百年油田的无敌青春

   2010-09-13 中国化工报吕海波 曲京佳 卜明

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——陕西延长石油(集团)有限责任公司采访记

延长石油下属的采油厂。

 

    从1905年建厂、1907年打成中国陆上第一口油井,到2007年原油年产量突破1000万吨,陕西延长石油(集团)有限责任公司(以下简称延长石油)已经是世纪老人。


  在国内,原油年产量过千万吨的大庆、胜利、克拉玛依、长庆等油田无不是在1955年以后才破土出油,年逾70古稀的玉门油田早已近于枯竭。在开采百年之后仍能有超过千万吨的年产量,延长石油是国内第一家。


  百年老油田带给延长石油人的不光是荣誉,更是对如何实现长期持续发展的探索。探索中,延长石油人走出了一条油气煤盐综合循环利用的新路子。
  
  
  “如果把大庆油田的油层比作海绵,我们这里的油层就像磨刀石”


  采油:从“磨刀石”中榨石油
  

  在陕西省北部,沟壑纵横的黄土高原边缘,延长石油靖边采油厂8号联合站的126台抽油机正默默地向大地磕祈原油。虽然磕头机夜以继日地劳作着,但每天单井采油量仅有三四百千克,与国内克拉玛依、大庆等油田日产几吨甚至几十吨的油井相比,这里显然就是贫油区。而在陕西东部延长石油甘谷驿采油厂的3893口采油井单井日产量更低,仅有230千克。


  出油量低根源于这里先天的地质环境。延长石油集团总经理张积耀告诉记者:“延长油田属于世界上开采难度最大的区块之一,油层岩石非常致密,空隙度非常小,渗透率在0.1~0.5毫达西。国际上渗透率小于1毫达西的油田即成为低渗透油田,延长油田则属于特低渗透油田。如果把大庆油田渗透率20毫达西的油层比作海绵的话,我们这里的油层就像磨刀石,不仅开采难度大、而且含油丰度比较低。”


  在这样特殊的地质条件下,延长石油所属油井约有15000余口日产量不足100千克,日产量不足300千克的油井近40000口,约占延长石油总油井数量的1/2。


  因为开采难度大、成本高、产量低,开采企业会因入不敷出而难以为继,这样的特低渗透油田在国外几乎无人问津。而延长石油却在此创造了连续3年稳产千万吨原油的奇迹。这要得益于两个原因。张积耀说,一是我们延长石油一直秉承着毛主席亲笔题写给我们的“埋头苦干”精神;二是我们为这一区块量身打造了一系列低成本开采技术。


  根据油井出油量低的特点,延长石油所属油田在日产量较低的油井创造性地使用间歇抽油的办法:在不降低采油量的前提下,每天只在电价相对便宜的晚22点至早6点抽油,最大程度地降低成本。压缩成本的同时,提高单井产出率更是关键。针对渗透率低的油层,延长石油积极探索和引进先进的油井压裂技术。每打一口油井都要通过压裂的方式在岩石间撬开隙缝,然后把沙子和刮胶的混合物压入其中,最大限度把原油采干抽尽。


  注水是提高出油量的常用办法,但是这个办法在延长油田却有困难。延长油田很多区块服役年份较久,七里村采油厂已有百年历史,较为年轻的甘谷驿采油厂也开采了近40年。老油田在早期开采打井时并没有考虑到日后注水,井网布局不符合注水的需求,直接打井注水,水非但驱不到油,反而会直接流到附近的井中出现淹井。对此延长石油人也想出了妙方。张积耀说,我们一方面采取转注的办法,挑选一些位置合理的采油井改为注水井;另一方面采用先进的井下堵水技术,封住井间的大裂缝,防止淹井。而对于无法用注水提高产量的油区,我们还会通过强氧化剂洗井、清蜡、重新压裂等办法提高产量。现在我们的生物酶驱油、二氧化碳驱油等“三次采油”技术,已经在部分区域取得了阶段性成果。


  不仅老油田滴油必争,延长石油在开采新油田之初也做了采干抽尽的充足准备。张积耀说,大庆等油田都是开采几十年,地层压力不够后才开始注水。我们现在开发油田都是先注水一年半载,这样既能保证油井初始产量,使油井持续稳产,也能大大提高油层出油效率。


