作者 | 吴朔 徐沁康 周欣欣 许盛洁
编辑 | 华南
盛夏，微风拂过芦苇荡泛起阵阵涟漪，偶有黑嘴鸥疾速掠起，朝着不远处林立的磕头机而去，眼前静静矗立的大罐，在酷暑中劈开一丝清凉。这里是辽宁盘锦，中国石油辽河油田欢喜岭采油厂电热熔盐试验站。张馨太熟悉这里的一切，作为世界首座电热熔盐储能注汽试验站的主要设计者之一，从接到任务到顺利建成，他和团队用了11个月。![]()
云雾深处把井打（大庆油田采油三厂科技信息中心王宏/摄)
从辽河油田往北400公里，吉林油田黑46区块二氧化碳驱油与埋存循环注入站，年轻的吉林油田CCUS青年技术攻关团队不断书写绿色传奇。吉林油田二氧化碳开发公司技术研究中心负责人刘一唯，正是其中一员。几乎与此同时，西北大漠中，玉门油田可再生能源制氢项目也在紧张开展投运前的全流程试验。绿氢，又近了一步。玉门油田水电厂新能源项目部工程师陈鹏虽然才34岁，但已在玉门油田多个新能源项目建设中负责自动化设备调试工作，是众人认可的新能源电气和自动化行家。与陈鹏同样体验着成长喜悦的，是中国石油西南油气田天然气研究院的青年陈立，他和团队仅用三年时间就走在了中国石油气田水伴生资源综合利用技术的前列。近年来，中国石油天然气集团坚定绿色发展之路，实施绿色低碳战略，加快推进“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总体部署，新能源新材料新业务发展跑出“加速度”，大力布局战略性新兴产业，加快向“油气热电氢”综合性能源公司转型。广大石油青年紧扣时代脉搏、勇立时代潮头，抓住能源转型的战略机遇，积极拥抱“风光无限”的能源“新”时代，努力在“双碳”与新能源技术、节能降污减排等领域不断提升科研与创新能力，以实际行动争当绿色发展的排头兵和生力军。一直以来，辽河油田作为国内陆上最大稠油热采油田，每年注汽系统消耗天然气约14亿方，排放二氧化碳303万吨，注汽开发产量占54.5%，注汽能耗占总能耗的75%。在“双碳”背景下，传统燃气生产蒸汽的方式必须转换，以实现绿色转型发展。2022年底，辽宁省、辽河油田以“揭榜挂帅”形式联合开展电热熔盐储能注汽研究，辽河油田设计院揭下了这张“榜”。![]()
张馨在现场检查设备
“用电热熔盐直接注汽？开什么玩笑！”当年12月，张馨接到这个任务后，不禁被这个天马行空的想法震惊了。张馨2014年从天津大学制冷及低温工程专业硕士研究生毕业后来到辽河油田设计院，一直从事油田注汽系统设计工作。他知道电热熔盐是近年来国内外一项新兴储能技术，现有熔盐储能技术是以液态熔盐作为储热和传热工质，把光热或谷电、绿电转化为热能储存在熔盐中，再连续释放热能产生过热蒸汽用于发电。这是一套成熟的技术路径，但是要把电热熔盐产生的蒸汽直接用于油田注汽生产，还是从来都没有过的事。“没有路，我们就开山辟路蹚出一条路。”张馨的师父、设计院一级工程师赵兴罡，拍拍他的肩膀，云淡风轻地说。听到师父这么讲，张馨心里莫名有了底气。说干就干，不会就学。他联系国内几家电热熔盐领域头部企业，和师父一道带着攻关团队横跨7省，接连调研了10余家企业，全面了解电热熔盐的建设案例和技术特点，结果却并不理想。当时，我国电热熔盐成熟技术主要应用于光电领域，是热和电的转换过程，直接利用熔盐热量加热油田产出水产生蒸汽尚无先例。“那我们就自己搞一套。”赵兴罡说。师父带着张馨和团队成员开展“头脑风暴”。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，不仅需水量大，生产参数波动也大，直接影响系统稳定性。“能否在蒸汽发生器出口抽一部分蒸汽，给低温进水预热？”张馨大胆提出了自己想法。这一下激发了团队的灵感，他们决定使用“抽汽流程”替代运行50余年的“抽水流程”，进行一项全新的创造。