中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：多能協(xié)同能夠促進(jìn)新能源與傳統(tǒng)能源行業(yè)的融合發(fā)展，是構(gòu)建清潔低碳、安全高效新型能源體系的重要手段。多能協(xié)同的智慧油氣田以風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿鹊娜诤虾蛥f(xié)同利用為基礎(chǔ)，在油氣田場(chǎng)景下實(shí)施智慧能源調(diào)控，將傳統(tǒng)油氣盆地建設(shè)為綠色低碳的超級(jí)能源盆地，有助于實(shí)現(xiàn)油氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中的節(jié)能減排和降本增效，是推動(dòng)油氣行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重要措施。
中國(guó)工程院李根生院士研究團(tuán)隊(duì)在中國(guó)工程院院刊《中國(guó)工程科學(xué)》2024年第4期發(fā)表《“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田發(fā)展研究》一文。文章闡述了多能協(xié)同的智慧油氣田理念與內(nèi)涵，新型智慧油氣田對(duì)油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)，油氣行業(yè)綠色、低碳、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵推動(dòng)作用；遞次梳理了“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同系統(tǒng)、油氣田與“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同系統(tǒng)融合、智慧油氣田等的發(fā)展現(xiàn)狀，凝練了我國(guó)智慧油氣田發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和關(guān)鍵問(wèn)題；總結(jié)了未來(lái)“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田場(chǎng)景：智慧油氣田綠電利用、廢棄稠油熱采油藏的新地?zé)嵯到y(tǒng)、基于風(fēng) / 光發(fā)電微網(wǎng)的抽油井群生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)化、天然氣就地轉(zhuǎn)化與油田伴生氣發(fā)電利用、高效低碳油氣生產(chǎn)綜合能源管控系統(tǒng)、電 / 熱 / 氫儲(chǔ)能智能協(xié)同優(yōu)化?！帮L(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田建設(shè)的核心產(chǎn)出是低碳油氣田及超級(jí)能源盆地，需在保障油氣產(chǎn)量的前提下，圍繞“補(bǔ)充基礎(chǔ)短板 - 增加技術(shù)優(yōu)勢(shì) - 強(qiáng)化應(yīng)用能力 - 實(shí)現(xiàn)自主可控”發(fā)展主線，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，形成實(shí)用發(fā)展方案。
一、前言
我國(guó)石油、天然氣對(duì)外依存度持續(xù)保持在高位，2023年分別為72.9%、42.1%。在“雙碳”背景下，有序推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)及相關(guān)工業(yè)體系從高碳轉(zhuǎn)向低碳、綠色發(fā)展，形成清潔低碳、安全高效的新型能源體系，成為我國(guó)能源發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題和重大任務(wù)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)能源體系中的煤炭、石油、天然氣、水電、核電、電網(wǎng)等分系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立。隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生清潔能源進(jìn)入大規(guī)模、高比例、市場(chǎng)化發(fā)展的新階段，多能協(xié)同成為重塑能源格局、構(gòu)建綠色低碳能源體系的關(guān)鍵舉措。《加快油氣勘探開(kāi)發(fā)與新能源融合發(fā)展行動(dòng)方案（2023—2025年）》提出，推動(dòng)油氣勘探開(kāi)發(fā)與新能源融合發(fā)展，開(kāi)發(fā)利用地?zé)岬刃履茉矗纬伞暗吞肌薄傲闾肌庇蜌馓?；《?guó)家能源局關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見(jiàn)》提出，推動(dòng)數(shù)字技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展深度融合，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，為“雙碳”目標(biāo)提供支撐。
利用油田資源支持清潔能源替代，可實(shí)現(xiàn)油氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中的節(jié)能減排和降本增效，是推動(dòng)油氣行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重要措施。國(guó)內(nèi)外多家大型油氣公司已在利用風(fēng)電、光伏發(fā)電、地?zé)崮芄┙o油氣生產(chǎn)。然而，在多種新能源引入后，傳統(tǒng)的油氣勘探開(kāi)發(fā)用能場(chǎng)景及能源管控模式難以滿足油氣與新能源深度融合的需要，亟待開(kāi)展油氣與新能源的生產(chǎn)調(diào)度、消納場(chǎng)景、儲(chǔ)能手段，油氣 - 多能協(xié)同智能運(yùn)行管控等方面的綜合設(shè)計(jì)與詳細(xì)研究。
本文著重提出“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田發(fā)展理念，旨在融合風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋?chǔ)能以為油氣勘探開(kāi)發(fā)提供穩(wěn)定的綠電和熱能，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能（AI）等信息技術(shù)增強(qiáng)油氣田場(chǎng)景下能源智慧協(xié)同能力，支持構(gòu)建綠色低碳的智慧油氣田。具體地，論述多能協(xié)同的核心理念與內(nèi)涵，梳理“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同與智慧油氣田的發(fā)展現(xiàn)狀，闡明智慧油氣田對(duì)油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)以及油氣行業(yè)綠色化、低碳化、智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展的推動(dòng)作用，辨識(shí)智慧油氣田發(fā)展趨勢(shì)并提出未來(lái)發(fā)展路徑，為“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田研究與實(shí)踐提供參考。
