由于投資者和公眾要 求陸上鉆井行業(yè)表 現(xiàn) 出 更 好 的 ESG 性能，因此，運(yùn)營(yíng) 商和鉆井承包商正以多種方式加 大力度。“我們?cè)O(shè)定目標(biāo)是為了 表明我們對(duì)減少排放是認(rèn)真的，” 戴 文 能 源 公 司 ESG 和 EHS 副 總 裁 加 勒 特· 杰 克 遜 (Garrett Jackson) 說(shuō)。“這將需要大量的 努力和少量的投資來(lái)達(dá)到某些減 排水平，但這是我們致力于做的 事情。” 和許多其他大型運(yùn)營(yíng)商一樣， 德文郡已經(jīng)宣布了到 2050 年實(shí) 現(xiàn)斯科普斯 1 號(hào)和 2 號(hào)溫室氣體 凈零排放的目標(biāo)。范圍 1 為本公 司直接擁有的源的直接排放，范 圍 2 為采購(gòu)源的間接排放。為了 實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，運(yùn)營(yíng)商越來(lái)越多 地尋求鉆井承包商的創(chuàng)新，以減 少與鉆機(jī)相關(guān)的排放。
在關(guān)鍵技術(shù)中，公司正在尋 找的是儲(chǔ)能系統(tǒng)，如電池動(dòng)力， 或雙燃料和天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。這些 技術(shù)使所謂的“混合”鉆井平臺(tái) 成為可能，幫助企業(yè)減少對(duì)高排 放柴油發(fā)電機(jī)的依賴(lài)。 在這一過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)商和承 包商之間更深層次的合作無(wú)疑將 發(fā)揮關(guān)鍵作用，不僅在開(kāi)發(fā)和部 署技術(shù)創(chuàng)新方面，而且在測(cè)量和 報(bào)告排放數(shù)據(jù)方面。缺乏全行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@給 雙方帶來(lái)了不確定性 : 當(dāng)鉆井平 臺(tái)簽約為運(yùn)營(yíng)商鉆井時(shí)，哪些屬 于范圍 1，哪些屬于范圍 2 ? 帕特森 - uti 的技術(shù)副總裁 凱 蒂· 霍 爾 斯 特 (Katy Holst) 說(shuō) :“我們還沒(méi)有報(bào)告我們今天 的成績(jī)或我們希望達(dá)到的水平， 因?yàn)槲覀內(nèi)栽谠噲D弄清楚誰(shuí)應(yīng)該 報(bào)告其中的一些數(shù)。”“在考 慮公開(kāi)公布數(shù)據(jù)和目標(biāo)之前，我 們需要建立明確的標(biāo)準(zhǔn)，確定誰(shuí) 需要報(bào)告排放。”
引擎效率最大化
與其運(yùn)營(yíng)商客戶(hù)合作開(kāi) 發(fā)了幾種替代燃料和混合燃料， 通過(guò)使用天然氣、高線(xiàn)電力和雙 燃料減少柴油的使用。該公司目 前擁有 34 個(gè)雙燃料鉆機(jī)和 7 個(gè) 高線(xiàn)鉆機(jī)。雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)使 H&P 的柴油利用率降低了高達(dá) 30%， 該公司估計(jì)，與傳統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 相比，其高線(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)的溫室氣 體排放影響降低了 70%。 近年來(lái)，該公司的 ESG 戰(zhàn)略 重點(diǎn)不僅是減少氮氧化物和顆粒 排放，這可以通過(guò)減少柴油的使 用來(lái)實(shí)現(xiàn)，還包括減少溫室氣體 排放，即使在使用天然氣和雙燃 料系統(tǒng)時(shí)，這也是一個(gè)挑戰(zhàn)。甲 烷滑移就是一個(gè)例子，甲烷是天 然氣發(fā)動(dòng)機(jī)釋放出來(lái)的未燃燒氣 體。 本森表示 :“當(dāng)你使用天然 氣發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，最重要的是，你擁 有一個(gè)不斷變化的動(dòng)態(tài)能量負(fù) 荷。”