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凌晨零點，準噶爾盆地西北緣的風城油田籠罩在夜色中，但重37光熱項目現(xian)場(chang)仍然(ran)亮著星星點(dian)點(dian)的燈(deng)光。

百米高的(de)吸熱器吊車(che)像鋼鐵巨(ju)人(ren)般矗(chu)立(li)，施工人(ren)員們正在加(jia)緊調試各種設備(bei)。

作為國內首個稠油區塊光熱直接制蒸汽項目，今年8月建成運行后，預計可實現年供汽量超5萬噸，二氧化碳減排量約0.8萬噸的目標。

至此，新疆油(you)(you)(you)田采油(you)(you)(you)工藝研究院（監理公(gong)司）（以下簡(jian)稱(cheng)“采油(you)(you)(you)院”）三年攻關的汗(han)水，終將凝結(jie)成(cheng)戈壁灘(tan)上最耀眼的光斑。

作為我國重要的(de)(de)油氣生產基(ji)地，新(xin)(xin)疆油田公司積極(ji)響應國家“雙碳”目(mu)標(biao)，提出發展(zhan)規劃(hua)：至2030年，新(xin)(xin)能源(yuan)產能當量突破1000萬(wan)噸，實(shi)現“油氣新(xin)(xin)”三分天下(xia)；2035年，這一數字將躍升至2000萬(wan)噸，率先實(shi)現“半壁(bi)江(jiang)山”的(de)(de)新(xin)(xin)能源(yuan)產業格(ge)局。

面對這宏偉藍圖，采油院主動扛起技術(shu)攻關重任，以敢為人先的勇氣和實(shi)干(gan)篤行的作風(feng)，在(zai)高溫(wen)光(guang)熱(re)、零碳井(jing)場、生物(wu)質摻燒等領域展開(kai)了(le)一(yi)場場“綠色突圍戰”。

高溫光熱：給稠油開采裝上“太陽爐”

清晨的第(di)一縷陽光掠過準噶爾盆地，風(feng)城油田重37區的2萬余塊(kuai)定日(ri)鏡齊刷(shua)刷(shua)轉(zhuan)向東方，虔誠地追逐著太(tai)陽。

這個被稱為“鋼鐵向(xiang)日葵(kui)”的(de)(de)方(fang)陣，正(zheng)在書寫中國稠油開發史上最(zui)驚艷的(de)(de)綠色篇章——用陽光煮沸戈壁，讓“流不動的(de)(de)油田”煥(huan)發新生。

故(gu)事要從3年前炎熱的夏天說(shuo)起。

面對50℃時黏度大于(yu)20000mPa·s的超稠(chou)油，傳(chuan)統蒸(zheng)汽開(kai)采就像用(yong)開(kai)水化(hua)蜂蜜，能耗(hao)高(gao)得令人咋舌(she)。

能不能用這炙熱的陽光(guang)造一個“太陽爐”？

面對(dui)這個大膽的(de)想法，采油(you)院(yuan)的(de)工程師們進行了(le)深度調研，并牽頭(tou)完成了(le)項目建議(yi)書(shu)與(yu)可研設計(ji)。

隨后，經(jing)過(guo)上百次(ci)模擬(ni)實驗(yan)，最(zui)終采(cai)油院的技術(shu)團隊確(que)定了“定日(ri)鏡聚光+吸(xi)熱(re)塔制蒸汽”的技術(shu)路線。

廣袤的(de)(de)土地(di)空間、完善的(de)(de)蒸汽管網(wang)……基于以上這些優(you)勢(shi)，很快“重(zhong)37光熱項目(mu)”的(de)(de)藍圖落地(di)風(feng)城油(you)田。

