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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)場仍然亮著星星點點的(de)燈光。

百米(mi)高的吸熱器吊車像(xiang)鋼鐵巨(ju)人般矗立，施工人員們正在加(jia)緊調試各種設備。

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(jiang)油(you)(you)田采油(you)(you)工藝研究院（監(jian)理公司）（以下(xia)簡稱“采油(you)(you)院”）三年(nian)攻關的(de)汗水，終(zhong)將凝結成戈壁(bi)灘上(shang)最(zui)耀眼的(de)光斑(ban)。

作為我(wo)國重要的(de)油氣生產基(ji)地，新(xin)疆(jiang)油田(tian)公司積極(ji)響應(ying)國家“雙碳”目(mu)標，提(ti)出發(fa)展規劃：至(zhi)2030年，新(xin)能(neng)源(yuan)產能(neng)當量(liang)突破1000萬噸，實現(xian)“油氣新(xin)”三分天下；2035年，這一(yi)數字將躍升(sheng)至(zhi)2000萬噸，率(lv)先實現(xian)“半(ban)壁(bi)江(jiang)山(shan)”的(de)新(xin)能(neng)源(yuan)產業格局(ju)。

面對(dui)這宏偉藍(lan)圖，采油(you)院主(zhu)動扛起技術攻關重任，以敢為(wei)人先的(de)勇(yong)氣和實干篤行(xing)的(de)作風，在高溫光熱、零碳井場(chang)(chang)、生(sheng)物質摻燒等領域展開了(le)一場(chang)(chang)場(chang)(chang)“綠色(se)突圍(wei)戰”。

高溫光熱：給稠油開采裝上“太陽爐”

清晨的第一縷陽光掠過準(zhun)噶爾盆地，風城油田重(zhong)37區的2萬余塊定日鏡齊刷刷轉向東方，虔誠地追逐(zhu)著(zhu)太陽。

這個被稱為“鋼鐵向日葵”的(de)方陣(zhen)，正在書寫中國稠(chou)油開發史(shi)上最驚艷的(de)綠色(se)篇章——用陽(yang)光(guang)煮沸戈(ge)壁，讓(rang)“流不動的(de)油田”煥(huan)發新(xin)生。

故事要(yao)從3年前炎熱的夏天說起(qi)。

面對50℃時黏(nian)度大(da)于(yu)20000mPa·s的超(chao)稠油，傳統蒸汽開采就像用開水化(hua)蜂蜜，能耗(hao)高(gao)得(de)令人咋舌。

能不能用這炙(zhi)熱的陽光造(zao)一個“太陽爐”？

面對這(zhe)個大膽的想法，采油院的工程師們進行了深度調研(yan)，并牽頭完(wan)成了項目建(jian)議書與可(ke)研(yan)設計。

隨(sui)后，經過上百次模擬(ni)實驗(yan)，最(zui)終采油院的技術團(tuan)隊確定(ding)(ding)了“定(ding)(ding)日鏡聚光+吸(xi)熱塔制蒸汽”的技術路(lu)線。

廣袤的土地空間、完善的蒸汽管網……基于以上這些優勢，很快“重37光熱項目(mu)”的藍圖落地風城(cheng)油田。

從(cong)此，“光熱+稠油”的破冰行動正式拉(la)開序幕。

但把實驗室圖紙(zhi)變成戈壁現實，談(tan)何(he)容易。

至(zhi)關(guan)重要的(de)是如何確保溫(wen)度和壓力均合格(ge)的(de)熱蒸汽持續供應。

科研人員討論光熱項目(mu)定日(ri)鏡角(jiao)度

傳(chuan)統(tong)光熱(re)(re)發電是(shi)通過熔鹽或者導(dao)熱(re)(re)油間接(jie)(jie)換(huan)熱(re)(re)，可(ke)以(yi)確(que)保熱(re)(re)蒸(zheng)汽的穩(wen)定輸出。但“重(zhong)37光熱(re)(re)項目(mu)”作為國(guo)內(nei)首個稠(chou)油區塊光熱(re)(re)直接(jie)(jie)制蒸(zheng)汽項目(mu)，是(shi)將高溫(wen)蒸(zheng)汽直接(jie)(jie)用于稠(chou)油開采上，這就(jiu)要求必須要有溫(wen)度在305℃以(yi)上熱(re)(re)蒸(zheng)汽持續穩(wen)定輸出才(cai)行。