论证、推翻、再论证，团队最终拿出了一套完整的技术方案。2023年1月，团队组织开展先导试验，并自行开展关键核心装置设计研究。前期不被人看好的二元盐，显示更为经济适用，成为电热熔盐储能用熔盐的最终选项。3月，因前期先导试验取得良好效果并获得中国石油集团公司批复，辽河油田正式开始组织实施电热熔盐储能注汽试验站建设。5月，现场施工全面启动。张馨和他的团队也从规划设计阶段正式转入现场技术服务阶段。现场施工由设计院总承包。为了提高设计方案与施工的匹配性，张馨团队全天候安排专人值守现场。由于现场盯得紧，他们总能第一时间发现问题，第一时间细心指导工人调整，极大地减少了返工，这是施工历时11个月顺利竣工投产的关键因素之一。2023年12月6日，世界首座电热熔盐储能注汽试验站顺利投产。“投产不是终点，我们要把这些技术成果固化下来，让它们变成辽河特色技术。”享受了成功投产的喜悦后，张馨和团队又一头扎进技术总结中。经过细致的梳理和复盘，他们总结形成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适合稠油油田的电热熔盐储热注汽工艺技术包，并申请国际发明专利1项、国内发明专利15项、国际标准1项，获世界石油奖1项。“作为能源国企，我们有责任有义务在服务东北全面振兴中当先锋、打头阵；作为一名石油青年科研工作者，我们更要传承和发扬好石油精神和科学家精神，在能源转型发展的探索实践中，敢为人先、潜心研究、集智攻关，跑出一条绿色储能的新赛道。”2020年8月，陈立从四川大学硕士研究生毕业，入职中国石油西南油气田天然气研究院（简称“天然气研究院”）。![]()
陈立在现场开展气田水硫化氢含量分析滴定实验
近年来，全球能源结构转型进程不断加速，可再生能源产业蓬勃发展。陈立职业生涯的开端正逢中国石油“双碳三新”目标提出。2021年4月，天然气研究院正式启动新能源业务工作，陈立作为首批研究人员，承担了气田水伴生资源利用方向的前期工作。碳酸锂对于新能源产业至关重要，我国作为全球最大的碳酸锂消费国，国内产能目前无法满足需求。与天然气共生的气田水富含锂、溴、钾等伴生资源，气田水锂等资源的综合利用技术正成为国内外各能源企业科研攻关的重点方向之一。如何尽快摸排重点产水井锂资源含量情况，如何尽快摸清公司矿权范围内伴生资源“家底”，明确含锂气田水资源化利用的可行性，这是陈立所在团队需要解决的首要问题。为掌握一手资料，他和团队成员们不畏艰辛深入川渝地区气田一线，足迹遍布川渝20余个井场，历经数月实地调研取样。他们先后与国内近10家相关单位开展技术交流，广泛涉猎相关文献资料，用一年时间摸清川渝地区气田水伴生资源的基本情况，为后续研究提供了有力数据支撑。这也让陈立坚定了从事新能源科研工作的决心。由于前期工作表现出色，陈立成为天然气研究院新能源技术研究所初创成员。2021年7月，他被任命为“锂资源回收利用为主的气田水资源综合利用方案研究”项目负责人。同年10月，他正式踏上了气田水伴生资源利用的探索之路。新能源所成立之初，办公室临时设在会议室里，几张会议桌、几台电脑、几箱文件资料，就是全部家当。尽管如此，团队上下却充满干劲和激情。当时团队仅有8名成员，却同时面临两大难题：攻克核心技术和打通工艺流程。前无成熟经验可借鉴，每一步都充满挑战。面对困难，陈立坚信“挫折是成长的催化剂”。他带领团队不断优化工艺，完善实验装置，持续推进研究。2022年8月，新能源所新建成的实验室里，陈立和团队成员围在实验台前，目光紧紧盯着烧杯，难掩紧张和兴奋。随着经过蒸发浓缩的锂离子与碳酸钠溶液相遇，烧杯中渐渐沉积出白色的碳酸锂粉末，这标志着西南油气田公司首次在实验室内从气田水中成功提取工业级高纯度碳酸锂。