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百年油田的無敵青春

   2010-09-13 中國化工報呂海波 曲京佳 卜明

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——陜西延長石油(集團)有限責任公司采訪記

延長石油下屬的采油廠。

 

    從1905年建廠、1907年打成中國陸上第一口油井,到2007年原油年產量突破1000萬噸,陜西延長石油(集團)有限責任公司(以下簡稱延長石油)已經是世紀老人。


  在國內,原油年產量過千萬噸的大慶、勝利、克拉瑪依、長慶等油田無不是在1955年以后才破土出油,年逾70古稀的玉門油田早已近于枯竭。在開采百年之后仍能有超過千萬噸的年產量,延長石油是國內第一家。


  百年老油田帶給延長石油人的不光是榮譽,更是對如何實現長期持續發展的探索。探索中,延長石油人走出了一條油氣煤鹽綜合循環利用的新路子。
  
  
  “如果把大慶油田的油層比作海綿,我們這里的油層就像磨刀石”


  采油:從“磨刀石”中榨石油
  

  在陜西省北部,溝壑縱橫的黃土高原邊緣,延長石油靖邊采油廠8號聯合站的126臺抽油機正默默地向大地磕祈原油。雖然磕頭機夜以繼日地勞作著,但每天單井采油量僅有三四百千克,與國內克拉瑪依、大慶等油田日產幾噸甚至幾十噸的油井相比,這里顯然就是貧油區。而在陜西東部延長石油甘谷驛采油廠的3893口采油井單井日產量更低,僅有230千克。


  出油量低根源于這里先天的地質環境。延長石油集團總經理張積耀告訴記者:“延長油田屬于世界上開采難度最大的區塊之一,油層巖石非常致密,空隙度非常小,滲透率在0.1~0.5毫達西。國際上滲透率小于1毫達西的油田即成為低滲透油田,延長油田則屬于特低滲透油田。如果把大慶油田滲透率20毫達西的油層比作海綿的話,我們這里的油層就像磨刀石,不僅開采難度大、而且含油豐度比較低。”


  在這樣特殊的地質條件下,延長石油所屬油井約有15000余口日產量不足100千克,日產量不足300千克的油井近40000口,約占延長石油總油井數量的1/2。


  因為開采難度大、成本高、產量低,開采企業會因入不敷出而難以為繼,這樣的特低滲透油田在國外幾乎無人問津。而延長石油卻在此創造了連續3年穩產千萬噸原油的奇跡。這要得益于兩個原因。張積耀說,一是我們延長石油一直秉承著毛主席親筆題寫給我們的“埋頭苦干”精神;二是我們為這一區塊量身打造了一系列低成本開采技術。


  根據油井出油量低的特點,延長石油所屬油田在日產量較低的油井創造性地使用間歇抽油的辦法:在不降低采油量的前提下,每天只在電價相對便宜的晚22點至早6點抽油,最大程度地降低成本。壓縮成本的同時,提高單井產出率更是關鍵。針對滲透率低的油層,延長石油積極探索和引進先進的油井壓裂技術。每打一口油井都要通過壓裂的方式在巖石間撬開隙縫,然后把沙子和刮膠的混合物壓入其中,最大限度把原油采干抽盡。


  注水是提高出油量的常用辦法,但是這個辦法在延長油田卻有困難。延長油田很多區塊服役年份較久,七里村采油廠已有百年歷史,較為年輕的甘谷驛采油廠也開采了近40年。老油田在早期開采打井時并沒有考慮到日后注水,井網布局不符合注水的需求,直接打井注水,水非但驅不到油,反而會直接流到附近的井中出現淹井。對此延長石油人也想出了妙方。張積耀說,我們一方面采取轉注的辦法,挑選一些位置合理的采油井改為注水井;另一方面采用先進的井下堵水技術,封住井間的大裂縫,防止淹井。而對于無法用注水提高產量的油區,我們還會通過強氧化劑洗井、清蠟、重新壓裂等辦法提高產量。現在我們的生物酶驅油、二氧化碳驅油等“三次采油”技術,已經在部分區域取得了階段性成果。


  不僅老油田滴油必爭,延長石油在開采新油田之初也做了采干抽盡的充足準備。張積耀說,大慶等油田都是開采幾十年,地層壓力不夠后才開始注水。我們現在開發油田都是先注水一年半載,這樣既能保證油井初始產量,使油井持續穩產,也能大大提高油層出油效率。


