低碳经济下油气田企业提质转型路径<br/>——以新疆油田为例

低碳经济下油气田企业提质转型路径
——以新疆油田为例

2023-02-19吴旭泉曾军哈斯叶提叶斯博拉提

油气与新能源 2023年4期

吴旭泉，曾军，哈斯叶提·叶斯博拉提

中国石油天然气股份有限公司新疆油田公司勘探开发研究院

0 引言

低碳经济是在可持续发展理念下，通过制度建设、技术创新、产业转型、新能源开发等手段，尽可能降低资源消耗，降低温室气体排放，保证经济社会发展和生态环境双赢的一种经济发展形态［1］。作为一种以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式［2］，低碳经济或将成为未来新的经济增长点。在低碳经济下，低碳约束已成为一种新常态，中国各级政府出台了严苛的碳排放双控政策，深刻影响着传统油气业务的发展。

与此同时，新能源业务的快速发展，挤压了传统油气行业的发展空间。为有效应对新的发展形势，在分析国家政策、行业趋势部署，以及研究国外石油公司转型路径的基础上，以新疆油田为例，根据其资源禀赋和经营状况，提出了“三步走”的提质转型路径。

1 提质转型背景

为有效应对全球气候变化，2015 年12 月12 日，联合国在巴黎气候变化大会上通过《巴黎协定》，目前已有近200 个缔约方通过《巴黎协定》实施细则［3］。2016 年9 月3 日，中国加入《巴黎协定》，2020 年9 月22 日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出“双碳”目标。

党的十九届五中全会提出中国2035 年“碳排放达峰后稳中有降”，对中国“十四五”和今后更长一段时期应对气候变化，实现绿色、低碳和循环发展做出了一系列战略部署，提出了一系列工作要求。中国石油天然气集团有限公司（简称中国石油）也制定了“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走战略部署。

各级政府纷纷出台系列具体措施，国家修订并执行最严格的环境保护法，开始强制性节能减排；国家发展和改革委员会2021 年9 月11 日印发发改环资〔2021〕1310 号《完善能源消费强度和总量双控制度方案》，明确了新时期做好能耗双控工作的总体要求、主要目标、工作任务和保障措施；2021 年12 月的中央经济工作会议、党的二十大报告和2023年全国生态环境保护工作会议又进一步提出要推动能耗双控逐步向碳排放总量和强度“双控”制度转变；各级政府加强对企业建设项目节能专项的审查；中国石油也将节能降碳指标纳入考核体系。这些管控措施表明，低碳约束已成为一种新常态。

2 国外石油公司的转型模式

目前，全球能源产业正面临全方位、颠覆性的深刻变革，能源安全、气候变化和技术革命推动全球能源清洁转型［4］，能源行业电动革命、市场革命、数字革命、绿色革命方兴未艾。同时，非常规资源成为主要勘探开发对象，油气田企业盈利能力下降，为寻求自身生存与可持续发展，各大石油公司纷纷探索提质转型之路。国际石油公司转型模式主要有3 种［5］：

一是向新型综合性能源公司转变，代表性的公司有bp、壳牌、道达尔能源、意大利埃尼集团等。他们认为总体上石油的供应能力大于消费能力，长期的低油价、趋高的勘探开发成本，将使油气公司盈利更为困难，而可再生能源时代将提前到来。

二是坚持以油气业务为主体，适度涉及新能源，代表性的公司有埃克森美孚公司和雪佛龙股份有限公司。他们认为从近中期看，油气仍有丰厚的资源基础和现实的盈利能力，而仍处于发展初级阶段的新能源，需要一个与传统能源及其他新能源在价格和稳定安全供应方面竞争的过程，待逐步成熟后，才能在经济性方面具备大量替代化石能源的条件。

三是处于犹豫观望中，如美国康菲国际石油有限公司等。由于目前油气和能源行业的未来在许多方面具有巨大的不确定性，各公司所掌握的新能源技术和综合成本有较大差异，因此，这些公司对能源转型持有不同态度。