從此，“光熱+稠油”的破(po)冰行(xing)動正式拉(la)開序幕。

但(dan)把(ba)實驗室圖紙變成戈壁現實，談何容易。

至關(guan)重要的是如何確保溫度(du)和壓力(li)均合(he)格的熱(re)蒸汽持續供應(ying)。

科(ke)研人員(yuan)討論光(guang)熱(re)項目(mu)定日鏡角度

傳統光熱發電是通(tong)過熔(rong)鹽或(huo)者導熱油間接(jie)換(huan)熱，可以(yi)確保熱蒸(zheng)汽的穩(wen)定輸(shu)出(chu)(chu)。但(dan)“重(zhong)37光熱項目(mu)”作為(wei)國內首個稠油區塊光熱直接(jie)制蒸(zheng)汽項目(mu)，是將高溫蒸(zheng)汽直接(jie)用(yong)于(yu)稠油開采上，這(zhe)就要求必須要有溫度在305℃以(yi)上熱蒸(zheng)汽持續穩(wen)定輸(shu)出(chu)(chu)才行。

但目前這(zhe)個核心的(de)參數，如鏡(jing)場(chang)光學效(xiao)率(lv)、吸熱器效(xiao)率(lv)此前并無成(cheng)熟的(de)檢(jian)測方法，很難(nan)實現(xian)。

為此，作為該項目(mu)全鏈條技術主導者——采油院的工程(cheng)師們經過(guo)反復(fu)試驗，確定了以吸(xi)熱(re)器(qi)系統(tong)(tong)為核心的方案(an)，通(tong)過(guo)鏡(jing)場、除氧(yang)給水、蒸汽管道、排污及疏水、工業水系統(tong)(tong)等配合吸(xi)熱(re)器(qi)系統(tong)(tong)運(yun)行，最大(da)程(cheng)度提高(gao)吸(xi)熱(re)器(qi)系統(tong)(tong)的工作效率。

尤其是啟(qi)停時，工程師們嚴格(ge)遵照冷態(tai)啟(qi)動(dong)(dong)（分(fen)離器壓力為零）和熱(re)(re)態(tai)啟(qi)動(dong)(dong)（壓力大于1.4MPa）的不同曲線(xian)進(jin)行操作(zuo)，確保熱(re)(re)蒸汽(qi)的穩定性。

最(zui)終，該系統蒸(zheng)汽干度達到100%，遠超傳統鍋爐。

戈壁(bi)灘上，肆虐的風沙對設備是(shi)嚴峻的考驗。

如何實(shi)現精(jing)準追光(guang)成為了采油院工程師們面(mian)臨的另一大挑戰。

“每塊(kuai)鏡(jing)子必須將陽光精(jing)確(que)反射到百米(mi)高的吸(xi)熱器上，誤差超過0.1度就(jiu)會‘失焦’。”負責該項目的一位工程師至今記(ji)得令人崩潰的調試過程。

為(wei)了抵抗戈壁灘上的(de)(de)狂風，他們(men)創新性地采用每塊(kuai)面積僅為(wei)2.1721平方米的(de)(de)小尺寸定日鏡，以降低風阻(zu)，減(jian)少風沙對鏡子的(de)(de)破壞。同時，在鏡場四周砌起一(yi)人(ren)高(gao)的(de)(de)擋風墻，減(jian)少風的(de)(de)影響……

經過(guo)工(gong)程(cheng)師們(men)幾個(ge)月守在(zai)鏡(jing)場用激光測(ce)距(ju)儀反復調整，終于將所有光斑完(wan)美匯(hui)聚到塔(ta)頂(ding)熾熱的焦點上，實現了2萬(wan)多塊定日(ri)鏡(jing)像“向日(ri)葵方陣”一樣精準追光。

現如今，站在(zai)吸熱塔頂(ding)俯瞰，定日鏡組成的半八邊形幾何(he)陣列在(zai)戈(ge)壁(bi)上熠熠生輝。

這個(ge)年(nian)均光(guang)熱(re)轉換效率設計值大于53%的項目，不(bu)僅標志著技術(shu)的成功突破，更點燃了(le)工(gong)程師們暢想(xiang)著用更龐(pang)大的光(guang)熱(re)集群驅(qu)動整個(ge)稠油(you)開發(fa)區(qu)塊的熱(re)情。

零碳井場：大漠深處的“光電芭蕾”