二、多能協(xié)同的智慧油氣田理念與內(nèi)涵
多能協(xié)同的綜合能源系統(tǒng)將風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿刃履茉磁c傳統(tǒng)的化石能源相結(jié)合，具有多能耦合輸入能力，配備儲(chǔ)能裝置來(lái)平抑發(fā)電波動(dòng)性；通過(guò)能流管理、協(xié)調(diào)優(yōu)化，將高質(zhì)量的電能輸入主網(wǎng)，同時(shí)提供冷、熱、氣等其他能源。智慧油氣田指將信息技術(shù)與智慧地球科學(xué)、智能石油工程等油氣生產(chǎn)業(yè)務(wù)深度融合，形成全面立體的油氣田智能化運(yùn)行能力；涵蓋智能感知、智能認(rèn)知、智能決策等主要方面，可為油氣產(chǎn)業(yè)的安全高效生產(chǎn)提供有力支持。
多能協(xié)同能夠促進(jìn)新能源與傳統(tǒng)能源行業(yè)的融合發(fā)展，是構(gòu)建清潔低碳、安全高效新型能源體系的重要手段；智慧油氣田是油氣行業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的必然趨勢(shì)；將二者進(jìn)行有機(jī)融合，形成“多能協(xié)同的智慧油氣田”發(fā)展理念（見(jiàn)圖1）。其中，“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同體系用于破除各能源類型之間條塊分割、互相獨(dú)立的技術(shù)壁壘，促進(jìn)各能源分系統(tǒng)之間能量流、物質(zhì)流、信息流的互補(bǔ)融合，切實(shí)解決油氣勘探開(kāi)發(fā)的用能問(wèn)題；智慧油氣田依托數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)等技術(shù)賦能油氣勘探開(kāi)發(fā)，推進(jìn)智能勘探、智能鉆完井、智能開(kāi)采、智能儲(chǔ)運(yùn)等，支持油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)和高效開(kāi)發(fā)。
圖1 多能協(xié)同的智慧油氣田概念
多能協(xié)同筑牢智慧能源的基礎(chǔ)，與富煤油地下熱解、頁(yè)巖油地下轉(zhuǎn)化、煤炭地下氣化等高能耗油氣原位開(kāi)發(fā)場(chǎng)景融合，促進(jìn)消納新能源?？紤]到新能源本身的生產(chǎn)特性，上述融合可以拓展出多個(gè)以變工況油氣生產(chǎn)為核心的用能消納場(chǎng)景，如稀油低產(chǎn)低效井綠色間抽、集輸處理系統(tǒng)變負(fù)荷加熱、注水系統(tǒng)變負(fù)荷注水、稠油生產(chǎn)變流量注汽等。在相應(yīng)過(guò)程中，智慧油氣田利用光伏發(fā)電、風(fēng)電等綠電替代火電，用光熱、地?zé)岬忍娲剂瞎幔跃G電制氫形成綠氫進(jìn)而替代灰氫；在智慧油氣田中進(jìn)行用能調(diào)控，確保能源優(yōu)化調(diào)度，提高用能效率。在儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，發(fā)揮油氣田獨(dú)特的地形優(yōu)勢(shì)和地質(zhì)條件，開(kāi)展壓縮空氣儲(chǔ)能、儲(chǔ)氫、地?zé)峄刈?chǔ)能等地面 / 地下儲(chǔ)能的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，為能源穩(wěn)定供給提供新的重要支撐。
綜上，多能協(xié)同的智慧油氣田以風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿鹊娜诤虾蛥f(xié)同利用為基礎(chǔ)，在油氣田場(chǎng)景下實(shí)施智慧能源調(diào)控，將傳統(tǒng)油氣盆地建設(shè)為綠色低碳的超級(jí)能源盆地；助力形成多能協(xié)同的新型智慧能源體系，構(gòu)建綠色低碳的智慧油氣田，兼顧油氣供給穩(wěn)步增長(zhǎng)和油氣行業(yè)綠色低碳、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
三、“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田發(fā)展現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)
（一）“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
多能協(xié)同系統(tǒng)構(gòu)建得到廣泛關(guān)注，已開(kāi)展示范應(yīng)用。前期研究多針對(duì)光伏發(fā)電、風(fēng)電配以儲(chǔ)能電池組成的系統(tǒng)，配以電加熱、儲(chǔ)熱裝置組成的系統(tǒng)，以優(yōu)化設(shè)備裝機(jī)容量、分析系統(tǒng)發(fā)電經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)。近年來(lái)，“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同系統(tǒng)因涉及新能源與儲(chǔ)能的協(xié)同優(yōu)化而成為研究熱點(diǎn)。發(fā)展多能互補(bǔ)的能源系統(tǒng)，將促進(jìn)可再生能源消納、提高能源系統(tǒng)的綜合效率、推動(dòng)能源系統(tǒng)朝著更可持續(xù)方向轉(zhuǎn)型。多能互補(bǔ)系統(tǒng)是未來(lái)能源發(fā)展的重要方向，其發(fā)展已提升至國(guó)家能源戰(zhàn)略的高度。
我國(guó)擁有豐富的“風(fēng)光熱”資源，為能源系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型提供了堅(jiān)實(shí)的資源基礎(chǔ)。近年來(lái)，新能源領(lǐng)域發(fā)展迅速，形成了自主可控、較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈，風(fēng)電、光伏發(fā)電技術(shù)更為成熟，發(fā)電量穩(wěn)居世界第一位；風(fēng)電可開(kāi)發(fā)資源量為6.3×109 kW，裝機(jī)量為3.7×108 kW；光伏發(fā)電可開(kāi)發(fā)資源量為1.56×1010 kW，裝機(jī)量為3.93×108 kW。我國(guó)也在地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)方面進(jìn)行積極探索，近10年地?zé)崮苤苯永媚昶骄鲩L(zhǎng)超過(guò)10%。我國(guó)中深層地?zé)豳Y源量極大，約占世界5 km深度以內(nèi)地?zé)豳Y源量（4.9×1015 tce）的1/6，水熱型地?zé)崮苤苯永靡?guī)模居世界首位。2023年，5 km深層地?zé)峥茖W(xué)探井正式開(kāi)鉆，標(biāo)志著我國(guó)中深層地?zé)豳Y源勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)邁上新臺(tái)階。此外，積極探索干熱巖型地?zé)岬纳虡I(yè)化開(kāi)發(fā)路徑。