  隨著國內老牌油田地層壓力減小、產量漸入衰退期,延長石油這種低成本、精細化的采油思路和技術無疑將給其他油田提供借鑒。據了解,延長石油的采油技術已經開始推廣海外。2009年5月19日,馬達加斯加打下了延長石油技術沖出中國的第一口探井。之后,中非、泰國等地的油氣田也陸續向延長石油拋出了橄欖枝。
 

 

延長石油榆林煉油廠。 (記者 張育 攝)

  
  “三根火炬熄滅兩根,不是因為不景氣,而是廢棄物現在都變成了寶貝”


  煉油:從副廢材料中挖價值
  
  
  原油來之不易。為了讓原油充分發揮其價值,延長石油在原油煉化升級、高效利用上也著實下了不少功夫。


  在延長石油最大的下屬煉油企業延安煉油廠,記者看到,原本象征著石化企業經營紅火的三根火炬已經熄滅兩根。該廠副廠長張浩文告訴記者:“火炬滅了并不是因為經營不景氣,而是原本無法利用只能點天燈的干氣等煉油廢棄物現在都變成了寶貝。我們現在已經著手回收干氣中30%的乙烯,用于制造苯乙烯。干氣中剩余的氫氣等可燃物未來將給我們10兆瓦的干氣發電項目提供能源,明年基本上能把現有干氣完全回收利用。”


  這僅僅是延長石油煉化升級的一小步。


  去年剛剛投產的楊莊河一期煉化項目就是延長石油煉化升級的一個典型代表。該項目在延安煉油廠10萬噸/年聚丙烯、6萬噸/年MTBE(油品調和劑)的基礎上,又上了一套20萬噸/年聚丙烯和12萬噸/年MTBE裝置。這兩個裝置的上馬,讓煉油副產品——液化石油氣中的丙烯、混合碳四等物質的價值得到了充分體現。張積耀解釋說:“沒有這兩套裝置前,液化石油氣中的丙烯和混合碳四都是作為民用能源,液化石油氣的價格僅在4000元/噸左右。而經過氣體分餾提取之后,這兩種物質可分別作為聚丙烯和MTBE裝置的原料,單單聚丙烯的價格就在每噸上萬元,分餾提取后產品的價格是過去單純賣液化氣價格的3倍。下一步我們還將把液化石油氣中的碳二、碳三、碳四等化工原料都提取出來,讓過去用作燃燒的石油副產品發揮更大價值。”


  在提高煉油副產品利用率的同時,延長石油的煉油主業也絲毫沒放松。張積耀介紹,延長油田產出的原油具有低硫、輕質油含量高等優點,每噸原油的汽油、柴油等成品油產出率能達88%~90%。我們抓住這一優勢,始終把提升煉化能力、豐富油品種類、提高成品油質量作為煉化升級的一個重要抓手。在煉化規模上,目前延長石油煉化裝置已經從小型化轉為中型化,具備1500萬噸的煉化能力,除了完全消化自產原油外,還需外購部分原油。在油品種類上,過去我們只能煉出標號較低的常規柴油和汽油。經過延安煉油廠、楊莊河煉化項目等下屬企業近幾年的煉化升級,目前國內推廣的各種標號的柴油、汽油,我們基本都能夠生產。今年我們還準備通過加氫生產出滿足高寒地區要求的負35號柴油。在油品質量上,我們的成品油去年提前一個季度已經達到了國Ⅲ標準。雖然國Ⅳ標準的強制推行還需時日,但我們已經可以生產出滿足國Ⅳ標準的汽油,柴油品質的改造升級項目也已未雨綢繆。
  

 

生產一線總能看到董事長沈浩(左四)和總經理張積耀(左二)的身影。


  “我們的資源極其有限,要想謀求長期持續發展,必須擴大化工規模”


  擴化:從綜合利用中挖潛力
  
  
  延長石油正在開創一條古今中外都未有人走過的循環經濟道路——油氣煤鹽一體化。


  作為一個在“磨刀石”夾縫中采油的石油化工企業,延長石油對自己的石油資源稟賦有著清醒的認識。“不同于中石油、中石化等企業石油資源儲量驚人,我們的石油資源極其有限。要想謀求長期持續發展,必須擴大化工規模。”張積耀說。


  延長石油擴化的方式有很多種,要么繼續在煉油副產品上做文章,延伸已有油頭化工的產業鏈;要么根據陜北地區資源優勢搞煤化工、氣頭化工或者鹽化工。


  2007年,延長石油也曾盯上當時國內炙手可熱的煤化工。“陜西煤資源豐富,國內煤化工各項技術都相對成熟,搞煤化工最保險,能少走彎路。”張積耀回憶道。但是在2008年,當延長石油靖邊煤化工項目科研報告評審結束時,延長石油集團董事長沈浩和總經理張積耀卻把已經通過評審的項目報告給否決了。