清晨7點的瑪(ma)湖油田，戈(ge)壁的風卷(juan)著(zhu)細沙掠(lve)過瑪(ma)湖078井。

數(shu)百塊深(shen)藍(lan)色(se)光伏板如向日葵般昂(ang)首，將晨(chen)曦(xi)貪婪地轉化為電流。

儀表(biao)盤數字輕盈躍動(dong)：16.3kW。

而在(zai)兩年前，喚醒這座孤井需要每日“喂食”110公斤柴油。

從單井年(nian)燃料(liao)成(cheng)本(ben)超30萬(wan)元，到年(nian)節省燃料(liao)成(cheng)本(ben)25萬(wan)元，這巨大的落差是新疆油田(tian)公司136口(kou)“偏遠(yuan)井”蛻(tui)變(bian)的成(cheng)績單，也意(yi)味著在準(zhun)噶(ga)爾(er)盆地的油田(tian)里，高成(cheng)本(ben)的“柴油困局”正在被藍(lan)色矩陣終結。

時光(guang)倒回2022年初，當中國(guo)石油(you)集(ji)團清潔能(neng)(neng)源的號角吹響，新疆油(you)田公司看(kan)到了(le)通過綠(lv)電解決邊(bian)遠抽油(you)井用(yong)能(neng)(neng)的希(xi)望，率(lv)先啟(qi)動(dong)了(le)“光(guang)伏(fu)+儲能(neng)(neng)”供能(neng)(neng)模式的先導試驗。

在過(guo)去的(de)(de)幾(ji)十年里，邊(bian)遠油(you)井如同被遺忘的(de)(de)孤兒，只能依靠(kao)“柴油(you)發(fa)電(dian)機+抽油(you)機”延續生產。

通往(wang)“綠(lv)電(dian)”采(cai)油的(de)道路并非一帆風順(shun)。

首(shou)先，戈壁寒冬(dong)的低溫就給2座(zuo)試(shi)驗井(jing)上了“生動一課(ke)”。

為保障(zhang)抽油機啟(qi)動電流，需增大(da)光伏(fu)裝機功率、擴(kuo)大(da)儲能容(rong)量，這些常規操(cao)作，直接(jie)將每口井(jing)的投資成(cheng)本(ben)拉高至80萬元(yuan)，10年才(cai)能回本(ben)，經濟效益很不理(li)想。

更(geng)麻煩(fan)的(de)是，常規蓄電(dian)池在零下30℃的(de)嚴寒里徹(che)底罷工，放電(dian)效率(lv)暴跌至(zhi)50%以下。

“只能在扎實的試驗(yan)數據中尋找(zhao)突破口！”工程師李進雅說。

那(nei)年寒冬，他帶著科研團隊成員(yuan)杜宸、姚秀龍蹲守在試(shi)驗現場，每(mei)天裹著棉工服，在寒風(feng)中記錄下(xia)光伏(fu)系(xi)統(tong)運行的每(mei)條(tiao)數據信(xin)息，并(bing)不(bu)斷(duan)優化設(she)計方案。

也(ye)正(zheng)是憑(ping)借著這股不服輸的(de)(de)勁兒，2022年(nian)年(nian)底，首批試驗的(de)(de)2口井取得了令人矚目的(de)(de)成績——

累計生(sheng)產的(de)綠電相當(dang)于節約(yue)柴油(you)60噸(dun)，減(jian)少二(er)氧化(hua)碳排放近(jin)200噸(dun)，單井年(nian)節省(sheng)燃料成本(ben)達20余萬元。

更關(guan)鍵的(de)是，所有試驗井的(de)日產(chan)油量均保持在試驗前水平，達(da)到了“減碳不減效”的(de)突破性成果，為油氣行業探索出了“綠色開采+效益穩產(chan)”的(de)雙贏路徑。