“實(shí)現(xiàn)避免甲烷滑移所需 的效率具有挑戰(zhàn)性。因此，如果 你只擔(dān)心氮氧化物和顆粒排放， 天然氣系統(tǒng)是可以的，但如果你 專(zhuān)注于二氧化碳等量的溫室氣體， 天然氣必須以一種非常有創(chuàng)意的 方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這些效率，而不會(huì)出 現(xiàn)甲烷泄漏。” 為了減少二氧化碳和氮氧化物的排放，H&P 一直致力于最大 限度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，而不管 使用哪種燃料。該公司一直在開(kāi) 發(fā)和測(cè)試其新的發(fā)動(dòng)機(jī)管理技術(shù)， 這是一種自動(dòng)軟件應(yīng)用程序，可 以監(jiān)控其鉆機(jī)編隊(duì)中各種發(fā)電機(jī) 的功率。盡管 H&P 積極與客戶(hù) 合作多年來(lái)手動(dòng)減少不必要的引 擎使用 , 新的軟件可以計(jì)算出最 有效的所需的發(fā)電機(jī)數(shù)量對(duì)于一 個(gè)給定的操作 , 然后自動(dòng)反應(yīng)發(fā) 電機(jī)組的負(fù)載抽出根據(jù)需要開(kāi)啟 或關(guān)閉發(fā)電機(jī)。不需要人工干預(yù)。
在過(guò)去的三年里，公司通過(guò) 共同努力減少排放和燃料消耗， 結(jié)合技術(shù)和運(yùn)營(yíng)性能的提高，每 公里鉆井的二氧化碳排放量減少 了 11%， 從 66.2 噸 減 少 到 58.9 噸。今年，H&P 計(jì)劃將鉆機(jī)發(fā)動(dòng) 機(jī)的額外運(yùn)行時(shí)間減少 10%。該公司目前正在努力將預(yù)測(cè) 性能源規(guī)劃能力納入其能源管理 系統(tǒng)。這將使系統(tǒng)能夠預(yù)測(cè)在任 何給定時(shí)間內(nèi)發(fā)電機(jī)或存儲(chǔ)設(shè)備 需要提供的電力數(shù)量，以及需要 分配給鉆機(jī)電網(wǎng)中的每個(gè)電路的 電力數(shù)量。其目標(biāo)是確保電網(wǎng)內(nèi) 電力的均勻流動(dòng)，這一過(guò)程稱(chēng)為 負(fù)載平衡。負(fù)載平衡降低了意外 能量峰值的概率，而意外能量峰 值通常需要額外的發(fā)電機(jī)功率來(lái) 滿(mǎn)足意外需求所需的多余功率。 本森表示，H&P 正處于這些預(yù)測(cè) 能力的早期開(kāi)發(fā)階段，希望在不 久的將來(lái)啟動(dòng)測(cè)試。 此外，該公司還與電池系統(tǒng) 供應(yīng)商合作，以確定陸上鉆機(jī)動(dòng) 能回收系統(tǒng)的可行性。已經(jīng)有一 些成功的野外試驗(yàn)。這種系統(tǒng)通 常用于一級(jí)方程式賽車(chē)，它利用 一種設(shè)備，在起下鉆時(shí)吸收鉆機(jī) 電子制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的動(dòng)能。然后， 這些動(dòng)能儲(chǔ)存在電池系統(tǒng)中，轉(zhuǎn) 化為電能，并在需求高峰時(shí)反饋 到鉆機(jī)的電力供應(yīng)中。 本森表示 :“我們現(xiàn)在正試 圖弄清楚電池系統(tǒng)的真正好處是 什么。”“我們能使用再生能源 嗎 ?”當(dāng)我們絆倒的時(shí)候，當(dāng)我 們把管子放下去的時(shí)候，電子剎 車(chē)系統(tǒng)就成了給電池充電的合法 方式。我們正在捕獲多余的能量， 否則這些能量就會(huì)變成熱量，進(jìn) 入電阻組。”
優(yōu)先考慮雙燃料和高線(xiàn)電力
