绿色低碳目标驱动下的作业井全生命周期管理研究

日期:2025-05-10
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在全球“双碳”目标背景下,油田行业正经历从高能耗开发向绿色低碳转型的深刻变革。作业井作为石油开采的核心基础设施,其全生命周期管理(规划、设计、建设、运行、维护、报废)的绿色化升级,已成为油田企业实现可持续发展、履行社会责任的关键路径。


绿色低碳目标对作业井管理的挑战与机遇

传统作业井管理存在高能耗、高排放、高资源消耗等问题。以钻井为例,单井能耗占油田总能耗的30%以上,废弃钻井液、套管等固废年产生量超百万吨。此外,海洋平台井泄漏事故可能导致海域污染面积达数十平方公里,修复成本高达数亿元。

绿色低碳目标为作业井管理带来双重机遇:一方面,政策约束倒逼技术革新。我国《“十四五”现代能源体系规划》明确要求,油田行业需在2025年前实现单位产值碳排放强度下降18%,推动清洁能源替代与节能技术应用。另一方面,市场机制激发创新动力。欧盟碳边境调节机制(CBAM)的实施,使高碳油田产品面临高额关税,倒逼企业通过低碳管理提升产品竞争力。

绿色低碳目标下的全生命周期管理策略

规划与设计阶段:源头减碳与资源循环

绿色选址与地质优化采用高精度三维地震勘探技术,结合区域生态红线、地下水资源分布等数据,构建“地质-环境-经济”多目标选址模型。

低碳工艺与材料设计

钻井工艺:推广“电代油”钻机,减少柴油消耗。

完井材料:研发可降解暂堵剂、高强度再生套管等绿色材料。

建设与运行阶段:智能监控与能效提升

数字化赋能低碳生产构建“物联网+数字孪生”智能管理系统,实时监测井口压力、温度、能耗等参数。

清洁能源替代与能效优化

风光储氢一体化:在井场部署光伏板、储能电池与氢燃料电池,形成“自发自用、余电上网”的微电网。

余热回收利用:将压裂返排液余热、伴生气燃烧余热用于井场供暖、发电。

维护与报废阶段:全生命周期碳管理

预防性维护与修复技术

智能诊断系统:基于AI算法分析设备振动、温度等数据,预测套管腐蚀、泵效下降等故障。例如,大庆油田通过智能诊断系统,使设备故障率下降45%,维护成本降低30%。

生态修复技术:针对废弃井,采用微生物注浆封堵技术修复地层裂缝,恢复地下水位。西部某油田通过该技术,使含水层水位回升3米,周边植被覆盖率提高20%。

报废井资源化利用

套管再制造:对退役套管进行清洗、修复、防腐处理,重新用于低压井。

井场光伏改造:将废弃井场改造为光伏电站,实现“退井还绿”。

绿色低碳目标驱动下的作业井全生命周期管理,需以技术创新为核心,以数字化为手段,以全链条协同为保障。未来,需重点突破以下方向:

碳捕集与封存技术:研发井下CO₂驱油与封存一体化技术,实现“采油+减碳”双赢;

绿色金融支持:探索碳交易、绿色债券等融资工具,降低低碳转型成本;

标准体系构建:制定作业井全生命周期碳足迹核算规范,推动行业绿色低碳认证。

在这场技术革新的浪潮中,捷瑞数字及其自主研发的伏锂码云平台发挥着举足轻重的作用。伏锂码云平台通过系统化、智能化、绿色化的管理变革,油田企业将实现经济效益与生态效益的统一,为全球能源转型贡献“中国方案”。

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