真正的淬(cui)煉(lian)在(zai)2023年盛夏(xia)。

隨(sui)著(zhu)《油氣田零碳井(jing)場關鍵技術及示范應用研究》科技項目啟(qi)動(dong)(dong)，團隊(dui)面(mian)臨(lin)的首(shou)個(ge)難(nan)(nan)題就讓工程師(shi)們寢食(shi)難(nan)(nan)安：抽油機上(shang)下沖程的負載波動(dong)(dong)像“過(guo)山(shan)車”，而光伏發電量卻隨(sui)陽光強(qiang)弱呈“拋物線(xian)”變化，兩者如同“錯頻的齒輪”，始終無(wu)法咬合。

“按設計(ji)規范，光儲系(xi)統規模需擴大3倍，成本陡(dou)增。這樣井(jing)場光伏板鋪得密密麻麻，活(huo)像給戈壁灘貼瓷磚。”李進雅回憶(yi)道(dao)。

為破(po)解這一(yi)矛盾，采油院的黨(dang)員(yuan)突擊(ji)隊扎(zha)進井場，白(bai)天記錄(lu)光伏發電曲線(xian)，深夜分析抽油機功率數據。

“人干活要(yao)勞逸結合，油井也需要(yao)‘科學間(jian)抽’。”基于(yu)這樣(yang)的(de)(de)創(chuang)新思路，工程師們決定(ding)教會鋼鐵巨人“聽懂(dong)”陽(yang)光的(de)(de)語(yu)言，于(yu)是創(chuang)建(jian)了基于(yu)光伏(fu)發電規律和油井供液規律的(de)(de)井場(chang)光儲規模設計方法(fa)——

根(gen)據油(you)井供液規律和光伏(fu)發電規律，動態調整抽油(you)機工作時(shi)段：正午烈日當空(kong)時(shi)，抽油(you)機群(qun)集(ji)體起(qi)舞(wu)；晨昏微光里，只留(liu)半(ban)數油(you)井低(di)吟；星垂平野時(shi)，整片戈壁沉入安眠(mian)……

這一改變，使光儲(chu)利用率提高到68%，平均降低儲(chu)能容量(liang)41.3%。

技術突破后，新的挑(tiao)戰接踵而至。

傳統儲能(neng)電(dian)池(chi)在(zai)戈壁極端(duan)溫差下性能(neng)驟降。為(wei)了(le)解決這一問題，工(gong)程師們踏入40℃的滾燙沙海，反復驗證新(xin)型(xing)鋅溴液流電(dian)池(chi)的戈壁耐力(li)，最終將(jiang)電(dian)池(chi)效(xiao)率穩定在(zai)82%以上，比設計指標高(gao)出5個百(bai)分點(dian)。

更顛覆性的創新(xin)在于供電(dian)模式。

技術(shu)團隊(dui)摒(bing)棄傳統“光伏(fu)-逆變器-電網”的復雜路(lu)徑(jing)，首(shou)創光伏(fu)直驅(qu)一體化技術(shu)，讓電流“少繞彎”，系統效(xiao)率從87%飆(biao)升(sheng)至93%。

“這(zhe)就像給抽油機裝(zhuang)了‘綠(lv)電直通車’。”李(li)進雅比喻道。

這(zhe)項技術(shu)使單井光儲系統(tong)成(cheng)本降低60%以上，為(wei)邊遠井提產提效按下加速鍵。

截至2024年12月，106口離網分布式光伏(fu)電站(zhan)項目全線鋪開，在(zai)“早穿棉襖午穿紗”的茫(mang)茫(mang)戈(ge)壁(bi)上，建設者們(men)用(yong)120個晝(zhou)夜(ye)讓106座光伏(fu)電站(zhan)在(zai)沙海中(zhong)破(po)土而出。

目前，新(xin)疆油田公司(si)共建設的136口(kou)零碳井(jing)場串起藍色珠(zhu)鏈，年減碳6200多(duo)噸，相當于4.3萬棵(ke)大樹的深呼吸。

生物質摻燒：鍋爐房里的綠色“魔法”

