【报告推荐】油气行业上游（勘探开发）碳减排技术及发展规划

本次《 油气行业上游（勘探开发）碳减排技术及发展规划专题研究报告 》，是《油气行业全产业链碳减排战略研究》的子课题。基于当前国际国内形势及碳减排需求，以油气行业上游的碳减排技术为主题，主体分为五个章节，从油气勘探评价、油气开发工程、采油采气等三大环节调研和整理了地震勘探、测井、钻井设备及录井、钻井工艺及管理、完井固井修井、压裂、采油采气设备、采油采气工艺、采油采气末端治理等方面的最新碳减排技术进展，期望能为油气行业相关单位进行碳达峰和碳中和的具体实践提供借鉴。

01.调研背景

2022年，全球能源相关的二氧化碳排放量增长了0.9%，比2021年增加3.21亿吨，达到368亿吨。我国二氧化碳年排放量居全球首位，2022年达到114.77亿吨，世界占比28.87%，与2021年相比，下降了0.2%。油气行业全价值链从开采、运输、储存到终端应用产生的碳排放量达到全球总碳排放量的42%。其中，油气使用阶段的碳排放量占33%，勘探开发、储运、炼制等生产阶段的碳排放量占9%；而上游钻完井与生产过程中的二氧化碳排放约占10%，是实现净零排放的重要阶段。 要实现碳达峰和碳中和目标，油气行业上游勘探开发领域的碳减排刻不容缓。

作为全球向低碳经济转型的关键参与者，国际国内油气公司制定了碳减排中长期发展战略，明确了减排目标，近年来不断加大低碳技术投资。 本报告从 低碳用能替代高碳用能 、 节能降耗减排 、 改进和提高能源利用效率 、 提高工效降本减排 、 回收利用废弃物环保减排 、 引进数字化智能化系统全面降耗增效减排 等七个方面， 搜集和整理了油气行业上游国际国内最新的碳减排技术近百项，以助推本领域温室气体减排，努力实现碳中和。

02.报告目录

目前国家和行业层面逐渐给出了宏观、清晰的路径规划。具体到实施层面，还需要相应的技术支撑才能将碳减排落到实处。本报告以此为切入点，系统梳理了新时期国际国内先进企业在油气勘探开发领域最新的碳减排技术进展，从技术简介、减排原理与思路、减排应用与效果等方面进行展示，对于相关油气企业进行技术改造和升级提供了新的思路和见解。