儲(chǔ)能技術(shù)被視為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵支撐、增強(qiáng)可再生能源應(yīng)用質(zhì)量的重要依托。在傳統(tǒng)儲(chǔ)能技術(shù)方面，抽水蓄能因其儲(chǔ)能容量大、運(yùn)行壽命長(zhǎng)、技術(shù)成熟度高等優(yōu)勢(shì)成為大規(guī)模儲(chǔ)能的主流技術(shù)類型。發(fā)達(dá)國(guó)家在運(yùn)行的抽水蓄能電站多是20世紀(jì)60—90年代為配合核電而修建的。近年來(lái)，我國(guó)抽水蓄能技術(shù)發(fā)展迅速，國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)在2020年首次實(shí)現(xiàn)抽水蓄能電站應(yīng)用后，快速推廣至8個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目。以氫儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能技術(shù)，具備大規(guī)模地下儲(chǔ)能潛力，在較多應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)價(jià)值。在氫儲(chǔ)能方面，國(guó)際氫能委員會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，世界氫能產(chǎn)業(yè)鏈上建成、在建、規(guī)劃項(xiàng)目約為228個(gè)。傳統(tǒng)的固體儲(chǔ)氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫等存在成本高、規(guī)模難擴(kuò)大等缺點(diǎn)，不適用于油田井場(chǎng)的大規(guī)模應(yīng)用場(chǎng)景；鹽穴、枯竭油氣藏、含水層等地質(zhì)儲(chǔ)氫方案是新興的大規(guī)模儲(chǔ)氫技術(shù)形式，但只有少量國(guó)家實(shí)施鹽穴儲(chǔ)氫庫(kù)工程，我國(guó)僅處于起步研究階段。在壓縮空氣儲(chǔ)能方面，發(fā)達(dá)國(guó)家規(guī)劃了較多數(shù)量的項(xiàng)目，但僅有美國(guó)、德國(guó)進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行階段。我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)取得了階段性進(jìn)展，非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能站已于2022年投產(chǎn)，湖北應(yīng)城和甘肅酒泉的300 MW壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目進(jìn)入建設(shè)階段。新能源發(fā)展需要以可再生能源、儲(chǔ)能等技術(shù)為支撐，可再生能源的大規(guī)模利用有利于降低傳統(tǒng)能源依賴度，開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能技術(shù)可為未來(lái)低碳能源系統(tǒng)提供關(guān)鍵支持并降低能源供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)展地下儲(chǔ)能技術(shù)將促進(jìn)能源低碳化、清潔化以及能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。
在多能互補(bǔ)系統(tǒng)方面，歐洲、美國(guó)、日本等積極發(fā)布相關(guān)政策予以支持，如瑞典早在1989年即建成太陽(yáng)能和生物質(zhì)能聯(lián)合供熱項(xiàng)目。我國(guó)也在開(kāi)展相關(guān)示范項(xiàng)目建設(shè)，注重突破關(guān)鍵技術(shù)，提高產(chǎn)業(yè)鏈上核心環(huán)節(jié)的自主可控水平，但整體進(jìn)展與國(guó)外存在差距。2021年，華能隴東能源有限責(zé)任公司啟動(dòng)建設(shè)的多能互補(bǔ)綜合能源基地，是我國(guó)首個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)“風(fēng) - 光 - 火 - 儲(chǔ) - 輸”多能互補(bǔ)綠色智慧綜合能源基地。新疆哈密、甘肅酒泉、內(nèi)蒙古等地的風(fēng)電基地，海南、青海海西等地的光伏發(fā)電基地，都具備建設(shè)大型綜合能源系統(tǒng)基地的基礎(chǔ)條件。
（二）油氣田與“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同系統(tǒng)融合發(fā)展現(xiàn)狀
石油和天然氣是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要資源。近年來(lái)，“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同作為具有高適應(yīng)性的智能能源模式得到了廣泛關(guān)注，在油氣田場(chǎng)景下推進(jìn)“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同發(fā)展將為油氣行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供有效手段。
國(guó)際大型油氣企業(yè)正在采用多種方式拓展低碳新能源業(yè)務(wù)，顯著增加風(fēng)電、光伏發(fā)電等領(lǐng)域的投資力度，加速向綜合能源供應(yīng)商轉(zhuǎn)型。例如，殼牌集團(tuán)2022年可再生能源業(yè)務(wù)的投資同比增長(zhǎng)近3倍，道達(dá)爾能源公司2030年將形成100 GW的可再生能源產(chǎn)能，2022年世界主要太陽(yáng)能并購(gòu)交易中油氣企業(yè)成為第二大類投資者。在油田新能源應(yīng)用方面，挪威斯維德魯普油田引入綠色岸電并成為世界首個(gè)實(shí)現(xiàn)碳中和的油田，位于挪威北海的Snorre油田由海上浮式風(fēng)電場(chǎng)直供輸電；英國(guó)海上風(fēng)電群向北海綜合能源樞紐供電，滿足北海油田、沿岸居民的生產(chǎn)和生活用電需求。