3 油气田企业的转型战略

综合以上形势分析可以得出两个判断：一是近中期油气勘探开发依然是核心业务，二是减碳降耗已成共识。油气田企业的转型战略是实现勘探开发业务的规模效益发展，同时，加快新能源业务布局，向综合性能源公司转型。

3.1 提升勘探开发规模和效益

3.1.1 保障国家能源安全是油气田必须承担的政治责任

党中央、国务院高度关注油气行业发展，习近平总书记先后作出“关于今后若干年要加大国内油气勘探开发力度，保障中国能源安全”“关于加强天然气产供储销体系建设”等重要批示，给予油气行业重大政治嘱托和殷切期望。未来一段时期内，油气资源的主体地位依然不会改变，油气行业依然有发展潜力。预计中国石油需求将于2025—2030 年达峰（约7.2×108t）［6］，天然气需求持续增加。

而中国油气对外依存度居高不下，尤其是俄乌冲突爆发以来，原油价格快速上涨、天然气供应不足、电力供应紧张，习近平总书记要求将能源的饭碗端在自己手中，更加明确了油气行业保障国家能源供应的重大责任。因此，增储上产依然是油气田企业的首要选择。

3.1.2 油气田企业急需优化业务结构，增强盈利能力

一是非常规资源开发成本高。由于勘探开发对象日趋复杂，油气田企业普遍面临着非常规产能占比逐年增大的现实问题。新疆油田2020 年非常规产能占比达67.6%，受水平段变长、压裂规模增大、部分技术工艺不成熟以及工程技术服务市场化程度不高等因素影响，单井投资控降难度大。在采取严格的控降措施后，2020 年平均单井投资降到3 500×104元左右，但仍远高于常规单井投资水平，导致折旧折耗高，成本管控难度随之上升。

二是产品结构不合理、增产不增效。传统的油气田多以产油为主，新疆油田2020 年原油产量1 320×104t，天然气产量30×108m3，折算油气当量后，原油占比超过85%，同时，原油产量中稠油占比28.9%。由于稠油黏度大，开发过程中需注入大量蒸汽，开发成本远高于常规稀油，对油田整体效益造成负向拉动。

3.2 因地制宜发展新能源产业

油气田企业多为能耗大户，新疆油田属于新疆维吾尔自治区7 个重点用能“百家”企业之一。其在生产过程中主要用能为热和电，实物消耗为天然气、电力和外购热力。按照“十四五”勘探开发规划指标测算，预计能耗指标将在2020 年基础上持续攀升。在国家碳排放双控政策下，将有一批项目难以获得地方节能审查批复，严重影响企业的可持续发展。

与此同时，油气田企业多位于自然环境较为恶劣的地区，但新能源资源丰富。新疆油田所处的准噶尔盆地，主体为沙漠戈壁所覆盖，属典型大陆性沙漠气候，全年干燥少雨，光照时间长。非常规资源有地热、风能和太阳能。据盆地地热资源评价，准噶尔盆地为冷盆［7］，地热资源潜力小，不具备商业开发价值；太阳能、风能资源相对丰富。盆地所辖区域风区包括：准噶尔盆地风区、塔城老风口风区、阿拉山口风区、额尔齐斯河河谷风区等，均属于新疆“九大风区”［8］，为中国风力资源的一类地区，全年平均有效风能密度大于200 W/m2，3 ～ 20 m/s风速的年累计小时数大于5 000 h；新疆北部为太阳能资源亚丰富带［9］，日照百分率为60% ～ 80%，全年平均日照时数达2 500 ～ 3 550 h，年太阳总辐射量5 000 ～ 5 400 MJ/m2。

新疆油田现有自备燃气电厂1 座，110 kV 变电站20 座、线路39 条，35 kV 变电站61 座、线路108 条，10（6）kV 线路808 条，电网完善，具有发展新能源的有利条件。