  随着国内老牌油田地层压力减小、产量渐入衰退期,延长石油这种低成本、精细化的采油思路和技术无疑将给其他油田提供借鉴。据了解,延长石油的采油技术已经开始推广海外。2009年5月19日,马达加斯加打下了延长石油技术冲出中国的第一口探井。之后,中非、泰国等地的油气田也陆续向延长石油抛出了橄榄枝。
 

 

延长石油榆林炼油厂。 (记者 张育 摄)

  
  “三根火炬熄灭两根,不是因为不景气,而是废弃物现在都变成了宝贝”


  炼油:从副废材料中挖价值
  
  
  原油来之不易。为了让原油充分发挥其价值,延长石油在原油炼化升级、高效利用上也着实下了不少功夫。


  在延长石油最大的下属炼油企业延安炼油厂,记者看到,原本象征着石化企业经营红火的三根火炬已经熄灭两根。该厂副厂长张浩文告诉记者:“火炬灭了并不是因为经营不景气,而是原本无法利用只能点天灯的干气等炼油废弃物现在都变成了宝贝。我们现在已经着手回收干气中30%的乙烯,用于制造苯乙烯。干气中剩余的氢气等可燃物未来将给我们10兆瓦的干气发电项目提供能源,明年基本上能把现有干气完全回收利用。”


  这仅仅是延长石油炼化升级的一小步。


  去年刚刚投产的杨庄河一期炼化项目就是延长石油炼化升级的一个典型代表。该项目在延安炼油厂10万吨/年聚丙烯、6万吨/年MTBE(油品调和剂)的基础上,又上了一套20万吨/年聚丙烯和12万吨/年MTBE装置。这两个装置的上马,让炼油副产品——液化石油气中的丙烯、混合碳四等物质的价值得到了充分体现。张积耀解释说:“没有这两套装置前,液化石油气中的丙烯和混合碳四都是作为民用能源,液化石油气的价格仅在4000元/吨左右。而经过气体分馏提取之后,这两种物质可分别作为聚丙烯和MTBE装置的原料,单单聚丙烯的价格就在每吨上万元,分馏提取后产品的价格是过去单纯卖液化气价格的3倍。下一步我们还将把液化石油气中的碳二、碳三、碳四等化工原料都提取出来,让过去用作燃烧的石油副产品发挥更大价值。”


  在提高炼油副产品利用率的同时,延长石油的炼油主业也丝毫没放松。张积耀介绍,延长油田产出的原油具有低硫、轻质油含量高等优点,每吨原油的汽油、柴油等成品油产出率能达88%~90%。我们抓住这一优势,始终把提升炼化能力、丰富油品种类、提高成品油质量作为炼化升级的一个重要抓手。在炼化规模上,目前延长石油炼化装置已经从小型化转为中型化,具备1500万吨的炼化能力,除了完全消化自产原油外,还需外购部分原油。在油品种类上,过去我们只能炼出标号较低的常规柴油和汽油。经过延安炼油厂、杨庄河炼化项目等下属企业近几年的炼化升级,目前国内推广的各种标号的柴油、汽油,我们基本都能够生产。今年我们还准备通过加氢生产出满足高寒地区要求的负35号柴油。在油品质量上,我们的成品油去年提前一个季度已经达到了国Ⅲ标准。虽然国Ⅳ标准的强制推行还需时日,但我们已经可以生产出满足国Ⅳ标准的汽油,柴油品质的改造升级项目也已未雨绸缪。
  

 

生产一线总能看到董事长沈浩(左四)和总经理张积耀(左二)的身影。


  “我们的资源极其有限,要想谋求长期持续发展,必须扩大化工规模”


  扩化:从综合利用中挖潜力
  
  
  延长石油正在开创一条古今中外都未有人走过的循环经济道路——油气煤盐一体化。


  作为一个在“磨刀石”夹缝中采油的石油化工企业,延长石油对自己的石油资源禀赋有着清醒的认识。“不同于中石油、中石化等企业石油资源储量惊人,我们的石油资源极其有限。要想谋求长期持续发展,必须扩大化工规模。”张积耀说。


