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辽河油田:打响稠油热采绿色革命“第一枪”

日期:2024-05-11    来源:中国石油报  作者:隋泠泉

国际石油网

2024
05/11
10:55
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关键词: 辽河油田 中国石油 稠油热采

5月7日,在辽河油田欢喜岭采油厂齐40块,世界首座电热熔盐储能注汽站把夜间谷电转换为热能,每天将120吨蒸汽注入不远处的蒸汽驱井。

这是中国石油电热熔盐新型储能方式“从0到1”的突破,推动蒸汽生产用能从天然气加热到电加热发生革命性变化,引领稠油绿色开采迈出关键一步。很难想象,这个“第一”出自平均年龄仅有35岁的设计团队之手。一年多来,辽河油田设计院电热熔盐储能团队以超乎寻常的胆识、勇往直前的毅力,打响了稠油热采绿色革命“第一枪”。

匠心独运

世界首座电热熔盐储能注汽站问世

辽河油田作为国内陆上最大稠油热采油田,注汽开发产量占54.5%,注汽能耗占总能耗的75%。“双碳”背景下,传统燃气生产蒸汽的方式难以为继。如何实现绿色转型,成为石油人必须面对的时代之问。

一年前,51岁的辽河油田一级工程师赵兴罡领到了这个时代命题。他以设计院新能源所各专业年轻骨干为班底,向这一世界级难题发起冲击。

电热熔盐储能技术在石油开发领域应用,尚无先例。选什么样的熔盐?怎么实现热交换?设计多大排量?一连串的问题需要解答,但从接到指示到交出可研初设的时间只有短短40天。赵兴罡带领团队成员与时间赛跑。蒸汽发生系统是储能注汽站最关键的一个部分。团队在设计中发现,电热熔盐储能热量释放具有波动性,如果采用传统的蒸汽发生系统抽水流程,不仅用水量大,生产参数波动也大,直接影响系统稳定性。

面对困难,赵兴罡带领团队成员开展“头脑风暴”:能否在蒸汽发生器出口抽一部分蒸汽,给低温进水预热?这个想法激发了团队的灵感,在最终决定使用“抽汽流程”替代运行50余年的“抽水流程”后,团队明确分工,计算工作量、模拟流程、模拟数据同步进行。团队成员加班加点,历时7天,在不断模拟、论证、推翻、再论证中,突破重重关隘。事实证明,储能注汽站能够平稳运行,抽汽流程的设计起到了关键作用。

短短11个月,这个团队成功攻克了电热熔盐储能换热循环工艺、蒸汽发生器干度精准调控等关键技术,综合效率从光热熔盐发电的35%提高到90%以上,实现了熔盐储能技术在油田应用“0”的突破。

精益求精

设计施工全环节不留一丝遗憾

设计没有唯一解,只有最优解。完美设计的背后,离不开团队成员300多个日夜无私无悔的付出。电热熔盐储能关键在于熔盐的选择。面对林林总总的熔盐,团队部分成员倾向三元盐,认为凝固点低,便于管理和运行。赵兴罡却坚持做二元盐和三元盐两条路线的计算。如果单纯选择三元盐,团队只需要按照属性设计各个参数即可。两条路线优选意味着需要更多的精力来论证,但也多了一种选择。

“无论付出多少,一定要找到最好的方案!”赵兴罡斩钉截铁地说。为了不留遗憾,经过6天鏖战,团队拿出百余页计算纸,得出了出人意料的结果——前期不被人看好的二元盐,在经过系统测算后更为经济适用,成为最终选项。

电热熔盐储能设计能否精准落地,现场施工阶段是关键。为提高设计方案与施工的匹配性,团队全天候派人值守现场。电热熔盐对保温要求极高,温度不能过高也不能过低,保温必须做得“超常规”。由于现场盯得紧,总能第一时间发现一些关键性问题,减少了很多返工。一年下来,赵兴罡瘦了许多,头发白了一片,但他觉得值:“设计一辈子能干几个第一?既然有机会干了,就必须干好!”

代代传承

啃硬骨头彰显科学家精神

大项目是锻造青年人才的熔炉。首座电热熔盐储能注汽站,是设计院不同年龄段技术人员并肩奋战、集智创新的结晶。

辽河油田首席专家李明辉是电热熔盐储能注汽项目总工程师,他是臧振胜的师傅。在项目中,臧振胜负责自控仪表系统的设计。身为首席专家,李明辉平日很忙,但电热熔盐储能项目始终在他心中占据重要位置。

尽管不在一处办公,李明辉也常常前往徒弟办公室,两人专心探讨电热熔盐自动控制流程,对昼夜温差等所有影响因素,二人一条一条地过。“我是搞仪表专业的,有时眼界会窄,师傅会从整体项目运行情况出发,全盘考虑问题,让我有豁然开朗的感觉。”臧振胜说。

团队中的另一对师徒是赵兴罡和技术骨干张馨。他俩一起攻关储能注汽站工艺流程设计。由于计算量大,负责计算的张馨出现微小偏差都会导致返工再算,赵兴罡连熬4宿,自己也算了一遍。当张馨拿出结果给师傅时,赵兴罡也从桌上拿出了厚厚一沓自己手算的计算纸,计算结果几乎一致。张馨当场就没忍住,红了眼圈。“电热熔盐设计目前还没有计算软件,全靠自己编程手算,迭代计算很多,逻辑非常复杂,计算过程需要几百个步骤,年轻人算下来一遍,都觉得身心疲惫,我师傅50多了,难以想象他是怎么熬过来的。”张馨说。

一代人有一代人的使命,一代人有一代人的作为。在推动稠油热采绿色革命的道路上,设计人薪火相传、接续奋斗,为油田打造新质生产力、加快转型发展努力拼搏着。


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