在“雙碳”背景下，我國(guó)積極推進(jìn)油氣田與“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同系統(tǒng)融合發(fā)展。在風(fēng)電領(lǐng)域，中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司在2006年即在渤海灣建成國(guó)內(nèi)首個(gè)海上風(fēng)力發(fā)電站，中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司分別在2021年、2023年投產(chǎn)陜西大荔陸上分布式風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目、吉林油田美字風(fēng)電場(chǎng)。在光伏發(fā)電領(lǐng)域，陸上的塔里木、大慶、長(zhǎng)慶、新疆等油田都建設(shè)了光伏發(fā)電示范工程；2022年，我國(guó)首個(gè)海上油田群光伏電站（潿洲光伏電站）正式投運(yùn)，渤海油田進(jìn)行了平臺(tái)光伏發(fā)電工程改造。在地?zé)犷I(lǐng)域，東部地區(qū)多個(gè)油田實(shí)施了油田地?zé)崮芾庙?xiàng)目，包括原油管道加熱、油管清洗、油水分離以及中低溫地?zé)岚l(fā)電等。與此同時(shí)，各大油田逐步深化“風(fēng)光熱儲(chǔ)”一體化探索：大慶油田發(fā)揮“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”優(yōu)勢(shì)，布局“風(fēng)光氣儲(chǔ)”多能互補(bǔ)新能源項(xiàng)目，2022年的新能源裝機(jī)規(guī)模超過(guò)2×105 kW；遼河油田采用“風(fēng)光熱”等新能源支持稠油開(kāi)發(fā)；陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司“1 GW風(fēng)光氣氫牧能源互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范項(xiàng)目”列入國(guó)家能源局首批55個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源試點(diǎn)示范項(xiàng)目；勝利油田營(yíng)二井區(qū)域采用風(fēng)電、光伏發(fā)電、光熱+儲(chǔ)能替代燃?xì)饧訜釥t、直流母線多源微網(wǎng)等，建成“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能互補(bǔ)項(xiàng)目。
（三）智慧油氣田發(fā)展現(xiàn)狀
快速發(fā)展的信息技術(shù)推動(dòng)了油氣領(lǐng)域的技術(shù)演進(jìn)和迭代，油氣行業(yè)正處于從數(shù)字化轉(zhuǎn)型到智能化的發(fā)展階段。智慧油氣田以AI、空間信息、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為依托，追求實(shí)現(xiàn)油氣開(kāi)發(fā)過(guò)程的全面感知、集成協(xié)同、預(yù)警預(yù)測(cè)、分析優(yōu)化，以提高油氣田勘探開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)運(yùn)行的質(zhì)量與效率。
國(guó)際大型油氣企業(yè)在智能油田方面起步較早，在20世紀(jì)90年代出現(xiàn)智慧油田概念時(shí)即開(kāi)展相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)與示范項(xiàng)目。挪威國(guó)家石油公司是智慧油田的先行者和實(shí)踐者，斯倫貝謝、貝克休斯、哈里伯頓、英國(guó)石油、道達(dá)爾能源、?？松梨诘裙疽渤浞掷迷朴?jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、AI等信息技術(shù)賦能核心業(yè)務(wù)，開(kāi)發(fā)了面向技術(shù)場(chǎng)景的智能化應(yīng)用系統(tǒng) / 平臺(tái)。整體上，國(guó)際大型油氣企業(yè)的智能化發(fā)展正處于從個(gè)體智能到全局智能的擴(kuò)展階段，智慧油氣田規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用漸成趨勢(shì)。
在我國(guó)，智慧油氣田建設(shè)受到行業(yè)性的高度重視，智能油氣理論與技術(shù)發(fā)展迅速?！笆濉睍r(shí)期，中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司圍繞智能油田發(fā)展，以“勘探開(kāi)發(fā)統(tǒng)一數(shù)據(jù)湖、統(tǒng)一技術(shù)平臺(tái)、通用應(yīng)用環(huán)境”為核心，建設(shè)“勘探開(kāi)發(fā)夢(mèng)想云”，支撐業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展。2019年，“勘探開(kāi)發(fā)夢(mèng)想云”2.0投入運(yùn)行，覆蓋16家油氣田公司、45萬(wàn)口井、2.6萬(wàn)座站庫(kù)，累計(jì)形成5 PB核心數(shù)據(jù)。中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司2013年啟動(dòng)智能油田建設(shè)規(guī)劃工作，同步開(kāi)展智能油田關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)研究，推出了石化智云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，形成關(guān)鍵業(yè)務(wù)的新模式、新業(yè)態(tài)。2019年，中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司啟動(dòng)了數(shù)字化轉(zhuǎn)型頂層設(shè)計(jì)、海上智能油田建設(shè)工作，按照“云化+平臺(tái)化+敏捷開(kāi)發(fā)與交付+云邊協(xié)同”思路，基于“數(shù)據(jù)+平臺(tái)+應(yīng)用”云架構(gòu)建設(shè)信息系統(tǒng)。2021年，作為我國(guó)首個(gè)海上智能油田的秦皇島32-6智能油田項(xiàng)目（一期）全面建成投用，在海上油田無(wú) / 少人化、油藏研究可視化、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)協(xié)同化、經(jīng)營(yíng)決策科學(xué)化等方面全面升級(jí)，提升生產(chǎn)效率30%，降低操作維護(hù)成本5%~10%，減少用工20%。
國(guó)內(nèi)外油田和油服公司在智慧油氣田管控與協(xié)同優(yōu)化、勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程新能源利用、儲(chǔ)能調(diào)峰等方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)研究提供了有益借鑒；不僅拓展了油氣行業(yè)的技術(shù)邊界，也為油氣行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與智能化轉(zhuǎn)型筑牢了基礎(chǔ)（見(jiàn)圖2）。國(guó)內(nèi)外油氣公司聯(lián)合推動(dòng)了智慧油氣田發(fā)展，為能源行業(yè)發(fā)展注入了活力。
圖2 油氣智能化六大智能場(chǎng)景與智能管理平臺(tái)
（四）多能協(xié)同的智慧油氣田發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和關(guān)鍵問(wèn)題