在(zai)風城油田作業區，高(gao)大的鍋爐(lu)房內機器(qi)轟(hong)鳴(ming)，煤炭(tan)與生物質(zhi)顆粒在(zai)流(liu)化床中翻滾共舞，熾熱的火焰映照著工程師(shi)們忙(mang)碌(liu)的身影(ying)。

這里(li)正在進行一場靜悄悄的(de)能(neng)源革命——燃煤循環流化(hua)床(chuang)注汽鍋爐生(sheng)物質(zhi)摻燒技(ji)術試驗(yan)驗(yan)證。

新疆油(you)田公司(si)也(ye)是通過(guo)該技術逐漸探索出(chu)一條既(ji)經濟高效(xiao)又綠色低碳的(de)稠(chou)油(you)熱采新路徑。

通(tong)俗地(di)講(jiang)，生物質(zhi)摻(chan)燒(shao)(shao)就是將廢(fei)棄的農(nong)林木和煤炭“跨界混搭”在一起，燃燒(shao)(shao)再利用的過程。這既可(ke)以促進本地(di)生物質(zhi)資源(yuan)的利用，也能帶動本地(di)經(jing)濟發展。

過去，稠(chou)油開采(cai)需(xu)要大量高(gao)溫蒸汽，傳統的燃(ran)煤(mei)鍋爐雖然(ran)運行(xing)穩定，但碳(tan)排放量居(ju)高(gao)不(bu)下。

面對越(yue)來越(yue)嚴的(de)環保要(yao)求和嚴峻(jun)的(de)減排壓力，采(cai)油院的(de)工程(cheng)師們盯(ding)上了田間地頭那些(xie)沒(mei)人(ren)要(yao)的(de)“廢料(liao)”。

“克(ke)拉(la)瑪(ma)依周邊擁有大量的(de)棉桿、蘆葦桿，這些(xie)農林廢棄物數量充足，燒(shao)了污染(ran)，不(bu)燒(shao)浪費。”采油院的(de)工程師侯秀芹回憶(yi)道，“我(wo)們就想，能不(bu)能讓它(ta)們進鍋爐？”

通過(guo)大量(liang)的(de)實地調研和資料研究，工程師們發現(xian)，與電加熱、光熱等替(ti)代方案相比(bi)，生物(wu)質摻燒只需(xu)要對現(xian)有鍋爐進行(xing)適度改造(zao)，投資小、見效快(kuai)，具有明(ming)顯的(de)性價(jia)比(bi)優勢(shi)。

但(dan)怎么才能讓生物(wu)質和(he)煤(mei)炭“和(he)平(ping)共(gong)處”呢？

2022年，第(di)一臺循環流化(hua)床鍋爐(lu)在風城油田開始了摻燒試驗。

在風城油田的(de)一臺(tai)鍋爐里，技術人員(yuan)小心(xin)翼翼地摻入第一袋生物質顆粒燃(ran)料。

“就(jiu)像給咖(ka)啡加糖(tang)，得找到最合適(shi)的比(bi)例。”侯秀芹打了個(ge)形象的比(bi)喻。

最(zui)初只敢加5%，后(hou)(hou)來(lai)逐漸加到50%，最(zui)后(hou)(hou)發現(xian)30%是個(ge)(ge)“黃金比(bi)例(li)”——既不(bu)會讓鍋(guo)爐(lu)“消化不(bu)良”，又能最(zui)大限度替代燃煤。按照這個(ge)(ge)比(bi)例(li)計算，單臺(tai)鍋(guo)爐(lu)全年(nian)可減少碳(tan)排放約4.5萬噸(dun)。

但問題接踵而(er)來。生物質里的堿性(xing)物質會讓(rang)鍋(guo)爐“上火(huo)”——結渣、積灰，嚴重時(shi)可(ke)能停爐，影(ying)響(xiang)鍋(guo)爐壽(shou)命。

