□张 俊 陈 苗 吴林筱
利用超导体理念研发钨合金加热装置替代传统加热炉，实现降耗减排；仿照大自然呼吸研发二氧化碳空气源热泵技术，利用空气能量加热；模拟人工心脏搏动对混输泵进行升级改造，实现高气油比混输增压输送……近年来，西北油田石油工程技术研究院地面工程研究所从生活中获取灵感，创新探索出一系列绿色低碳新技术，为实现国家“双碳”目标和绿色油田建设不断贡献智慧和力量。三大绿色低碳新技术为西北油田可持续发展注入无限生机。
钨合金加热技术：用超导理念实现节能革新
“传统加热炉就像竭泽而渔的‘吃气大户’，不仅存在设备效率低、天然气能耗高等问题，而且会向大气排放二氧化碳和氮氧化物。”地面工程研究所副主任师高多龙站在采油一厂TK408井旁，望着呼呼燃烧的水套加热炉，算起了“节能减排账”。2024年初，他带领绿色低碳节能团队调研时发现，燃气加热炉的热气顺着烟囱白白溜走，输送的原油却时常因温度不够导致凝管。
“节能减排，核心在于降低热能传递损耗。能不能像超导材料减少电阻那样，让热能接近零损耗传递？”一次技术研讨会上，高多龙精准抓住症结。刚入职的硕士吴林筱立刻扎进一线，带着这个想法跑遍胜利油田、长庆油田，终于在胜利油田东强机电设备有限公司找到突破口：一种钨合金加热技术，在可实现变电流技术的新型钨合金材料基础上，利用短路、漏磁、涡流三位一体电热转换，让电能更高效地转变为热能。
可引进之路并不平坦。“这项技术到咱们沙漠里能扛住严寒酷暑和硫化氢腐蚀吗？”采油一厂的技术管理员杨帆起初犯嘀咕。吴林筱带着设备住进试验井场板房，白天顶着冷冽的寒风调试设备参数，晚上在灯下整理试验数据，终于让设备在液量波动的工况下稳定运行。
2025年春，TK408中质油井和TK6127稠油井的试验评价数据显示：100千瓦负荷下，钨合金加热技术较传统加热炉投资降低28%以上，能耗降低22%，碳排放量减少53%。相当于一口井一年少烧10万立方米天然气，每年减少4000辆汽车的尾气排放量。
二氧化碳热泵技术：以自然循环实现低碳升级
解决了中低负荷加热难题，高负荷井场的“高耗能”又成了新的“卡脖子”环节。2024 年统计显示，传统电磁加热器虽然热效率超90%，但年运行费用比传统加热炉高1.8倍。“节能不能只算‘减排账’，更要算‘经济账’。”地面工程研究所副所长黎志敏把新能源团队拉到会议室，又一次开展了头脑风暴。
“自然界中的水通过植物根系被吸收，又通过植物叶片蒸腾完成循环往复的能量交换，热能是不是也能通过某种方式循环利用？”地面工程研究所技术研究室主任孙永尧一句话点醒众人。团队顺着这个思路调研，发现清华大学研发的二氧化碳空气源热泵，能像大树通过叶片呼吸一样，把空气中的低品位热能“泵”成高品位热能。
可新疆冬季夜间温度低至零下20摄氏度，热泵会不会罢工？黎志敏带着冯盼等技术员在TK155井搭建试验棚，把温度计绑在设备上，24小时轮班记录数据。在凌晨两点最冷的时候，设备制热效率下降，冯盼在清华大学能动系工程热物理所党支部书记、副所长祝银海的远程指导下，一点点调整二氧化碳制冷剂流量，终于实现在低于零下20摄氏度的环境温度下设备稳定运行。
“这技术就像给油田装上‘空气充电宝’！”黎志敏看着数据赞叹。与200千瓦加热炉相比，能耗下降56%；与电磁加热器相比，每年减少用电10万千瓦时。目前，该技术已入选《国家重点节能低碳技术推广目录》，成为油田名副其实的“会呼吸的节能器”。
液压式混输技术：以“强心”逻辑实现绿色集输
“顺北、雅克拉凝析气藏的低压气井就像‘气短的病人’，这种压力低、气油比高的工况，螺杆泵、柱塞泵、双腔泵和传统压缩机都应付不了。”地面工程研究所所长钟荣强在顺北801井调研时，看着井口油压不断降低直皱眉，这类低压油气集输成了亟待解决的难题。
地面工程研究所技术员田剑在查阅心脏瓣膜置换资料时突发奇想：给泵升级换代，像增强心肌收缩力一样提升泵血效率，同时让进液缸和排液缸同轴，如同优化心脏的血流路径，形成能量循环利用的闭环，可以大大降低能耗。
然而第一台样机在试验时频频卡壳，油气混合物在缸内形成气锁，就像心脏里淤积了阻碍血流的气栓。他们联合采油四厂的老师傅在泵体上开了个“排气窗”，如同给心脏加装排气瓣膜，问题迎刃而解。经过半年优化，塔河7口井的实战数据显示：液压混输技术集输液量提升10%，能耗降低19%，对比传统集输方案，不仅节省工程投资10%以上，每年还节省用电30万千瓦时。
“现在这些泵就像油田的‘强心脏’，把零散的油气稳稳‘泵’进集输管网。”田剑眼里闪着光，拍着轰鸣的设备说。
“我们的技术创新，都藏在生活细节里。”西北油田高级专家姚彬说，“钨合金加热技术借鉴了超导体低损耗原理，二氧化碳热泵技术模仿了自然‘能量循环’，液压式混输技术改造灵感来自人工心脏的搏动，把这些原理创新性地运用到绿色低碳技术中，就拥有了破题的关键。”
下一步，西北油田将持续评价太阳能光热利用、采出水余热利用、压缩机余热利用等技术，充分利用地域优势资源，逐步提高新能源比例，建成全产业链低碳示范油田，为传统能源行业转型提供了可靠的“西北方案”。