1. 多能協(xié)同的智慧油氣田發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田發(fā)展，關(guān)鍵在于油氣勘探開(kāi)發(fā)場(chǎng)景與多能協(xié)同系統(tǒng)的深度融合。需要建設(shè)智能微網(wǎng)與智慧油氣田決策中心，才能提高油氣田風(fēng)能、太陽(yáng)能資源預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度，風(fēng)電、光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)的精度，進(jìn)而提升油氣田風(fēng)電、光伏發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)擾動(dòng)的適應(yīng)能力（同步利用儲(chǔ)能進(jìn)行調(diào)峰）。在確保油氣生產(chǎn)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，合理配置并協(xié)同調(diào)控風(fēng)電、光發(fā)電裝置以及儲(chǔ)能、調(diào)峰裝置，才能實(shí)現(xiàn)油氣田勘探開(kāi)發(fā)全流程的智慧經(jīng)濟(jì)供能。相應(yīng)發(fā)展主要面臨以下挑戰(zhàn)。
在油田實(shí)際用能方面，不同能源的集成和優(yōu)化利用在能源轉(zhuǎn)換效率、系統(tǒng)穩(wěn)定性上存在不確定性。國(guó)內(nèi)油氣田尚未全面進(jìn)入智慧油氣田發(fā)展階段，大部分的油田數(shù)據(jù)分析、AI和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)水平有所不足，智能化水平亟待提升。
短期內(nèi)多能協(xié)同效益不足，政策支持和激勵(lì)措施的缺乏將影響投資回報(bào)率與實(shí)施可行性。需要建立和健全碳交易機(jī)制，涵蓋碳配額分配、價(jià)格形成機(jī)制等，推動(dòng)碳減排技術(shù)的油氣領(lǐng)域應(yīng)用。
多能協(xié)同系統(tǒng)及設(shè)備的可靠性和成本是油氣田實(shí)際應(yīng)用面臨的直接挑戰(zhàn)?！帮L(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同系統(tǒng)建設(shè)需要大量投資和相關(guān)硬件配套，對(duì)效益較低的老油田、亟需效益回報(bào)的新油田而言影響不可忽視。還需研究和評(píng)估儲(chǔ)氫、壓縮空氣儲(chǔ)能等多能協(xié)同相關(guān)儲(chǔ)能設(shè)備的可靠性。
在多能協(xié)同的智慧油氣田方案落地前，需要綜合考慮油氣田內(nèi)各種能源的特點(diǎn)、稟賦以及油氣田的用能需求，通過(guò)系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)以確保高效運(yùn)行。在多能協(xié)同的智慧油氣田方案研究與實(shí)施過(guò)程中，需要多學(xué)科交叉人才的廣泛參與，涉及油氣領(lǐng)域、新能源領(lǐng)域、智能化技術(shù)及管理等方面跨學(xué)科知識(shí)，對(duì)專業(yè)技術(shù)人才提出了較高要求。
2. 多能協(xié)同的智慧油氣田發(fā)展涉及的關(guān)鍵問(wèn)題
一是智慧油氣田與多能協(xié)同發(fā)展體系建設(shè)。智慧油氣田、多能協(xié)同系統(tǒng)都依賴配套的基礎(chǔ)設(shè)施，如智能傳感器網(wǎng)絡(luò)、通信基站、數(shù)據(jù)處理中心等。我國(guó)許多油氣田初期建設(shè)不具備這些基礎(chǔ)條件，也難以保障相關(guān)設(shè)施在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。在建設(shè)過(guò)程中，既要提出硬件快速部署、易于維護(hù)的要求，又要深入研究多能互補(bǔ)微網(wǎng)在油氣生產(chǎn)中的優(yōu)化配置，以適應(yīng)油氣田非穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)環(huán)境下的調(diào)度策略。對(duì)環(huán)境與安全工程建設(shè)配套也有較高的要求。
二是多能互補(bǔ)微網(wǎng)生產(chǎn)協(xié)同優(yōu)化與控制理論。需要探究多能互補(bǔ)微網(wǎng)的非穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化機(jī)制和智能控制方法。從提高能源轉(zhuǎn)換效率、能源需求預(yù)測(cè)精度、非穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)情況下的系統(tǒng)穩(wěn)定性角度出發(fā)，評(píng)估不同技術(shù)路徑和運(yùn)營(yíng)模式的綜合成本效益。重點(diǎn)關(guān)注地下儲(chǔ)能流體運(yùn)移演化與長(zhǎng)效儲(chǔ)能機(jī)理，提高耦合系統(tǒng)的協(xié)同性和效率。
三是智能油氣田多能微網(wǎng)的“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”配置與生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化技術(shù)。需要構(gòu)建包括注采井群錯(cuò)峰與間抽排采調(diào)度決策、稠油熱采負(fù)荷與生產(chǎn)制度優(yōu)化在內(nèi)的生產(chǎn)決策模型，用于降低油氣生產(chǎn)用能成本。重點(diǎn)發(fā)展多能互補(bǔ)微網(wǎng)的自適應(yīng)協(xié)同優(yōu)化控制模型，減少棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，提高油氣智能生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。在智能油氣田能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上，開(kāi)展各種能源之間的信息交換與協(xié)同工作，提高油氣智能生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
四、我國(guó)未來(lái)“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田場(chǎng)景
油氣田新能源與油氣生產(chǎn)融合發(fā)展，關(guān)鍵在于重構(gòu)油氣生產(chǎn)綠電利用、多能互補(bǔ)微網(wǎng)、新地?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)計(jì)、智能油氣田建設(shè)、裝備節(jié)能管理等方面的核心技術(shù)。當(dāng)前，新能源與油氣生產(chǎn)融合發(fā)展面臨一些不足，如新能源特性與采油氣連續(xù)生產(chǎn)制度不匹配、常規(guī)裝備及工藝與油氣田智能生產(chǎn)不適應(yīng)、當(dāng)前生產(chǎn)管控制度與協(xié)同生產(chǎn)管控及能源綜合利用不完備等。本研究總結(jié)并提出我國(guó)未來(lái)“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田典型場(chǎng)景，可為開(kāi)展多能協(xié)同的油氣生產(chǎn)協(xié)同管控，形成新能源+油氣田智能開(kāi)采、井站間開(kāi)、新型舉升、采出液處理、廢棄井地?zé)崮茉刺崛?、綜合能源優(yōu)化利用等“低碳、智能技術(shù)體系”提供基本參照。