4 油气田企业提质转型路径

要落实以上战略，可分三步走：近期（2021—2025 年）重在提质降耗，通过调整业务结构、深入推行地质工程一体化，加快数字化转型、智能化发展进程，提升盈利能力、降低能耗水平；中期（2022—2035 年）开始局部转型，立足盆地资源和勘探开发业务需要，发展新能源业务，进一步减碳降耗、降本增效；中远期（2025—2050 年）实现产业延伸，延长生命周期，最终建成综合性能源公司。

4.1 立足油气勘探开发核心业务，优化业务结构，加快数字化转型、加快清洁替代

4.1.1 油气并举，提升天然气产量占比

从全球能源发展趋势看，油气在近一段时期内仍处于相对主体地位，天然气的战略地位将进一步提升，国内各大石油公司都将天然气业务作为未来主力增长点［10］。同时，长期低油价趋势成为共识，提升天然气在产品中的比重，成为油气田提升效益的主要途径。新疆油田在“十四五”规划中提出加快发展天然气业务。到2025 年，天然气产量力争达到50×108m3以上，当量占比由2020 年的15%升至21%。由于油气产品结构发生变化，天然气增产可降低油气当量单耗17.3%。

4.1.2 增稀减稠，降低稠油产量占比

由于稠油生产具有高成本、高能耗的特征，降低稠油产量占比将是降耗提效的有效途径之一。新疆油田规划通过关停部分无效产量，新建产能主要针对开发成本较低的SAGD（蒸汽辅助重力泄油技术）和VHSD（直井+ 水平井组合井网驱泄复合）开发区块，2025 年将稠油产量从2020 年的439×104t 降至356×104t，并稳产20 年，稠油占比从25%降至22%，实现开发效益的提升；同时，5 年可减少蒸汽507×104t，降低能耗44×104tce，可降低原油生产单耗8.9%。

4.1.3 加快数字化转型、智能化发展

利用数字化、智能化技术解决或辅助解决成本、质量、效率、效益、健康、安全与环保等问题，已成为石油行业普遍共识。智能化发展是油气工业发展的大趋势，油气企业智能化发展是实现企业提质、降本、增效这一本质目标的有效途径［11］。

面对迅速发展的数字化、智能化技术浪潮，新疆油田数字化建设存在物联网覆盖率偏低，大数据、人工智能技术对业务支撑的深度广度不足，信息技术服务能力对业务的敏捷响应不足等问题。规划通过加强顶层设计，构建四类应用（决策支持类应用、综合研究类应用、生产运行类应用、监督管控类应用）、一个数据治理体系（勘探开发数据治理、工程技术数据治理、公共数据建设、油田领域知识图谱建设）、一个IT 支撑体系（IT 基础支撑、IT 平台支撑、智能油田体系支撑），到2025 年基本建成全面感知、自动操控、智能预测、决策优化的智能油田，逐步实现生产过程智能分析，综合研究智能协同，经营管理智能高效。

4.1.4 加快清洁替代，实现减碳降耗

新疆油田在原油新区产能建设的同时，同步建设光热、热泵和分布式光伏发电项目，提高清洁能源利用率；在老区，尤其是稠油老区，开展生物质掺烧、电加热试验研究和推广应用。到2025 年，天然气供热占比将从2022 年的89%降低至78%，电热供热占比从0.6%上升至9%，新能源业务占比达到7%。

4.2 因地制宜布局新能源业务，向综合性能源公司转型

4.2.1 统筹上下游，一体化推进新能源建设

新疆油田作为中国石油驻疆企业组长单位，统筹谋划上中下游一体化“碳达峰”行动，借助中国石油上下游一体化优势，积极对接克拉玛依石化、独山子石化及周边地方工业园区，开展绿电、绿氢供应等合作，共同促进绿色低碳转型。在满足疆内负荷需求的基础上，逐步拓展外部市场。

4.2.2 利用自有电厂、电网，开展新能源发供电业务

各个采油厂数以百计的井站或独立的井场空地作为作业备用地，利用效率极低，又临近电力需求侧，可充分利用其资源开展光伏发电或风力发电［12］。可统筹考虑发、供电业务，利用“源、网、荷、储”一体化优势，开展光伏发电、风力发电及电网调峰，形成气风光发电一体化供能，强化油气田电力供应保障，实现减碳降耗和降成本。