采油(you)院(yuan)的工程師們迎難而(er)上，用一系(xi)列(lie)創新方案化解(jie)了這些難題。

工程(cheng)師們創新給鍋爐(lu)做了(le)個“小手術”——對原有輸煤系統進行改造，通(tong)過(guo)新增(zeng)生物(wu)質(zhi)投(tou)料口和(he)儲(chu)料倉實(shi)現(xian)了(le)兩(liang)種燃料的動態混合(he)輸送，大大降低(di)了(le)設備改造成(cheng)本。

“就像給老(lao)房子加裝電梯，既不能傷筋動(dong)骨，又要解決問題。”侯秀(xiu)芹說。

值得一提的是，為了確(que)保燃料(liao)質(zhi)(zhi)量(liang)，工(gong)程師(shi)們還(huan)通過反復試驗，最終制定(ding)了新疆(jiang)油田生(sheng)物質(zhi)(zhi)燃料(liao)采購(gou)技術規范——將生(sheng)物質(zhi)(zhi)中的氯(lv)含(han)量(liang)控制在0.045%以下，鉀鈉(na)含(han)量(liang)不超(chao)過0.64%，低于現有行業標準(zhun)。

針對(dui)不同種類的(de)生物質燃料，采油院(yuan)的(de)工程師(shi)們(men)還專門繪制(zhi)了詳細的(de)摻燒(shao)比例“圖(tu)譜(pu)”，就像給鍋爐(lu)定制(zhi)健(jian)康食譜(pu)。操(cao)作工人們(men)笑(xiao)稱這(zhe)是他們(men)的(de)“烹(peng)飪秘籍”。

變化也是實實在在的。

統計顯示，第一臺(tai)鍋爐摻(chan)燒試驗了(le)(le)25天，共“吃掉”2000噸(dun)(dun)生物質顆粒(li)，成功(gong)替(ti)代了(le)(le)1400噸(dun)(dun)的原煤，減少碳排放2000余噸(dun)(dun)。

從2022年(nian)至2024年(nian)年(nian)底，已有8臺鍋爐(lu)用上(shang)了(le)這種“綠色(se)配方”，累計消(xiao)耗(hao)生(sheng)物質14萬(wan)噸，相當(dang)于減排17萬(wan)噸二氧(yang)化(hua)碳。

夜幕下的(de)準噶爾盆(pen)地，吸熱(re)器塔頂的(de)聚(ju)光燈(deng)刺破戈壁的(de)沉寂，光伏板的(de)藍色矩(ju)陣在星輝下低語，鍋爐房(fang)里躍動的(de)火焰正將(jiang)廢棄的(de)生(sheng)物(wu)質(zhi)顆粒(li)淬煉成綠(lv)色的(de)能量。

這(zhe)三束微光(guang)，自匯聚處(chu)便勃發著(zhu)無(wu)窮張力——從最初的星點(dian)閃爍，到(dao)后(hou)來的萬(wan)道奔涌，交織(zhi)成劈開新(xin)疆油田新(xin)能(neng)源(yuan)建設壁(bi)壘的雷霆(ting)之光(guang)，更灼灼映照著(zhu)采(cai)油院那群“追(zhui)光(guang)者”的鏗(keng)鏘足(zu)跡：以實驗(yan)室為燎(liao)原起(qi)點(dian)，以茫茫戈壁(bi)為鏖戰疆場，將“不可能(neng)”的狂想鍛造成“中國首(shou)個”的驚世傳奇！

未來，在“雙碳”目標的(de)宏大敘事里，采油院的(de)工程師(shi)們(men)將繼續以破壁之姿(zi)，在新的(de)戰場上不斷(duan)開疆拓土，讓(rang)新能(neng)源的(de)星火燎遍準(zhun)噶爾(er)盆地(di)。

正如那2萬面定日鏡永不疲(pi)倦地追(zhui)逐(zhu)太陽一樣(yang)，這群能(neng)源變革的(de)(de)先行者，正用科技(ji)與堅守，在瀚海戈壁寫(xie)下屬于(yu)中國石油人的(de)(de)“雙碳(tan)”答卷(juan)——既(ji)為(wei)今日的(de)(de)油田降碳(tan)，更為(wei)明(ming)天的(de)(de)中國蓄能(neng)。