但目前這個核心的參(can)數，如鏡場光學效率(lv)、吸熱(re)器效率(lv)此前并無成熟的檢測方法，很難實現。

為此，作為該項(xiang)目(mu)全鏈條(tiao)技術主(zhu)導者(zhe)——采油院(yuan)的(de)工程(cheng)師們經過反復試驗，確定(ding)了以吸熱(re)(re)器系統(tong)(tong)為核心的(de)方案，通過鏡場、除氧給(gei)水(shui)、蒸汽管道、排污及疏水(shui)、工業水(shui)系統(tong)(tong)等配合(he)吸熱(re)(re)器系統(tong)(tong)運行，最大程(cheng)度提高吸熱(re)(re)器系統(tong)(tong)的(de)工作效率。

尤其是啟停時，工程師們嚴(yan)格遵照冷(leng)態(tai)啟動(dong)（分離器壓(ya)力(li)為零）和(he)熱態(tai)啟動(dong)（壓(ya)力(li)大于1.4MPa）的不同曲(qu)線進行操作，確保熱蒸汽的穩定性。

最終(zhong)，該系統蒸汽干(gan)度達到100%，遠超傳統鍋(guo)爐。

戈(ge)壁灘(tan)上，肆虐的(de)(de)風沙(sha)對設備是嚴(yan)峻的(de)(de)考(kao)驗。

如何(he)實現精準追光成為了采(cai)油(you)院工程(cheng)師們面臨的(de)另一(yi)大挑戰。

“每塊鏡子必須將陽光精確反射到百(bai)米高的吸熱器(qi)上，誤(wu)差超過(guo)(guo)0.1度就會(hui)‘失焦(jiao)’。”負責(ze)該項目的一位(wei)工程師至今(jin)記得令人(ren)崩潰的調試(shi)過(guo)(guo)程。

為了抵抗(kang)戈壁灘上的(de)(de)狂風，他們(men)創新性(xing)地采用(yong)每塊面積僅為2.1721平方米的(de)(de)小尺寸(cun)定日鏡(jing)，以(yi)降低風阻，減少風沙對鏡(jing)子的(de)(de)破壞。同時，在鏡(jing)場(chang)四(si)周砌起一人高的(de)(de)擋風墻，減少風的(de)(de)影響……

經(jing)過工(gong)程師們幾(ji)個月守在鏡場用激光測距儀反復(fu)調整，終于將所有光斑完美(mei)匯聚到(dao)塔頂熾(chi)熱的焦點上，實現了2萬多(duo)塊定日鏡像“向日葵方陣”一樣精(jing)準追光。

現如(ru)今，站在(zai)吸熱塔(ta)頂(ding)俯(fu)瞰，定(ding)日(ri)鏡組成的半(ban)八邊形幾何陣(zhen)列在(zai)戈(ge)壁(bi)上熠熠生輝。

這個(ge)年均光熱轉換效率設計值大于53%的(de)項目(mu)，不僅標志著技(ji)術的(de)成功突破，更點燃了工(gong)程師(shi)們暢想(xiang)著用(yong)更龐大的(de)光熱集群驅動(dong)整個(ge)稠油開發區塊(kuai)的(de)熱情(qing)。

零碳井場：大漠深處的“光電芭蕾”

清(qing)晨(chen)7點的瑪湖油(you)田，戈壁的風卷著細(xi)沙掠過瑪湖078井。

數(shu)百塊深藍色光伏(fu)板如向日(ri)葵般昂首，將(jiang)晨曦貪(tan)婪(lan)地轉化(hua)為電流。

儀表盤數字輕盈躍動：16.3kW。

而在(zai)兩年前(qian)，喚醒這座孤井需要每(mei)日“喂食”110公斤柴油。

從單井年燃料成本超30萬(wan)元(yuan)，到年節省(sheng)燃料成本25萬(wan)元(yuan)，這巨大的(de)落差是新(xin)疆油田(tian)公(gong)司136口(kou)“偏(pian)遠井”蛻(tui)變的(de)成績單，也(ye)意味著在準噶(ga)爾盆地(di)的(de)油田(tian)里，高(gao)成本的(de)“柴油困局”正在被藍(lan)色矩陣終(zhong)結(jie)。

時光(guang)倒回2022年初，當(dang)中(zhong)國石油(you)集團(tuan)清潔能(neng)源的(de)(de)號(hao)角(jiao)吹響(xiang)，新疆油(you)田(tian)公司看到了(le)通過綠電解決邊遠(yuan)抽油(you)井用(yong)能(neng)的(de)(de)希望，率先啟動(dong)了(le)“光(guang)伏+儲(chu)能(neng)”供能(neng)模式的(de)(de)先導試驗。