減少柴油的使用一直是 Devon 公司關(guān)注的一個(gè)領(lǐng)域，因 為該公司已經(jīng)優(yōu)先考慮可以連接 高線(xiàn)電源或具有適用于壓縮天然 氣、液化天然氣或現(xiàn)場(chǎng)天然氣的 雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的鉆機(jī)。截至 2019 年，該公司近 60% 的油井是由 雙燃料或高線(xiàn)鉆井平臺(tái)鉆井。該 公司估計(jì)，從 2018 年的水平上 節(jié) 約 了 250 萬(wàn) 加 侖 柴 油 當(dāng) 量， 減少了 1.9 萬(wàn)噸二氧化碳。溫室 氣體直接排放總量也從 2018 年 的 565 萬(wàn)噸二氧化碳當(dāng)量驟降至 2019 年的 261 萬(wàn)噸。該公司將 在今年年底公布 2020 年的排放 數(shù)據(jù)。 杰克遜表示 :“你需要多管 齊 下， 努 力 提 高 現(xiàn) 場(chǎng) 的 燃 油 效 率。”“沒(méi)有一個(gè)單一的解決方 案可以減少我們的排放。” 此外，該公司還在早期階段 測(cè)試各種可以安裝在鉆井平臺(tái)上 的儲(chǔ)能設(shè)備，比如可以作為備份 的電池系統(tǒng)，使鉆井作業(yè)在高峰 時(shí)段運(yùn)行，而無(wú)需安裝額外的發(fā) 電機(jī)。不過(guò)，杰克遜表示，成本 考慮可能是該公司在陸地業(yè)務(wù)中 大規(guī)模調(diào)整能源存儲(chǔ)的最大障礙。 “在陸地上，能源儲(chǔ)存仍然是一 項(xiàng)新興技術(shù)，與任何新興技術(shù)一 樣，使事物可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重 要方面是成本效益。我們這樣做.不是為了在紙上看起來(lái)很好。我 們需要從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，”他說(shuō)。 除了第 1 和第 2 項(xiàng)溫室氣體 排放，該公司在 6 月宣布的新環(huán) 境績(jī)效目標(biāo)還專(zhuān)門(mén)針對(duì)甲烷排放。 到 2030 年，該計(jì)劃的目標(biāo)是將 甲烷排放強(qiáng)度比 2019 年的基準(zhǔn) 降低 65%，并消除常規(guī)燃除。為 了推動(dòng)這些變化，德文郡在 2019 年開(kāi)始從氣體驅(qū)動(dòng)的氣動(dòng)泵和控 制器過(guò)渡到空氣驅(qū)動(dòng)的。這消除 了井場(chǎng)甲烷排放的最大來(lái)源之一。
該公司還投資了 100 多萬(wàn)美元用 于光學(xué)氣體成像攝像機(jī)，作為泄 漏檢測(cè)和修復(fù) (LDAR) 計(jì)劃的一 部分。作為該公司 LDAR 調(diào)查的 一部分，這些攝像頭能夠更高效、 更頻繁地檢查設(shè)備的甲烷泄漏。 2019 年，該公司在 1491 個(gè) 設(shè) 施 進(jìn) 行 了 LDAR 調(diào) 查， 比 州 和 聯(lián) 邦 法 規(guī) 要 求 的 多 864 個(gè)。
這些努力不僅導(dǎo)致甲烷排放大幅 下降 , 從 2018 年的 122 萬(wàn)噸二 氧化碳當(dāng)量的 073 萬(wàn)年的 2019 噸 —— 但 他 們 也 產(chǎn) 生 額 外 的 數(shù) 據(jù) , 使得德文郡來(lái)識(shí)別設(shè)備最有 可能出現(xiàn)泄漏 , 從而提煉其維護(hù) 項(xiàng)目。 為了進(jìn)一步抑制甲烷排放， Devon 最 近 開(kāi) 發(fā) 了 一 種 云 計(jì) 算 軟件應(yīng)用程序，用戶(hù)可以在該軟 件 中 捕 獲、 輸 入、 跟 蹤 和 記 錄 LDAR 調(diào)查結(jié)果。該應(yīng)用程序自 動(dòng)與德文郡的企業(yè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)同步， 用戶(hù)可以安排維修，創(chuàng)建工作訂 單，并記錄成功的維修。
了解負(fù)載需求