正文目录

第一章 油气行业上游碳减排概述

第一节 油气行业上游碳减排现状及面临的挑战

一、油气行业上游碳排放特征

1、从排放来源看，直接和间接碳排放都大量存在

2、从排放类型看，固定源排放是主要来源

3、从排放强度看，随着开发难度提高导致碳排放强度增大

4、从排放趋势看，上游碳排放强度逐年递减

二、油气行业上游碳减排面临的挑战

1、碳减排需要额外投入资金人力，增加了企业成本与经济效益压力

2、上游技术密集和成熟，碳减排为技术创新突破提出了更高要求

3、既要保能源供应安全，又要保双碳目标实现，双约束平衡挑战巨大

第二节 油气行业上游碳减排思路与路径

一、油气行业上游碳减排思路与路径

1、传统替能，用低碳燃料或能源替代高碳燃料或能源，优化用能结构

2、节能降耗，减少能源的使用量，从而减少碳排放

3、改进能效，提高能源的利用效率，减少碳排放

4、提高工效，提高生产效率，降低碳排放

5、回收利用，将废弃物料再利用，降低碳排放

6、数智系统，通过数字化、智能化等IT技术提高生产效率和能源利用效率

二、油气行业上游碳减排技术清单

1、油气勘探环节碳减排技术

2、测井环节碳减排技术

3、钻井设备及录井环节碳减排技术

4、钻井工艺及管理碳减排技术

5、完井固井修井环节碳减排技术

6、压裂环节碳减排技术

7、采油采气设备碳减排技术

8、采油采气工艺碳减排技术

9、采油采气末端治理碳减排技术

第二章 油气勘探评价环节减排技术

第一节 地震勘探环节减排技术

一、提高地震数据采集效率，大幅降低能耗与碳排放

1、节点仪器代替有线物探采集仪器，大幅降低采集工作量和能耗

2、压缩感知采集技术，提高采集效率，降低采集成本

3、基于机器人的OBN采集，大幅提高采集效率，降低能耗

4、3D分布震源组合采集（3D DSA）

5、井中地震分布式光纤传感器（DAS）技术

二、其它地震勘探减排技术

1、太阳能光伏系统在物探作业中的应用

第二节 测井环节减排技术

一、随钻测井代替电缆测井，实现“一趟测”，极大简化作业流程

1、随钻测井代替电缆测井，实现“一趟测”，极大简化作业流程

2、井下发电为随钻测井供电，改变传统供电模式，实现井下能量的有效利用

二、测井自动化智能化，提效降耗，减少碳排放

1、井下机器人提高测井效率，节能减排

2、电磁流量与示踪相关组合测井节能技术

3、基于数据融合的测井解释专家决策支持方法

第三章 油气开发工程环节减排技术

第一节 钻井设备及录井碳减排技术

一、升级钻机动力系统，替代高碳能源

1、能源油改电——钻机电动化技术

2、钻井电动设备无功补偿房改进技术

3、混合动力钻机技术

4、石油钻井蒸汽锅炉电动化技术

5、高性能天然气发电机组技术

二、井下工具优化提速技术，提效节能

1、新型PDC钻头

2、钻井提速工具

3、电驱钻井井下动力钻具技术

三、利用储能技术，实现钻井机组调峰补偿，减少发电能耗

1、钻井过程电力峰值消除技术

2、基于超级电容的储能钻井技术

3、基于飞轮储能的能量回收钻机

4、复合储能控制系统在钻机制动能量回收中的应用

四、录井减排技术

1、光伏太阳能供电的录井无线传感器

第二节 钻井工艺及管理碳减排技术

一、钻井数字化智能化，优化作业流程，碳排放降至最低

1、钻井数字化管理节能技术

2、远程实时操作定向钻井，提高生产效率，减少碳足迹

二、优化石油工程作业管理，提效节能减排

1、水平井“一趟钻”钻井技术

2、工厂化钻井模式

三、新型钻井技术驱动降本提效，减少碳排放

1、微小井眼钻井工艺降低钻井能耗

2、激进参数钻井技术

3、连续管钻井技术

四、井下流体性能提升，提高钻井效率，降低能耗与碳排放

1、高性能水基钻井液体系

2、非水基钻井液体系

3、抗高温钻井液体系

五、钻井液处理及再利用，降耗减排

1、钻井液不落地技术

2、合成基钻井液循环利用技术

六、其它钻井工艺减排技术

1、新型节能添加剂技术，提高柴油燃烧效率

2、钻屑节能处理技术

第三节 完井固井修井环节碳减排技术

一、完井碳减排技术，提高作业效率，降耗减排

1、智能完井系统

二、固井碳减排技术，自动化及工艺优化，减少消耗和碳排放

1、自动化固井技术

2、控压固井工艺技术

3、固井过程中的废弃物减排技术

三、修井碳减排技术，以储能技术回收利用能量，减少碳排放

1、基于超级电容储能的修井技术

2、基于液压储能的修井技术

第四节 压裂环节碳减排技术

一、压裂设备电动化，用能结构从高碳转向低碳

1、电驱式压裂设备

2、全电动压裂装备技术

二、储集层改造压裂，提高工效和产能，单位产量降耗减排

1、“长水平井+超级压裂”技术组合，大幅提高单井产能

2、缝端暂堵宽带压裂技术

三、无水压裂技术，减少水消耗及返排液处理能耗

1、二氧化碳压裂技术

2、低碳烃无水压裂技术

四、其它压裂减排技术，技术优化节能减排

1、基于碳减排分析的水力压裂发动机优选

2、基于压裂桥塞铣削优化的碳减排技术

第四章 采油采气环节减排技术

第一节 采油采气设备碳减排技术

一、机械采油有杆举升，设备升级，提高能效减排

1、抽油机节能改造技术

2、抽油机不间断抽油优化

二、新型无杆举升技术，工效提升，节能减排

1、小排量潜油直驱螺杆泵节能采油技术

2、井下直驱螺杆泵无杆举升技术

3、电动潜油柱塞泵无杆举升工艺

第二节 采油采气工艺碳减排技术

一、分层注入开发，提升产能，单位产量节能减排

1、智能分层注采技术

2、井下油水分离同井注采技术

3、智能化注水技术

二、气驱提高采收率技术，降低单位产量能耗和碳排放

1、基于连续注气的碳减排技术

2、基于水气交替注入的碳减排技术

3、基于CO2吞吐的碳减排技术

4、CO2混相驱减排技术

5、CO2驱油和埋存减排技术

三、稠油热采减排技术，更少能耗更多增产

1、稠油开采减排技术

2、超稠油组合式注汽技术

3、注汽系统节能优化技术

4、火烧油层技术,减少驱油介质与能量消耗

5、新一代稠油原位采油技术

第三节 采油采气末端治理碳减排技术

一、伴生气回收利用，减少温室气体直接排放

1、海上伴生气回收利用技术

2、放空天然气回收技术

3、伴生气回收为燃料气技术

4、油田回注伴生气提高采收率技术

5、伴生气地下存储技术

二、余热余压回收利用，减少能量损失浪费和碳排放

1、超临界二氧化碳系统的余热发电技术

2、稠油开发余热利用技术

3、基于SAGD稠油开采余热利用的冷热电三联供系统技术

4、油田SAGD蒸汽余热利用技术

5、典型油田采出水余热制热技术

6、海上平台透平烟气余热循环技术

7、天然气余压利用技术

第五章 油气行业上游碳减排技术发展规划

第一节 油气行业上游碳减排技术特征

一、油气勘探评价环节碳减排技术

二、油气开发工程环节碳减排技术

1、钻井设备改造碳减排技术

2、钻井工艺升级碳减排技术

3、完井固井修井环节碳减排技术

4、压裂环节碳减排技术

三、采油采气环节碳减排技术

1、采油采气设备改造碳减排技术

2、采油采气工艺升级碳减排技术

3、采油采气末端治理碳减排技术

第二节 油气行业上游碳减排技术成熟度与应用预测

一、油气行业上游碳减排技术成熟度

二、油气行业上游碳减排技术发展趋势

第三节 油气行业上游碳减排技术发展规划

一、碳减排技术滚动发展规划

二、短期技术发展规划

三、中长期技术发展规划