在過(guo)去的(de)幾十年里，邊遠油(you)井如同被遺忘的(de)孤兒，只能依靠(kao)“柴油(you)發電機+抽油(you)機”延(yan)續生產。

通往“綠電”采(cai)油的道路并(bing)非一帆(fan)風順。

首先，戈壁寒冬的低(di)溫(wen)就給2座試(shi)驗井上(shang)了“生(sheng)動一課(ke)”。

為保障抽油機啟動電流(liu)，需增大(da)光伏裝機功率(lv)、擴大(da)儲能容量(liang)，這些(xie)常規操作，直接將每口井的(de)投資成本拉高至80萬(wan)元，10年才能回本，經濟(ji)效益很(hen)不理想。

更麻煩的是，常規蓄電池在(zai)零下30℃的嚴寒里徹底罷工，放電效率暴跌至50%以下。

“只(zhi)能在扎實的(de)試驗數據中尋找突破(po)口！”工程師李進(jin)雅說。

那年寒冬，他(ta)帶(dai)著科研團隊成員杜宸、姚秀(xiu)龍蹲守在試驗現場(chang)，每天裹著棉(mian)工(gong)服，在寒風中記錄下光伏(fu)系統運行的每條數據信息，并不斷優化設計方案。

也(ye)正是憑(ping)借著這股不服輸的(de)勁兒，2022年(nian)年(nian)底，首(shou)批試(shi)驗的(de)2口井取得了令人矚目(mu)的(de)成績——

累計生產(chan)的(de)綠電相當于節約柴油(you)60噸，減少二氧化碳排放近200噸，單井年(nian)節省燃料成本達20余(yu)萬(wan)元。

更關鍵的是，所(suo)有試(shi)驗井的日產油(you)量(liang)均保持在試(shi)驗前水平，達到了(le)“減碳不減效(xiao)(xiao)”的突破性成果，為油(you)氣行(xing)業探索出了(le)“綠色開采+效(xiao)(xiao)益穩產”的雙贏路徑。

真正的淬煉在2023年盛夏。

隨著《油氣田(tian)零碳井(jing)場關鍵技術及示范應用研(yan)究》科(ke)技項(xiang)目(mu)啟動(dong)，團隊(dui)面臨的首個難題就(jiu)讓工程師們寢食難安：抽油機上下沖(chong)程的負載波(bo)動(dong)像“過山車”，而(er)光伏(fu)發電量卻隨陽光強弱呈“拋物線”變化，兩者如(ru)同(tong)“錯頻(pin)的齒輪(lun)”，始(shi)終無法(fa)咬合。

“按設計規范，光儲系統規模(mo)需擴大3倍(bei)，成本(ben)陡增。這(zhe)樣井(jing)場(chang)光伏板鋪得密密麻麻，活(huo)像(xiang)給(gei)戈(ge)壁灘貼(tie)瓷磚。”李進(jin)雅(ya)回憶道(dao)。

為(wei)破解這一矛盾(dun)，采(cai)油院的黨(dang)員(yuan)突(tu)擊隊扎進井場，白天記錄光(guang)伏(fu)發電曲線，深夜分析抽油機功(gong)率數據(ju)。

“人干活要(yao)勞逸結合，油(you)井也需要(yao)‘科(ke)學(xue)間抽’。”基于這樣的創新思路，工程師們決定(ding)教會鋼(gang)鐵(tie)巨人“聽懂”陽光(guang)的語言，于是創建了基于光(guang)伏發電規律(lv)和油(you)井供(gong)液(ye)規律(lv)的井場(chang)光(guang)儲規模設計(ji)方法——

根(gen)據油(you)井供(gong)液規(gui)律和光(guang)伏(fu)發電規(gui)律，動態(tai)調整抽(chou)油(you)機工(gong)作時段：正午烈日當空(kong)時，抽(chou)油(you)機群集體起(qi)舞；晨昏微光(guang)里，只留半數(shu)油(you)井低吟；星垂平(ping)野時，整片戈(ge)壁(bi)沉入安眠……

這(zhe)一改變(bian)，使光儲(chu)利用率提高到(dao)68%，平均降低儲(chu)能(neng)容量41.3%。

技術(shu)突(tu)破后，新(xin)的挑戰接踵(zhong)而至。

傳統儲能電池在(zai)戈(ge)壁極端溫差下性(xing)能驟降(jiang)。為了解(jie)決(jue)這一問題，工程師(shi)們踏入40℃的滾(gun)燙沙海，反復驗證(zheng)新(xin)型鋅(xin)溴液流電池的戈(ge)壁耐力，最終將電池效(xiao)率穩定在(zai)82%以上，比設計(ji)指標高出(chu)5個百分點。