通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)降低燃料消 耗是帕特森 - uti 公司減排工作 的主要重點(diǎn)。鉆井承包商開(kāi)發(fā)了GenAssist，這是一種鉆機(jī)控制 系統(tǒng)，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間低負(fù) 荷運(yùn)行時(shí)自動(dòng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)鉆 機(jī)功率需求超過(guò)在線(xiàn)發(fā)電機(jī)數(shù)量 的程序負(fù)荷閾值時(shí)，該系統(tǒng)還會(huì) 自動(dòng)啟動(dòng)額外的發(fā)動(dòng)機(jī)。 GenAssist 目 前 正 在 帕 特 森 - uti 的多臺(tái)鉆機(jī)上運(yùn)行，該公司正在與多家運(yùn)營(yíng)商積極討論 在其他鉆機(jī)上的部署。
該公司的另一項(xiàng)增強(qiáng) esg 能 力的關(guān)鍵創(chuàng)新是其去年推出的 EcoCell 技術(shù)。當(dāng)鉆機(jī)的電力需 求低于鉆機(jī)的發(fā)電機(jī)容量時(shí)，它 可以將能量存儲(chǔ)在鋰電池中，然 后在高峰使用時(shí)向鉆機(jī)提供補(bǔ)充 電力。該系統(tǒng)可存儲(chǔ)超過(guò) 500 千 瓦時(shí)的能量，在滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)可產(chǎn)生 比發(fā)電機(jī)組多 1.5 倍的功率。 該 系 統(tǒng) 是 基 于 PattersonUTI 鉆井?dāng)?shù)千口非常規(guī)井的經(jīng)驗(yàn) 開(kāi)發(fā)的，在典型鉆井作業(yè)中，利 用存儲(chǔ)能源最大限度地節(jié)約排放 所需的電力需求。
一個(gè)例子是， 在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，只需一個(gè)在線(xiàn)發(fā) 動(dòng)機(jī)就可以完成脫扣操作，而不 是兩個(gè)或三個(gè) ; 電池系統(tǒng)提供吊 裝所需的補(bǔ)充能量，然后在連接 時(shí)充電。 霍爾斯特女士說(shuō) :“當(dāng)我們 設(shè)計(jì)一個(gè)像 EcoCell 這樣的系統(tǒng) 時(shí)，我們需要了解負(fù)載曲線(xiàn)是什 么樣的，以及我們需要在電池中 增加多少額外的存儲(chǔ)空間。”
“在 鉆井作業(yè)中，我們希望積極循環(huán) 使用這些電池，根據(jù)在線(xiàn)運(yùn)行的 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量和鉆機(jī)功率需求進(jìn)行 充電或放電。” 到 目 前 為 止，PattersonUTI 已經(jīng)在德克薩斯州西部和美 國(guó)東北部的鉆井平臺(tái)上安裝了設(shè) 備?；魻査固乇硎?:“在不同地 區(qū)進(jìn)行測(cè)試很重要。”“不同地 區(qū)的井計(jì)劃可能存在很大差異。 鉆機(jī)上泵的數(shù)量、鉆井程序的長(zhǎng) 度和持續(xù)時(shí)間、在不同海拔和環(huán) 境溫度下的操作，所有這些變量 都需要考慮，以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行微 調(diào)。”
該公司表示，目前的計(jì) 劃是到 2022 年每月生產(chǎn)和安裝 兩套。 同時(shí)，該公司將繼續(xù)完善其 PTEN+ 邊緣計(jì)算平臺(tái)的模型， 可以實(shí)時(shí)計(jì)算燃料消耗和排放。 除了計(jì)算實(shí)際排放量和燃油消耗 率，該程序還模擬了如果采用更 優(yōu) 化 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 管 理， 或 者 如 果 在 鉆 機(jī) 上 安 裝 了 GenAssist 或 EcoCell 等自動(dòng)化技術(shù)，那么排 量將會(huì)是多少。這讓工作人員知 道，如果他們?cè)诓恍枰臅r(shí)候關(guān) 閉引擎，或者如果他們?cè)阢@機(jī)位 置投資部署更先進(jìn)的技術(shù)，他們 可以節(jié)省多少。
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