4.2.3 聚焦能耗大户，持续攻关推广清洁替代技术

新疆油田稠油注汽系统是生产中最大的耗能系统，攻关低成本多能互补综合清洁供能技术，通过余热回收+聚光光热+光伏电加热，辅以燃气锅炉升温，可实现多能互补联合产蒸汽，有效降低天然气消耗和二氧化碳排放。“十四五”期间可选择具备条件的稠油区块开展小规模试验，成功后再扩大规模推广应用。

4.2.4 推广CCUS 技术，实现老油田稳产接替和碳埋存

目前CCUS（碳捕集、利用与封存）技术成熟，可靠性高，受到世界各国的高度重视，纷纷加以推广［13］，尤其是开发历史较长的大型油气田多已将该项技术用于提高老区采收率。

新疆油田通过持续研究和现场试验，已摸排清楚适宜CCUS 开发的地质储量分布、建产能力和碳埋存潜力，且单个区块的先导试验已取得初步效果。下一步，将选取代表性油藏开展扩大的先导试验，并抓住国家推进“煤炭与煤电联营、煤电与可再生能源联营”契机，加快申报2×66 万千瓦超超临界煤电联营一体化项目，配套建设400×104kW 新能源项目和200×104t/a 煤电机组烟气二氧化碳捕集，用于油田CCUS 驱油，实现电厂减碳和石油增产双赢。

到2035 年，新疆油田新能源业务占比拟达到33%，实现战略接替，形成石油、天然气、新能源三分天下的格局。

4.3 积极拓展延伸业务，向多元化转型

4.3.1 开拓海外市场，加快发展接替业务

海外市场作为新的经济增长点，已得到各大油气公司的重视。经过多年耕耘，中国石油也已形成国内国外油气产量各占半壁江山的格局。

新疆油田已形成以中亚为中心，辐射中东、北美等区域的技术研发、技术支持一体化的海外项目服务体系。但还存在业务结构不均衡，以利润较低的技术服务、劳务输出为主等问题。按照“做大做强亚洲市场，发展壮大中东市场，培育发展美洲、非洲市场”的大海外战略布局，以地质研究和技术服务为龙头，拉动工程技术设计、工程承包和物质装备出口业务的配套发展［14］，逐步拓展咨询服务、技能培训等业务，使海外市场份额和收益实现较快增长。

4.3.2 持之以恒寻找伴生矿，力争实现规模勘探开发

新疆油气田矿权范围内伴生有国家战略资源——铀矿。如准噶尔盆地，发育西北缘、东部、南缘三大成矿带，砂岩型铀矿总体成矿潜力好，具备形成大型砂岩铀矿的基础条件［15］。新疆油田计划在已圈定靶区内，持续部署勘查井，控制矿体形态，力争落实一定规模的铀资源；在勘查重点远景区持续探索成矿规律，查明铀矿体。落实一定规模后，可与相关专业机构合作开发，打造新的经济增长点。

4.3.3 攻关煤层地下气化技术，将资源优势转化为效益优势

中国煤炭资源丰富，准噶尔盆地煤炭探明资源量4 787.2×108t，但开发利用程度低，适宜利用生物、化学技术开展煤炭地下气化，按动用率30%计算，准噶尔盆地煤炭资源可产等热值煤层气（CH4）19.8×1012～ 79.4×1012m3，发展空间广阔［16］。

油气田企业可优选试验区，结合煤炭资源赋存地质条件，建立适用的地下气化选区评价技术；系统开展不同类型煤炭资源的气化技术适应性研究，针对不同深度、不同条件的煤炭资源，开发适用的气化炉建造技术；优选合适的气化工艺控制气化产物中经济性物质的比例，形成针对性的气化产物控制技术。一旦技术成熟配套，将迅速形成规模效益。

到2050 年，新疆油田新能源及延伸业务占比将达到51%，转型成为综合性能源公司。