油田風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在邊際油田應(yīng)用

海上邊際油田開(kāi)發(fā)常通過(guò)簡(jiǎn)化平臺(tái)設(shè)施來(lái)達(dá)到降低投資的目的，但無(wú)論怎樣簡(jiǎn)化，為海上油田生產(chǎn)、安全、控制和通信系統(tǒng)供電的設(shè)施是必不可少的，因此供電方案常常成為海上邊際油田開(kāi)發(fā)的制約因素之一?，F(xiàn)有海上油田所使用的電能大多通過(guò)燃燒天然氣、原油、柴油等化石能源產(chǎn)生，設(shè)備投資高，維護(hù)、管理復(fù)雜，不僅要消耗大量的不可再生資源，且對(duì)環(huán)境造成污染。邊際油田如果采用上述發(fā)電方式將大量增加成本，導(dǎo)致油田難以開(kāi)發(fā)。目前海上邊際油田開(kāi)發(fā)最常用的供電方式是通過(guò)海底電纜從附近的綜合平臺(tái)引電，這種方式有時(shí)會(huì)受到海底電纜的費(fèi)用高或附近平臺(tái)無(wú)富余電力的限制。面對(duì)日益突出的能源和環(huán)境形勢(shì)，研究開(kāi)發(fā)就地安裝、成本低廉、維護(hù)管理方便、資源節(jié)約、環(huán)境友好型的供電系統(tǒng)，是邊際油田開(kāi)發(fā)的當(dāng)務(wù)之急。

風(fēng)能和太陽(yáng)能資源分布廣泛，屬清潔可再生能源，用于發(fā)電對(duì)環(huán)境無(wú)害且取之不盡用之不竭。隨著國(guó)家“節(jié)能減排”、“開(kāi)發(fā)利用可再生能源”等號(hào)召的提出，以及一系列相關(guān)政策和法規(guī)出臺(tái)，風(fēng)能和太陽(yáng)能在國(guó)內(nèi)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。海洋邊際油田地處海上，有豐富的風(fēng)能和太陽(yáng)能資源，開(kāi)發(fā)和利用這些可再生資源，替代或部分替代現(xiàn)有化石能源，為開(kāi)發(fā)生產(chǎn)及其相關(guān)活動(dòng)提供電力有較大的便利和優(yōu)勢(shì)。

油田風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

風(fēng)能和太陽(yáng)能都是潔凈、儲(chǔ)量極為豐富的可再生能源。我國(guó)幅員遼闊，風(fēng)能資源豐富，據(jù)估算，我國(guó)陸地可開(kāi)發(fā)風(fēng)能儲(chǔ)量約為7.5×108KW。太陽(yáng)每年投射到地面上的輻射能高達(dá)1.05×1018千瓦時(shí)（3.78×1024J），相當(dāng)于1.3×106億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國(guó)太陽(yáng)能資源非常豐富，理論儲(chǔ)量達(dá)每年1.7×104億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在每平方米4千瓦時(shí)以上。風(fēng)能和太陽(yáng)能的應(yīng)用方式多種多樣，其中用于發(fā)電是最常見(jiàn)也是最重要的形式之一。

風(fēng)能和太陽(yáng)能作為可再生能源，其應(yīng)用得到國(guó)家大力鼓勵(lì)和支持。我國(guó)風(fēng)電發(fā)展非常迅速：2006年，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到260萬(wàn)千瓦，到2007年，我國(guó)的風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)590.6萬(wàn)千瓦，2007年一年的裝機(jī)容量就達(dá)330.4萬(wàn)千瓦，比此前20多年的總裝機(jī)容量還要多。風(fēng)力發(fā)電一方面作為化石能源的替代品向大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)發(fā)展，另一方面以小型風(fēng)力發(fā)電形式為分散、邊遠(yuǎn)用戶提供電力。我國(guó)的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)常指10KW以下的、獨(dú)立運(yùn)行的、用蓄電池儲(chǔ)能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，也有些廠家生產(chǎn)15KW、20KW至數(shù)十千瓦的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，為邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)的生活、生產(chǎn)供電?！?007中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)年度報(bào)告》指出，中國(guó)已形成了世界上最大的小型風(fēng)機(jī)產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)，并已推廣了總?cè)萘考s7萬(wàn)千瓦的35萬(wàn)臺(tái)家用風(fēng)力發(fā)電機(jī)用于邊遠(yuǎn)地區(qū)居民用電。從事小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其配套件開(kāi)發(fā)、研制、生產(chǎn)的單位達(dá)78家，其中，大專(zhuān)院校、科研院所15家，生產(chǎn)制造單位38家，配套件（含葉片、逆變器、控制器、及蓄電池等）生產(chǎn)單位25家。太陽(yáng)能光伏發(fā)電由于能量密度低、現(xiàn)有太陽(yáng)能電池板光電轉(zhuǎn)換效率有限（一般小于15%），獲得一定的電能要使用大面積的太陽(yáng)能電池板，導(dǎo)致獲得單位電能需要占用大量的面積（6～10m2/kw）且成本高昂（35～45元/瓦），這限制了太陽(yáng)能光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用，太陽(yáng)能發(fā)電主要應(yīng)用于邊遠(yuǎn)無(wú)電、缺電地區(qū)的家庭供電、太陽(yáng)能路燈/廣告牌、邊遠(yuǎn)通信設(shè)施電源、邊遠(yuǎn)交通隧道照明等。隨著太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；湍芰哭D(zhuǎn)換技術(shù)的改進(jìn)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本有所下降，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)從事太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的單位已超過(guò)100家，太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備累計(jì)裝機(jī)容量已超過(guò)80MW 。風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的長(zhǎng)足發(fā)展為其在海上油田中的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