  延长石油扩化的方式有很多种,要么继续在炼油副产品上做文章,延伸已有油头化工的产业链;要么根据陕北地区资源优势搞煤化工、气头化工或者盐化工。


  2007年,延长石油也曾盯上当时国内炙手可热的煤化工。“陕西煤资源丰富,国内煤化工各项技术都相对成熟,搞煤化工最保险,能少走弯路。”张积耀回忆道。但是在2008年,当延长石油靖边煤化工项目科研报告评审结束时,延长石油集团董事长沈浩和总经理张积耀却把已经通过评审的项目报告给否决了。


  “这源于我们对国内乃至世界传统煤化工路线深层次痼疾的清晰认识。”张积耀说。他认为,单一搞煤化工存在很多弊端。首先是原料的浪费。煤化工无论是煤制合成氨还是煤制甲醇,在工艺过程中都严重缺氢。以煤制甲醇为例,2/3的甲醇原料一氧化碳需要在制氢过程中转化成二氧化碳排放掉,大量碳资源被浪费。其次是能量的浪费。制氢过程需要不断供热和放热,这无疑将增加能量消耗。再次是单一煤化工产业链较短,无法大规模延伸产业链,丰富产品种类。


  如果能实现油、气、煤、盐的结合发展,这些弊端都能得到解决。张积耀当时提出了一个大胆的想法:“气头化工缺碳富氢,天然气制甲醇中至少会出现20%的富余氢气,渣油裂解时产生的干气也富含氢气。如果将碳多氢少的煤化工与氢气富余的气头化工、渣油裂解结合起来,实现碳氢互补,自然能够降低煤化工因制氢导致的资源、能量浪费。如果与盐化工再度结合,产业链又能实现最大程度的延伸。正是在这一思路的引领下,靖边化工综合利用园区油气煤盐一体化项目应运而生。”


  该项目一经推出,就在业界引起了不小的震动。中科院院士倪维斗在听取这一项目的介绍后表示:“煤化工如果能很好地同气化工、石油化工结合起来,降低二氧化碳排放,那么,煤就是绿色的煤。延长靖边项目把煤这种高碳能源与气、油结合起来,就可以实现高碳能源的低碳利用。这种模式符合我国能源结构特点和可持续发展的要求,也有利于煤的清洁利用,提高碳资源利用率和增值率。”


  中科院院士张懿也认为,这项技术如果延伸到煤与煤层气、盐资源等的综合利用,可能会改变煤化工与能源化工产业高耗能、高排放、高污染的现状。


  国内专家认可,国际上也不乏好评。2009年11月,在联合国开发计划署、联合国环境规划署等6家机构共同举办的第三届中外跨国公司CEO圆桌会议“清洁能源与环境论坛”上,靖边油气煤盐综合利用项目被确定为联合国清洁煤技术示范和推广项目,其技术不仅将在全球推广,而且将获得一定的技术和资金支持。


  外界的赞誉让延长石油人自豪,也让延长石油人充满压力。张积耀说:“虽然我们经过反复论证已经认为实现油气煤盐一体化的风险并不大,但作为第一个尝试油气煤盐综合利用的企业,我们仍面临着很多挑战。最大挑战在于如何把现有油、气、煤、盐的成熟技术总装集成,形成一个庞大的循环系统。”


  大系统各组成部分间依赖性大、关联度高,如果油、气、煤、盐某一部分出现故障,整个循环系统可能会一停俱停、一损俱损。为了规避这一风险,张积耀在指导工程设计时特别提出了“柔性连接”的概念。“各独立单元之间结合时,我们专门在连接处设置气、液储罐。这样即使某个单元需要停产检修,也不会影响整体系统的生产。”张积耀说。


  据了解,靖边化工综合利用园区一期项目180万吨/年甲醇、150万吨/年渣油裂解、60万吨/年MTO、60万吨/年聚乙烯、60万吨年/聚丙烯5套装置已经在紧锣密鼓地建造中,2012年将正式投产。按照中外专家的评估,该项目资源利用率比国际先进水平高8.86%,比国内先进水平高17.55%。吨甲醇综合能耗比国内外先进水平的煤制甲醇装置低23.8%,每年能节约标煤约103万吨,减少二氧化碳排放435万吨左右。


  油气煤盐综合利用已经成为延长石油未来扩化的主要思路和途径。延长石油人相信,他们首创的油气煤盐一体化项目,也会像延长石油的中国陆上第一口油井一样,以独特的经历和风采永远载入中国石油化工的发展史册。

延长石油人一直秉承着埋头苦干的精神。

 
 
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