此后，经过一年多的探索与攻关，陈立与团队自主设计搭建了实验室提锂装置，成功开发了“预处理及吸附—膜—沉淀法耦合”提锂工艺，打通了气田水提锂全套工艺流程，具有环保、稳定性高等技术优势。随后，他带领团队开始了新一轮攻关——优化工艺流程、降低生产成本、提高产出效率。随着西南油气田公司上产500亿立方米步伐加快，开采力度持续加大，气藏开采过程中含水量逐渐增大，若不及时处理气田水，将造成严重后果。陈立和团队成员根据川渝气田水伴生资源特性，选择适合的工艺路线，并不断对工艺进行优化。最终成功形成气田水伴生资源综合利用技术，可高效提取低浓度锂钾溴等资源，综合回收率达70%以上，处理水质可达标排放。目前该技术已成功应用于国内首套气田水伴生资源综合利用及达标处理中试装置。未来，该技术有望用于国内油气田水和地下卤水资源化利用，实现低浓度伴生资源高效提取，使气田水“变废为宝”，助力实现“双碳”目标。今年上半年，吉林油田累计注入二氧化碳22.4万吨，超额完成半年注气任务目标。“二氧化碳驱注入区块，是天地广阔，大有可为。依托二氧化碳的有效捕集和高效利用，吉林油田CCUS（碳捕集、利用与封存）产业发展动力更加充沛。”刘一唯满是自豪。![]()
刘一唯对CCUS注气站情况进行讲解
CCUS是二氧化碳捕集、埋存与提高采收率技术，既能减少温室气体存量、应对气候变化，又可以提高油田开发效果，是实现社会和经济效益双赢的碳减排技术。时间的指针回到2015年，CCUS技术尚属国内空白。吉林油田公司承担CCUS国家重大项目中二氧化碳利用与埋存全流程工艺技术的研发，各项工作处于起步阶段。包括刘一唯在内的一群刚刚大学毕业的青年，加入吉林油田CCUS青年技术攻关团队，踏上了这条充满未知与挑战的道路。当时，刘一唯在基层担任实习技术员。为了尽快学习业务和熟悉工作，他住到了现场，每天凌晨4点多起来查看作业现场，一干就是一天，饿了就在附近的作业队简单应付一餐，晚上针对现场发现的问题进行梳理，不懂的就翻书、上网查询，想尽一切办法找会的人问，第二天再去现场实践验证。经过6个月的努力，刘一唯跟踪的4口注气井全部顺利完井。他也在极短的时间内，从只会追着问问题的“小跟班”，成为现场工艺讨论的“主力军”。2017年，刘一唯转到技术所作业管理岗。当时，项目面临最大的问题是，注气工艺完井费用高，限制了项目效益化规模实施。低成本注气工艺的研发迫在眉睫。他的首个挑战就是解决连续油管与井口连接工具的问题。为了尽快突破技术工艺，他和同事们争分夺秒、连续作战，先后设计了4版悬挂工具的图纸，3次奔赴江苏开展室内试验，最终完成工艺定型。经过4轮反复调整，他们完成了第一口连续油管工艺注气井，形成了国内首创连续油管注气工艺，实现单根连续油管替代多根油管连接，解决了多根油管连接导致密封性隐患的问题，较原工艺节省费用30%以上。一线的工作经历，让刘一唯对CCUS事业有了更深刻的认识、更深入的思考，也激励着他更自信、更热情、更加执着地深入到CCUS技术体系研究中。CCUS项目开始扩大化，连续油管注气工艺进入工业化推广阶段后，刘一唯又承担了黑125区块推广项目。他与团队成员经过很多个不眠之夜，最终“闯关”成功，黑125区块顺利建设完成并投入使用，打造了国际首创注气井平台，标志着吉林油田CCUS注气技术实现国际领先。“在我们团队，年轻人都在想事、干事。得益于吉林油田公司‘多干多得、有为有位’的激励政策，团队中多名成员都走上了管理岗位，这也鞭策着我们一直前行，永不懈怠。”刘一唯说。成为二氧化碳开发公司技术研究中心负责人后，刘一唯更是把“自主创新，技术破局”的座右铭化作扎根现场、深耕科研的探索实践。如今，吉林油田二氧化碳年注入量突破50万吨，规模国内最大，几年来累封存二氧化碳量达16.1亿立方米，相当于植树2759万棵或192万辆经济型轿车停开一年的减碳量。二氧化碳不再是温室效应的元凶，而是化身为提高油田采收率的“金钥匙”。玉门，是“中国石油工业的摇篮”，是铁人王进喜的故乡。这里也是陈鹏工作的地方。![]()