油田風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)用研究

風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電按是否并入公共電網(wǎng)系統(tǒng)可分為并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是獨(dú)立于公共電網(wǎng)、自發(fā)自用的發(fā)電系統(tǒng)，常用于為邊遠(yuǎn)無(wú)電用戶、及沿海和內(nèi)湖漁船、游船等供電；并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是為公共電網(wǎng)提供電力的發(fā)電系統(tǒng)。通常離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)容量在100W至數(shù)10KW級(jí)，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)容量可達(dá)數(shù)百千瓦甚至兆瓦級(jí)。

風(fēng)能和太陽(yáng)能可獨(dú)立構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)，也可組成風(fēng)能和太陽(yáng)能混合發(fā)電系統(tǒng)——即風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，采用何種發(fā)電形式，主要取決于當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源條件以及發(fā)電綜合成本，在風(fēng)能資源較好的地區(qū)宜采用風(fēng)能發(fā)電，在日照豐富地區(qū)可采用太陽(yáng)能發(fā)電，一般情況下，風(fēng)能發(fā)電的綜合成本遠(yuǎn)低于太陽(yáng)能，因而在風(fēng)能資源較好地區(qū)首選風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)供電。由于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)具有資源互補(bǔ)功能、供電安全性、穩(wěn)定性均好于單一能源發(fā)電系統(tǒng)且價(jià)格居中而得到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。

海上邊際油田距公共電網(wǎng)遠(yuǎn)、用電負(fù)荷較小，小型離網(wǎng)風(fēng)能/風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)因具有下列特點(diǎn)而成為被矚目的對(duì)象：

1）就地發(fā)、供電，安全獨(dú)立、無(wú)需敷設(shè)海底電纜、一次性投資低；

2）資源可再生、沒(méi)有后續(xù)能源費(fèi)用；

3）清潔、不造成環(huán)境污染；

4）壽命較長(zhǎng)（太陽(yáng)能電池15年、風(fēng)力發(fā)電機(jī)25年以上），維護(hù)、管理方便。

如今，面對(duì)日益增加的能源需求，海上邊際油田越來(lái)越受到關(guān)注。但供電常常成為海上邊際油田開(kāi)發(fā)的制約因素之一。因此研究開(kāi)發(fā)就地安裝、成本低廉、維護(hù)管理方便、資源節(jié)約、環(huán)境友好型的供電系統(tǒng)，是邊際油田開(kāi)發(fā)研究的當(dāng)務(wù)之急。本研究在對(duì)風(fēng)能和太陽(yáng)能應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)況調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有邊際油田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，通過(guò)風(fēng)能和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，探討了風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能在邊際油田開(kāi)發(fā)中應(yīng)用的可行性，為風(fēng)力發(fā)電及風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電在海洋邊際油田的應(yīng)用提出建設(shè)性的意見(jiàn)。

油田風(fēng)力發(fā)電及油田風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)及產(chǎn)品的長(zhǎng)足發(fā)展，為邊際油田研究開(kāi)發(fā)就地安裝、成本低廉、維護(hù)管理方便、資源節(jié)約、環(huán)境友好型的供電系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)，本設(shè)計(jì)研究表明：應(yīng)用小型離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)為海上用電負(fù)荷較小的邊際油田供電是可行的，由于太陽(yáng)能和風(fēng)能在我國(guó)海上邊際油田的應(yīng)用尚處起步階段，應(yīng)根據(jù)邊際油田海上平臺(tái)的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)、安裝油田風(fēng)力發(fā)電機(jī)和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。2100433B

哈法亞油田屬于“超巨型”油田，位于伊拉克東南部米桑省，哈爾法亞油田是在1976年發(fā)現(xiàn)的，該油田長(zhǎng)大約31公里以及寬大約10公里。

油田含油面積239平方公里，可采儲(chǔ)量約為41億桶，日產(chǎn)量為3100桶，綜合采出程度0.05%，基本處于未開(kāi)發(fā)狀態(tài)。按照合同要求，中國(guó)石油為首的聯(lián)合作業(yè)體將把其日產(chǎn)量提高到53.5萬(wàn)桶。

劃分油田水的分類(lèi)必須解決的實(shí)質(zhì)性問(wèn)題應(yīng)包括：

①油田水化學(xué)標(biāo)志及其與非油剛水的區(qū)別；

②小同類(lèi)型油田水的特征及區(qū)別。

礦化度是指單位體積水中所含溶解狀態(tài)的固體物質(zhì)總量。即單位體積水中各種離子，元素及化合物總含量。用g/l、mg/l、ppm（百萬(wàn)分之一）表示。

油田水以具有高礦化度為特征。由于來(lái)源及形成過(guò)程等方面的差異，各地區(qū)油田水的礦化度差異較大。 2100433B