（一）智慧油氣田綠電利用
按照“因地制宜、應(yīng)布盡布，場(chǎng)站發(fā)電、就近消納，余電上網(wǎng)、油網(wǎng)運(yùn)行”的原則，以清潔替代為主導(dǎo)方式，在產(chǎn)能利用井場(chǎng)土地、廢棄油氣井（場(chǎng)）等布置各類綠電裝置，實(shí)現(xiàn)油氣田綠電替代率的最大化。該方案具有綠電資源需求高、智能化系統(tǒng)鋪設(shè)程度要求高的特點(diǎn)，對(duì)自然資源稟賦、初期投入等具有一定的要求。在大慶、新疆等油氣田，結(jié)合采油氣井場(chǎng)光照和風(fēng)能資源充足、油氣井分散且產(chǎn)能充足的特點(diǎn)，鋪設(shè)能源智慧綜合系統(tǒng)，部署井場(chǎng)綠電生產(chǎn)與能源調(diào)配方案，可靠預(yù)測(cè)光伏發(fā)電和風(fēng)電的效率，給出不同井場(chǎng)環(huán)境下提高綠電效能的設(shè)備選型及綠電建設(shè)實(shí)施方案。對(duì)于西南、長(zhǎng)慶等油氣田，因地制宜利用油田伴生天然氣或主力天然氣，采取就地利用、壓差發(fā)電等途徑擴(kuò)大天然氣綠電規(guī)模。面向具有低碳排放運(yùn)行特性的微電網(wǎng)，應(yīng)用“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同控制技術(shù)，設(shè)計(jì)面向油氣井場(chǎng)的風(fēng)、光、氣、儲(chǔ)智能微電網(wǎng)配置及運(yùn)行調(diào)度方案。
（二）廢棄稠油熱采油藏的新地?zé)嵯到y(tǒng)
一旦蒸汽驅(qū)過(guò)程因高的含水率或殘余油飽和度達(dá)到經(jīng)濟(jì)臨界點(diǎn)，油藏將被廢棄，留下以熱量形式儲(chǔ)存的能量?；谒蚩諝庠傺h(huán)啟動(dòng)熱回收過(guò)程，設(shè)計(jì)一種使用廢棄稠油油藏的新地?zé)嵯到y(tǒng)，捕獲的熱量可作為地?zé)崮芗右岳?，從而在高溫條件下將油藏轉(zhuǎn)化為增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（生產(chǎn)的熱流體可通過(guò)地?zé)岚l(fā)電技術(shù)進(jìn)行發(fā)電）。該方案能夠有效開(kāi)采出廢棄稠油油藏的剩余能量，降低稠油熱采的總能耗與成本；開(kāi)采出的剩余能量不僅可為區(qū)塊內(nèi)其余（具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的）開(kāi)采井供能，還可為油田生活進(jìn)行供能和供電。在實(shí)施過(guò)程中，經(jīng)濟(jì)臨界點(diǎn)的計(jì)算較容易，而稠油油藏內(nèi)剩余熱能總量的計(jì)算是難點(diǎn)；如對(duì)剩余能量較低的廢棄稠油油藏進(jìn)行改造，往往適得其反。對(duì)于東部老油田（如遼河油田、華北油田、勝利油田）的稠油油藏，此方案可將前期投入的熱能資源進(jìn)行回收，避免大量的能量浪費(fèi)。此外，新疆油田光熱資源、稠油資源豐富，便于實(shí)施“高溫光熱開(kāi)采稠油 - 廢棄稠油油藏?zé)崃炕厥铡表?xiàng)目來(lái)提高全過(guò)程綠色開(kāi)采水平。
（三）基于風(fēng) / 光發(fā)電微網(wǎng)的抽油井群生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)化
為了低成本、大規(guī)模、高效率地消納綠電，油田生產(chǎn)可以在生產(chǎn)方式、工藝流程、管理制度上進(jìn)行變革，包括由穩(wěn)定生產(chǎn)調(diào)整為間抽、間注、間歇?dú)馀e等非穩(wěn)定工況運(yùn)行，關(guān)鍵在于抽油機(jī)井群錯(cuò)峰與間抽運(yùn)行調(diào)度決策方法。針對(duì)具體油田生產(chǎn)情況，設(shè)計(jì)抽油機(jī)井群生產(chǎn)決策模型、多能互補(bǔ)微網(wǎng)自適應(yīng)協(xié)同優(yōu)化控制系統(tǒng)，在保證油井群產(chǎn)量的前提下，綠電多發(fā)時(shí)開(kāi)抽，綠電少發(fā)或不發(fā)電時(shí)停抽，提高油井群生產(chǎn)節(jié)能效果和新能源使用占比?？紤]特定油田的生產(chǎn)情況，上述方案的實(shí)施難點(diǎn)主要體現(xiàn)在抽油機(jī)井群錯(cuò)峰與間抽運(yùn)行調(diào)度決策、抽油機(jī)井群生產(chǎn)決策、多能互補(bǔ)微網(wǎng)自適應(yīng)協(xié)同優(yōu)化控制等方面的跨領(lǐng)域知識(shí)融合和復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)，也涉及油井群生產(chǎn)效率、新能源發(fā)電情況、系統(tǒng)穩(wěn)定性等因素?？紤]油井群實(shí)際產(chǎn)能、綠電發(fā)電量、其他相關(guān)因素的精確生產(chǎn)決策模型，能夠?qū)崟r(shí)優(yōu)化調(diào)度決策，支持實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的生產(chǎn)效益和能源并網(wǎng)利用效率。針對(duì)油田生產(chǎn)和綠電消納運(yùn)行情況構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及優(yōu)化系統(tǒng)，促進(jìn)能源的高效利用，兼顧油井群的穩(wěn)定生產(chǎn)。
對(duì)于鄂爾多斯地區(qū)的老油田，因風(fēng)能資源豐富適合開(kāi)發(fā)風(fēng)電，可以在油田周邊建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)，為油田提供相對(duì)穩(wěn)定的電力供應(yīng)；油田開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的余熱，可通過(guò)熱儲(chǔ)罐或者其他熱儲(chǔ)存技術(shù)將余熱儲(chǔ)存起來(lái)，以備油田開(kāi)采過(guò)程中的額外熱能之需。對(duì)于新疆地區(qū)的新油田，因日照充足適合開(kāi)發(fā)光伏發(fā)電，可以在新油田周邊建設(shè)光伏電站，為油田提供清潔電力供應(yīng)；可利用光熱儲(chǔ)存技術(shù)將多余的熱能儲(chǔ)存起來(lái)，以備油田開(kāi)采過(guò)程中的額外熱能之需。
對(duì)于東部地區(qū)的老油田，鑒于較為完善的生產(chǎn)設(shè)施和工藝流程，可改造現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備和管網(wǎng)；結(jié)合油田所在區(qū)域的資源稟賦，組合發(fā)揮風(fēng)電和光伏發(fā)電優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)綠電消納并提高能源效率。根據(jù)具體油田的情況，考慮井筒狀況、含水率、產(chǎn)能等因素，進(jìn)行抽油機(jī)井群的錯(cuò)峰與間抽運(yùn)行決策，協(xié)調(diào)新能源發(fā)電與油田生產(chǎn)。對(duì)于新油田，可在建設(shè)階段即考慮綠電消納和節(jié)能要求，針對(duì)性選擇工藝和設(shè)備，更好適應(yīng)非穩(wěn)定工況（如間抽、間注、間歇?dú)馀e）的生產(chǎn)運(yùn)行；在新油田規(guī)劃和設(shè)計(jì)中，合理布局油井和綠電設(shè)施，突出綠電優(yōu)先消納、多能互補(bǔ)的發(fā)展目標(biāo)。
