fā)電，上網(wǎng)電價(jià)為0.25元/千瓦時(shí)，電廠(chǎng)運行艱難。
單從地熱發(fā)電的前期開(kāi)發(fā)流程來(lái)看，就會(huì )發(fā)現地熱發(fā)電對不含有勘探開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)的企業(yè)來(lái)說(shuō)挑戰還是很大的，而這些恰恰與油田有著(zhù)很高的契合度。
開(kāi)發(fā)地熱資源，需要地質(zhì)勘察和大量鉆井，這些對于油田來(lái)說(shuō)都是優(yōu)勢，從而節省了很大一部分成本和時(shí)間，還能增加油氣井的效益，西南油氣田就通過(guò)油井產(chǎn)出液發(fā)電增加了效益。
可見(jiàn)，在油田開(kāi)發(fā)利用地熱發(fā)電不僅能夠實(shí)現油氣產(chǎn)量的增加，還能創(chuàng )造更多的效益。因此，地熱發(fā)電在油田擁有著(zhù)更大的發(fā)展前景。
03 油田：?jiǎn)拘训責釋毑?/strong>
“雙碳”大環(huán)境下，地熱能的開(kāi)發(fā)利用迎來(lái)前所未有的發(fā)展機遇。從頂層規劃來(lái)看，國家在近年來(lái)也不斷加大推動(dòng)地熱能開(kāi)發(fā)利用的力度。
2021年9月10日，國家能源局發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)地熱能開(kāi)發(fā)利用的若干意見(jiàn)》。在意見(jiàn)中明確將深化地熱資源勘查工作、積極推進(jìn)淺層地熱能利用、鼓勵地方建設地熱能高質(zhì)量發(fā)展示范區、穩妥推進(jìn)地熱能發(fā)電示范項目建設等列為重點(diǎn)任務(wù)。
同年，因地制宜開(kāi)發(fā)利用地熱能被列入《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十四個(gè)五年規劃和2035年遠景目標綱要》。
2022年，在國家級的會(huì )議中也不斷地出現推進(jìn)地熱能開(kāi)發(fā)的相關(guān)內容。
另外，地熱能的發(fā)展還迎來(lái)了更多的機遇。在油田，為了降碳以達到目標，油氣巨頭們也在探索著(zhù)能源轉型的新路徑，尋求低碳的新型能源，而在這些能源之中，地熱發(fā)電與油田擁有著(zhù)更高的契合度。
一方面是因為，對于油氣從業(yè)者而言，經(jīng)過(guò)多年的油氣勘探與開(kāi)發(fā)，積累了更多勘探和開(kāi)發(fā)地層深處資源的經(jīng)驗，比其他行業(yè)有著(zhù)更完備的先天條件，而且石油企業(yè)擁有礦權優(yōu)勢，工程技術(shù)優(yōu)勢和設備優(yōu)勢。
從另一方面來(lái)說(shuō)，油田在開(kāi)采油氣的過(guò)程中產(chǎn)出水具有水量多、熱能總量大的特點(diǎn)，如果利用這些高溫熱流體發(fā)電，能夠有效提升油田的效益，特別是進(jìn)入高含水期的油田。
再者說(shuō)，在油田勘探開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，也會(huì )遺留下數以千計的廢油井，在這些廢棄油井的基礎上進(jìn)行技術(shù)改造，用來(lái)發(fā)電。
這樣一來(lái)，油氣開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期的老油田，利用地熱發(fā)電也能夠延長(cháng)油井能源開(kāi)發(fā)的壽命。
除此之外，利用地熱發(fā)電的另一個(gè)機遇來(lái)自技術(shù)層面，勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷突破為深層地熱資源的利用創(chuàng )造了良好的基礎條件。
機遇已至，西南油氣田已經(jīng)實(shí)現利用地熱發(fā)電，未來(lái)將會(huì )有更多的油田步入地熱發(fā)電的行列，尤其是地熱資源豐富的油田，比如大慶油田油田正在積極地探索地熱發(fā)電項目。
更多地熱發(fā)電的案例將在各大油田呈現，我國地下深處豐富的地熱資源寶藏即將被喚醒。