更顛覆性(xing)的(de)創(chuang)新在于(yu)供電模(mo)式(shi)。

技(ji)術(shu)團(tuan)隊摒棄(qi)傳統“光(guang)(guang)伏-逆變器-電網”的復(fu)雜(za)路徑，首創光(guang)(guang)伏直驅一體化(hua)技(ji)術(shu)，讓電流(liu)“少繞(rao)彎”，系(xi)統效率(lv)從87%飆(biao)升至93%。

“這就(jiu)像給(gei)抽(chou)油機(ji)裝了‘綠電直通(tong)車’。”李進雅比喻(yu)道。

這項技(ji)術使(shi)單井光儲系統成本降低60%以上(shang)，為邊(bian)遠(yuan)井提(ti)產提(ti)效按下加速(su)鍵。

截至2024年12月，106口離網分布式光伏(fu)電站項目全線鋪開，在“早(zao)穿棉襖午穿紗(sha)”的茫茫戈(ge)壁上，建設者們用120個晝(zhou)夜(ye)讓(rang)106座光伏(fu)電站在沙(sha)海(hai)中破土而(er)出。

目前，新疆油田公司共建(jian)設的136口零碳(tan)井場串起藍色珠鏈，年減碳(tan)6200多噸，相當于4.3萬棵大樹的深呼吸。

生物質摻燒：鍋爐房里的綠色“魔法”

在風城(cheng)油田作(zuo)業區(qu)，高(gao)大的(de)(de)鍋爐房(fang)內機器轟鳴(ming)，煤(mei)炭與生物質顆粒(li)在流(liu)化床中(zhong)翻滾(gun)共舞，熾熱的(de)(de)火焰(yan)映(ying)照著(zhu)工程師(shi)們忙碌的(de)(de)身影。

這里正在進行一場(chang)靜悄(qiao)悄(qiao)的能源革命——燃煤循環流化(hua)床(chuang)注汽(qi)鍋爐生(sheng)物質(zhi)摻燒技術(shu)試驗驗證。

新(xin)疆油田(tian)公司(si)也(ye)是通過該技術逐漸探索出(chu)一條既經濟高效又綠色低(di)碳的稠油熱采新(xin)路徑。

通俗地講，生物質摻燒就是將廢(fei)棄(qi)的農林(lin)木和(he)煤(mei)炭“跨界混搭”在一起，燃燒再利(li)用的過(guo)程。這(zhe)既可以促(cu)進本地生物質資(zi)源的利(li)用，也能帶(dai)動本地經濟發展。

過去，稠(chou)油開采需要大(da)量(liang)高溫蒸汽(qi)，傳統(tong)的燃煤鍋爐雖然運行穩定(ding)，但(dan)碳排放量(liang)居(ju)高不下。

面對越來越嚴的環保要(yao)求和嚴峻的減(jian)排壓力，采油院的工(gong)程師們盯上了田間地頭那些(xie)沒人(ren)要(yao)的“廢料”。

“克拉瑪依周邊擁有大量(liang)的(de)棉桿、蘆葦桿，這些農林廢棄物數(shu)量(liang)充足，燒了污(wu)染，不燒浪費(fei)。”采油院的(de)工程師(shi)侯(hou)秀芹回憶(yi)道，“我(wo)們(men)就(jiu)想，能不能讓(rang)它們(men)進鍋爐(lu)？”

通過大量的(de)實地調研和資料(liao)研究(jiu)，工程師們(men)發現(xian)，與電加熱(re)、光熱(re)等(deng)替代(dai)方案相(xiang)比，生物質摻燒只需要(yao)對現(xian)有(you)鍋爐進行適度改造，投資小、見效快，具(ju)有(you)明顯的(de)性價比優勢。

但怎么才能(neng)讓(rang)生(sheng)物(wu)質和(he)煤炭“和(he)平共處”呢？

2022年(nian)，第一臺循環(huan)流化床鍋爐在風城油(you)田(tian)開始了摻(chan)燒(shao)試驗。

在風城油田(tian)的一臺鍋爐里，技術人員小心翼(yi)翼(yi)地摻入第一袋生物(wu)質顆(ke)粒燃料。

“就像給咖啡加糖，得找到最合適的比(bi)例。”侯秀芹打了個形(xing)象的比(bi)喻。

最(zui)初只敢加5%，后(hou)來逐漸(jian)加到(dao)50%，最(zui)后(hou)發(fa)現30%是個(ge)“黃金比例”——既(ji)不會讓(rang)鍋(guo)爐“消化(hua)不良(liang)”，又能最(zui)大限度替(ti)代燃煤。按照這個(ge)比例計算，單臺鍋(guo)爐全年可減少碳(tan)排放約4.5萬噸。