  “這源于我們對國內乃至世界傳統煤化工路線深層次痼疾的清晰認識。”張積耀說。他認為,單一搞煤化工存在很多弊端。首先是原料的浪費。煤化工無論是煤制合成氨還是煤制甲醇,在工藝過程中都嚴重缺氫。以煤制甲醇為例,2/3的甲醇原料一氧化碳需要在制氫過程中轉化成二氧化碳排放掉,大量碳資源被浪費。其次是能量的浪費。制氫過程需要不斷供熱和放熱,這無疑將增加能量消耗。再次是單一煤化工產業鏈較短,無法大規模延伸產業鏈,豐富產品種類。


  如果能實現油、氣、煤、鹽的結合發展,這些弊端都能得到解決。張積耀當時提出了一個大膽的想法:“氣頭化工缺碳富氫,天然氣制甲醇中至少會出現20%的富余氫氣,渣油裂解時產生的干氣也富含氫氣。如果將碳多氫少的煤化工與氫氣富余的氣頭化工、渣油裂解結合起來,實現碳氫互補,自然能夠降低煤化工因制氫導致的資源、能量浪費。如果與鹽化工再度結合,產業鏈又能實現最大程度的延伸。正是在這一思路的引領下,靖邊化工綜合利用園區油氣煤鹽一體化項目應運而生。”


  該項目一經推出,就在業界引起了不小的震動。中科院院士倪維斗在聽取這一項目的介紹后表示:“煤化工如果能很好地同氣化工、石油化工結合起來,降低二氧化碳排放,那么,煤就是綠色的煤。延長靖邊項目把煤這種高碳能源與氣、油結合起來,就可以實現高碳能源的低碳利用。這種模式符合我國能源結構特點和可持續發展的要求,也有利于煤的清潔利用,提高碳資源利用率和增值率。”


  中科院院士張懿也認為,這項技術如果延伸到煤與煤層氣、鹽資源等的綜合利用,可能會改變煤化工與能源化工產業高耗能、高排放、高污染的現狀。


  國內專家認可,國際上也不乏好評。2009年11月,在聯合國開發計劃署、聯合國環境規劃署等6家機構共同舉辦的第三屆中外跨國公司CEO圓桌會議“清潔能源與環境論壇”上,靖邊油氣煤鹽綜合利用項目被確定為聯合國清潔煤技術示范和推廣項目,其技術不僅將在全球推廣,而且將獲得一定的技術和資金支持。


  外界的贊譽讓延長石油人自豪,也讓延長石油人充滿壓力。張積耀說:“雖然我們經過反復論證已經認為實現油氣煤鹽一體化的風險并不大,但作為第一個嘗試油氣煤鹽綜合利用的企業,我們仍面臨著很多挑戰。最大挑戰在于如何把現有油、氣、煤、鹽的成熟技術總裝集成,形成一個龐大的循環系統。”


  大系統各組成部分間依賴性大、關聯度高,如果油、氣、煤、鹽某一部分出現故障,整個循環系統可能會一停俱停、一損俱損。為了規避這一風險,張積耀在指導工程設計時特別提出了“柔性連接”的概念。“各獨立單元之間結合時,我們專門在連接處設置氣、液儲罐。這樣即使某個單元需要停產檢修,也不會影響整體系統的生產。”張積耀說。


  據了解,靖邊化工綜合利用園區一期項目180萬噸/年甲醇、150萬噸/年渣油裂解、60萬噸/年MTO、60萬噸/年聚乙烯、60萬噸年/聚丙烯5套裝置已經在緊鑼密鼓地建造中,2012年將正式投產。按照中外專家的評估,該項目資源利用率比國際先進水平高8.86%,比國內先進水平高17.55%。噸甲醇綜合能耗比國內外先進水平的煤制甲醇裝置低23.8%,每年能節約標煤約103萬噸,減少二氧化碳排放435萬噸左右。


  油氣煤鹽綜合利用已經成為延長石油未來擴化的主要思路和途徑。延長石油人相信,他們首創的油氣煤鹽一體化項目,也會像延長石油的中國陸上第一口油井一樣,以獨特的經歷和風采永遠載入中國石油化工的發展史冊。

延長石油人一直秉承著埋頭苦干的精神。

 
 
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