陈鹏在工作现场
12年前，毕业于兰州理工大学自动化专业的陈鹏，从金城回到玉门油田工作。入职第一天，他就遇上了一件麻烦事：车间中控室的操作参数显示异常。作为新手，他主动要求和师父一起去处理。中控室位于调控大屏背后，屏幕的热量使得狭小的操作空间宛如烤炉。陈鹏按照书本上讲授的流程，挨个测试电线和元件……时间一分一秒地过去，他一无所获。“小陈，你看看是不是启动继电器的触点接触不良？”按照师父的指示，他快速找到了故障点。师父的“火眼金睛”让陈鹏暗下决心，也要成为这样的专家。自此，他一边看各种设备说明书和技术书籍，一边主动找活干。无论班里谁去现场，他都跟着去，把学习当作日常生活，渐渐成了岗位上不可或缺的骨干力量。2018年，化学车间石灰岗位使用的可编程控制器的CPU（中央处理器）模块突然损坏，按照预案更换备用CPU模块后故障无法消除。经检查，原来是原有程序被厂家加密——没有密令，自动控制程序就不能启动，师傅们只能人工操作，每天从控制室到现场最多要跑10来趟，累得人人都瘦了一圈。陈鹏主动请缨，住在车间值班室里没日没夜地研究、试验。在弄清整套系统的工艺流程及运行原理后，他结合所学专业开始了自主编程。在近20次的失败后，他终于编出了比厂家的流程更优越的控制程序。程序一次启动成功，并且在后续使用中没有出现任何问题。2021年，玉门油田被确定为玉门清洁转型示范基地和甘肃省氢能源产业链链主企业。同年，中国石油首个集中式光伏并网发电示范工程——玉门油田200兆瓦光伏并网发电示范项目开始实施。在火电领域已经干了近十年的陈鹏迎来了人生的全新挑战，他被抽调为热工专业技术人员，负责综合自动化、光伏监控等控制系统。项目位于祁连山下的戈壁滩上，岩石多，地貌复杂。要在4平方公里土地上、80天内建成一座200兆瓦的光伏电站、一座110千伏的变电站，配套110千伏输电线路及电站附属设施，难度可想而知。施工时正值深秋初冬，埋在地下的光伏电缆被挖断了。为了不耽误设备调试进度，陈鹏没等待承包方派人处理，主动和项目部两名同事一同去接。一根工业用的光缆，一般是24芯或者12芯的光纤，要把光纤一根一根焊到一块，戴着手套根本无法操作。时值寒冬，气温零下十几度，他们蹲在狭窄的管沟里，手冻僵了就放在口袋里暖一暖，或者哈几口气继续干，直到把挖断的光纤全部接好。此时，三人都已冻得说不出话来……到了工程的最后一个月，陈鹏连续20多天每天在项目现场坚守超16个小时，预期并网的前两天，陈鹏彻底吃住在现场，逐一打通设备联动的“堵塞点”，终于赶在并网前全部确认无误。2021年12月27日5时，一阵清脆的铃声打破了黑夜的沉寂：“玉门200兆瓦光伏电站并网成功！”玉门油田绿色转型发展的第一步成功。随后，他又独自承担了设计光伏电站无人值守方案的任务，实现了中国石油首个光伏电站的无人值守。2023年初，玉门油田宣告摘掉18年“亏损帽”。无数玉门石油人欢欣鼓舞、奔走相告。同年8月8日，玉门油田可再生能源制氢示范项目一期工程——制氢部分宣布开工，这个项目是中国石油首个规模化新能源电解水制氢项目，具有里程碑意义。陈鹏义无反顾地承担起了制氢项目控制系统的调试工作。为了高效高质量完成工作，陈鹏一方面虚心向厂家请教，一方面对照图纸挨个检查控制设备。到了最后，陈鹏俨然成了项目系统控制的专家，厂家工作人员纷纷竖起大拇指：“陈工既能帮我们处理问题，又能发现我们的问题。”制氢项目制氢装置于今年3月16日正式投运，氢气纯度达99.999%，处于业内先进水平，也拼齐了玉门油田“油气电氢”综合能源版图。如今，玉门油田新能源战鼓再响，多个新能源项目接续启幕。陈鹏和项目部所有人将奔向绿色低碳高质量发展的全新战场。[ 本文刊于《中华儿女》杂志2024年第10期 ] ![]()