但問題接(jie)踵而來。生物質(zhi)里的堿性物質(zhi)會(hui)讓鍋爐“上(shang)火”——結(jie)渣、積(ji)灰(hui)，嚴重(zhong)時可(ke)能停爐，影響鍋爐壽(shou)命(ming)。

采油院的工程師(shi)們迎難(nan)而上，用一系列創新(xin)方案(an)化解了這些難(nan)題(ti)。

工程師(shi)們(men)創新(xin)給(gei)鍋爐做(zuo)了(le)個“小手術”——對原有輸煤系(xi)統進(jin)行改造(zao)，通過新(xin)增生物質投料口和儲料倉(cang)實現了(le)兩種燃料的動(dong)態混(hun)合輸送，大(da)大(da)降低(di)了(le)設備改造(zao)成本。

“就像給(gei)老房子加裝電梯，既不能(neng)傷筋動骨(gu)，又要(yao)解決問(wen)題(ti)。”侯秀芹說。

值得一提(ti)的是，為了確保(bao)燃料(liao)質(zhi)量，工程(cheng)師(shi)們還通過反復試驗，最終制定了新疆油田(tian)生(sheng)物質(zhi)燃料(liao)采購技術規范(fan)——將生(sheng)物質(zhi)中(zhong)的氯含(han)量控制在0.045%以下(xia)，鉀(jia)鈉含(han)量不超過0.64%，低于(yu)現(xian)有行業標準。

針對不(bu)同種類的生物質(zhi)燃料，采油院(yuan)的工程師們(men)還專(zhuan)門繪制(zhi)了詳細的摻燒比例“圖譜”，就(jiu)像給鍋爐定(ding)制(zhi)健康食譜。操作(zuo)工人們(men)笑稱這是他們(men)的“烹飪秘籍(ji)”。

變化也(ye)是實實在在的。

統(tong)計顯示，第一(yi)臺鍋爐摻燒試驗了25天，共“吃掉”2000噸生物質(zhi)顆粒(li)，成功替(ti)代了1400噸的原煤，減少(shao)碳排(pai)放2000余(yu)噸。

從(cong)2022年至2024年年底，已有8臺(tai)鍋爐用上了(le)這種“綠色(se)配方”，累計消耗生(sheng)物質14萬噸(dun)，相當于(yu)減排17萬噸(dun)二(er)氧化碳。

夜幕下的(de)(de)準噶爾盆地(di)，吸熱器(qi)塔頂的(de)(de)聚光(guang)燈刺(ci)破戈壁的(de)(de)沉寂，光(guang)伏板的(de)(de)藍(lan)色(se)矩陣在(zai)星輝下低語，鍋爐房里躍動的(de)(de)火焰(yan)正將廢棄的(de)(de)生物質顆粒(li)淬煉成綠色(se)的(de)(de)能量(liang)。

這三束微(wei)光(guang)(guang)(guang)，自(zi)匯聚處便勃發著(zhu)無窮張力——從最初(chu)的星點(dian)閃爍，到后(hou)來的萬道(dao)奔(ben)涌，交織成(cheng)劈開新疆(jiang)油(you)田(tian)新能源建設(she)壁壘的雷霆之(zhi)光(guang)(guang)(guang)，更灼(zhuo)灼(zhuo)映照著(zhu)采油(you)院那群“追光(guang)(guang)(guang)者”的鏗鏘足跡(ji)：以(yi)實驗室為燎原起點(dian)，以(yi)茫(mang)茫(mang)戈壁為鏖戰(zhan)疆(jiang)場(chang)，將“不可能”的狂想(xiang)鍛造成(cheng)“中國首(shou)個”的驚世傳(chuan)奇(qi)！

未(wei)來，在“雙碳(tan)”目標的(de)宏(hong)大敘事(shi)里，采(cai)油院的(de)工程(cheng)師們將繼續以破壁之姿(zi)，在新(xin)的(de)戰場上不斷開(kai)疆拓土，讓新(xin)能(neng)源的(de)星火燎遍準噶爾盆地。

正(zheng)如(ru)那2萬(wan)面定日(ri)鏡永不(bu)疲倦(juan)地(di)追逐(zhu)太陽一樣，這群能源(yuan)變革(ge)的先行(xing)者，正(zheng)用科(ke)技(ji)與堅守，在瀚海戈壁寫下屬于中國(guo)(guo)石(shi)油人的“雙碳”答卷——既為(wei)今(jin)日(ri)的油田降碳，更(geng)為(wei)明天(tian)的中國(guo)(guo)蓄能。