（四）天然氣就地轉(zhuǎn)化與油田伴生氣發(fā)電利用
現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)高度集聚發(fā)展，有利于提質(zhì)增效，能源結(jié)構(gòu)也呈低碳化發(fā)展趨勢(shì)。構(gòu)建油氣田就地收集原料、就地加工轉(zhuǎn)化、伴生氣發(fā)電利用的分布式清潔油氣生產(chǎn)體系，成為國(guó)家和油氣企業(yè)的重要發(fā)展目標(biāo)。結(jié)合地區(qū)資源稟賦提高天然氣的就地轉(zhuǎn)化率，既便于進(jìn)行天然氣開(kāi)發(fā)利用的集約化管理，也有利于延伸天然氣生產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)鏈、提高天然氣工業(yè)附加值，將區(qū)域資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)。此外，對(duì)油田伴生氣進(jìn)行回收處理，分離出乙烷、丙烷、丁烷等并加工為天然氣混合液或液化石油氣；部分干氣用于發(fā)電，以“自發(fā)自用”的形式降低能耗、減緩區(qū)域供電壓力、提高區(qū)域用電可靠性。
通過(guò)天然氣就地轉(zhuǎn)化、伴生氣發(fā)電利用等方式，進(jìn)一步提高資源利用率，促進(jìn)由單區(qū)域轉(zhuǎn)向多區(qū)域聯(lián)合調(diào)度、多能互補(bǔ)發(fā)展。天然氣就地轉(zhuǎn)化可能存在安全和環(huán)保隱患，需要配套環(huán)境控制設(shè)施；確保區(qū)域內(nèi)供需滿足一定比例，避免產(chǎn)業(yè)區(qū)供氣過(guò)?；虿蛔愕默F(xiàn)象。油田伴生氣發(fā)電利用站點(diǎn)建設(shè)，兼顧集中式和分散井區(qū)式以提高回收利用率。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，延長(zhǎng)油田、中原油田等老油田的生產(chǎn)過(guò)程伴生氣綜合利用工程可覆蓋油氣伴生資源綜合利用、天然氣下游綜合利用業(yè)務(wù)。應(yīng)用伴生氣或干氣作為小型天然氣發(fā)電機(jī)組燃料，發(fā)電量既可以并入電網(wǎng)，也可以滿足油區(qū)站場(chǎng)使用。在四川、重慶等地開(kāi)展天然氣轉(zhuǎn)化與伴生氣利用，有助于區(qū)域性產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)，對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。
（五）高效低碳油氣生產(chǎn)綜合能源管控系統(tǒng)
多能互補(bǔ)能源綜合利用系統(tǒng)指將各種能源資源進(jìn)行綜合性輸入，依據(jù)能源品位高低進(jìn)行綜合互補(bǔ)利用，按照設(shè)定的能量配合關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，追求能源利用的最優(yōu)效率。該方案的核心在于開(kāi)發(fā)高效低碳油氣生產(chǎn)綜合能源智能管控系統(tǒng)，涉及微網(wǎng)生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、源荷預(yù)測(cè)、協(xié)同匹配、優(yōu)化控制、協(xié)同排采、環(huán)境 - 人員 - 生產(chǎn)安全、智能運(yùn)維等功能。這一場(chǎng)景更多強(qiáng)調(diào)整個(gè)井場(chǎng)能源消耗與產(chǎn)出的綜合管控及協(xié)同優(yōu)化，充分調(diào)用井場(chǎng)內(nèi)的可用儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，因地制宜使用天然氣發(fā)電調(diào)峰、地?zé)醿?chǔ)能、儲(chǔ)氫等途徑，從而改善油氣田能源綜合體的用能情況、降低油氣生產(chǎn)的用能成本。
對(duì)于不同綠色資源稟賦的油氣田，綜合能源管控系統(tǒng)都能在一定程度上介入并取得效果，實(shí)現(xiàn)各類資源的調(diào)配和優(yōu)化利用，但存在初期鋪設(shè)工程施工難度大、部署成本高、需要圍繞油氣生產(chǎn)展開(kāi)等不足。自然資源豐富、尚處于開(kāi)發(fā)初期、具備較高生產(chǎn)潛力的油田（如新疆塔里木油田）已經(jīng)配置或可以配置多種新能源并與油氣生產(chǎn)相適應(yīng)，能夠獲得更好的綜合能源管理效益，支持實(shí)現(xiàn)降本增效、節(jié)能減碳的雙重目標(biāo)。部分油氣產(chǎn)量較低的東部老油田因經(jīng)濟(jì)效益偏低而不適合采用該方案。
（六）電 / 熱 / 氫儲(chǔ)能智能協(xié)同優(yōu)化
儲(chǔ)氫、壓縮空氣儲(chǔ)能等大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)成熟度依然不高，導(dǎo)致井場(chǎng)儲(chǔ)能的可配置規(guī)模較小。多能協(xié)同系統(tǒng)中多能量流的流動(dòng)策略、儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行策略是研究重點(diǎn)。為了加快應(yīng)用油田井場(chǎng)風(fēng) / 光 / 熱利用技術(shù)，需要構(gòu)建包含多類型儲(chǔ)能的綜合發(fā)電系統(tǒng)，拓展不同類型儲(chǔ)能的互補(bǔ)調(diào)節(jié)能力，達(dá)到電 / 熱 / 氫儲(chǔ)能的協(xié)同優(yōu)化。該方案的核心在于，詳細(xì)規(guī)劃風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站、光熱電站、地?zé)嵯到y(tǒng)、制氫裝置的能量流，建立精細(xì)的儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化模型，配置契合實(shí)際油氣生產(chǎn)過(guò)程的約束條件，結(jié)合AI算法，采用多目標(biāo)智能優(yōu)化算法（如多目標(biāo)遺傳算法）進(jìn)行求解；模擬并優(yōu)化多能互補(bǔ)系統(tǒng)的電 / 熱 / 氫儲(chǔ)能容量配置，實(shí)現(xiàn)油田井場(chǎng)的儲(chǔ)能綜合優(yōu)化，加速多能協(xié)同系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用。
該方案的實(shí)施難點(diǎn)在于，需要構(gòu)建地?zé)?、氫能、風(fēng)電等系統(tǒng)的運(yùn)行策略與約束條件，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益與油田用能最低的要求來(lái)調(diào)整優(yōu)化過(guò)程；基本適用開(kāi)展多能互補(bǔ)的新老油田，但方案及其內(nèi)置模型的復(fù)雜度會(huì)隨著油田能源類型、儲(chǔ)能方式的增加而增長(zhǎng)。在優(yōu)勢(shì)能源種類較為固定的油田中可取得更好的應(yīng)用效果，如風(fēng)電、光伏發(fā)電條件較好的大慶、塔里木、新疆等油田，伴生氣制氫基礎(chǔ)較好的西南、長(zhǎng)慶等油田。
五、“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田發(fā)展建議
“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田建設(shè)的核心產(chǎn)出是低碳油氣田及超級(jí)能源盆地，將支撐我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化與轉(zhuǎn)型升級(jí)。低碳油氣田不僅是新能源開(kāi)采、存儲(chǔ)、消納與油氣勘探開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)單結(jié)合，而是進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)與工藝的重構(gòu)，形成以清潔能源供能為主的低碳化、智能化高效工藝流程，匹配油氣生產(chǎn)與新能源特性，實(shí)現(xiàn)油氣勘探開(kāi)發(fā)與“風(fēng)光熱儲(chǔ)”深度融合。“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的智慧油氣田發(fā)展的核心目標(biāo)是，在保障油氣產(chǎn)量的前提下，圍繞“補(bǔ)充基礎(chǔ)短板 - 增加技術(shù)優(yōu)勢(shì) - 強(qiáng)化應(yīng)用能力 - 實(shí)現(xiàn)自主可控”發(fā)展主線，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，形成實(shí)用發(fā)展方案。
一是著眼油氣田“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能系統(tǒng)發(fā)展，分析油氣田新能源應(yīng)用潛力并形成可行方案。論證“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同發(fā)展策略，關(guān)注傳統(tǒng)油氣田與新能源結(jié)合，構(gòu)建多元化、寬尺度的儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用模式。針對(duì)不同油氣田的勘探開(kāi)發(fā)用能場(chǎng)景（如頁(yè)巖油地下轉(zhuǎn)化、富油煤地下熱解），創(chuàng)新和探索高效、低成本、安全、多時(shí)間尺度的儲(chǔ)能技術(shù)。提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成能力和智慧控制水平，綜合考慮不同儲(chǔ)能方式的技術(shù)特點(diǎn)及成本，開(kāi)展多元化、多時(shí)間尺度的油氣田綜合儲(chǔ)能技術(shù)研究。
二是推動(dòng)新能源與油氣生產(chǎn)融合發(fā)展。開(kāi)展“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的油氣生產(chǎn)協(xié)同管控關(guān)鍵技術(shù)研究，形成新能源+油氣田智能開(kāi)采、井站間開(kāi)、新型舉升、采出液處理、廢棄井地?zé)崮茉刺崛?、綜合能源優(yōu)化利用等“低碳、智能技術(shù)體系”；化解清潔替代過(guò)程中能源轉(zhuǎn)換成本高、現(xiàn)有采油氣工藝不適應(yīng)新能源特點(diǎn)、新能源消納能力低等難題，保障油氣田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)能減排、綠色低碳，促進(jìn)油氣田用能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和生產(chǎn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
三是開(kāi)展油氣田“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)并建立減碳潛力評(píng)估體系。構(gòu)建包含“風(fēng)光熱儲(chǔ)”能源技術(shù)的多能系統(tǒng)環(huán)境 - 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)框架，針對(duì)代表性油氣田，綜合各類能源技術(shù)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境數(shù)據(jù)并據(jù)此開(kāi)展量化評(píng)價(jià)?；诹炕u(píng)價(jià)結(jié)果，考慮經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo)，形成油氣田“風(fēng)光熱儲(chǔ)”多能協(xié)同系統(tǒng)的管控策略。
四是深化以多能協(xié)同為核心的智慧油氣田發(fā)展。把握并借鑒智慧油氣田國(guó)際進(jìn)展，研究適用于我國(guó)油氣田全工程場(chǎng)景的體系設(shè)計(jì)方案，論證協(xié)同化發(fā)展策略，開(kāi)展面向油氣田全流程的高效管理及優(yōu)化。提出多能協(xié)同視角下油氣田與分布式電力、燃?xì)饩W(wǎng)等的互補(bǔ)與匹配策略，基于大數(shù)據(jù)和智能方法的油氣田與多能系統(tǒng)高效協(xié)同發(fā)展思路，挖掘油氣田資產(chǎn)的價(jià)值，構(gòu)建多能互補(bǔ)智慧油氣田用能調(diào)控平臺(tái)。
五是建設(shè)多能協(xié)同的智慧油氣田示范工程。在油氣田新能源技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，適時(shí)開(kāi)展相關(guān)工程示范，驗(yàn)證油氣田與新能源技術(shù)融合的應(yīng)用成效。靈活調(diào)整應(yīng)用方案，逐步固化應(yīng)用場(chǎng)景，提煉代表性的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，增強(qiáng)示范工程的應(yīng)用效果與擴(kuò)散能力。探索更高水平、更適合油氣領(lǐng)域應(yīng)用的智能低碳發(fā)展模式，促進(jìn)低碳技術(shù)、智能化技術(shù)在油氣田的集成應(yīng)用與創(chuàng)新突破，為油氣行業(yè)綠色、高效、智能化發(fā)展提供新的路徑。
六是培養(yǎng)“油氣+智能+新能源”復(fù)合型人才。多能協(xié)同的智慧油氣田是油氣與新能源融合的重要應(yīng)用場(chǎng)景，相應(yīng)的系統(tǒng)理論構(gòu)建和工程應(yīng)用實(shí)踐需要具有多學(xué)科交叉研究背景的創(chuàng)新型人才。在現(xiàn)有的油氣與智能交叉人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，批量形成跨專業(yè)、復(fù)合型的創(chuàng)新人才隊(duì)伍，涵蓋油氣AI、低碳減排、清潔能源應(yīng)用、碳管理等技能方向；加強(qiáng)油氣低碳、智能轉(zhuǎn)型技術(shù)的國(guó)際交流與合作，支持國(guó)際合作機(jī)制創(chuàng)新和國(guó)際化人才培養(yǎng)。
