01 项目信息
项目名称：克拉玛依风城油田高温光热利用先导试验项目
项目背景：超稠油是全球油气资源的重要组成部分，但其开采长期依赖燃气或燃煤锅炉产生高温蒸汽以实现降粘和驱动，存在能耗高、碳排放量大的问题。风城油田是我国储量最大、品质最佳、黏度最高的稠油油田。作为我国最大的整装浅层超稠油生产基地，新疆油田风城油田作业区年均消耗天然气近10亿立方米、原煤约30万吨，环保与能耗压力日益凸显。项目意义：中国石油天然气集团公司的新能源重点项目，也是国内首个稠油高温光热试验工程，旨在探索解决稠油开发能耗高、清洁替代成本高、高碳排放等问题，对推动油气与新能源融合发展具有重要意义。建设地点：新疆克拉玛依市乌尔禾区风城油田重37井区项目用地：占地面积15万平方米关键参数：总采光面积5.15万平方米，定日镜2.37万面，吸热器额定功率26兆瓦，年集热量3.73万兆瓦时，等效小时数1453小时，总体光热转换效率53%，塔高113.4米，抗风生存风速49米每秒主要建设内容：综合部分（前置项、全部地面基础）、光塔及吸热器（钢结构、吸热器）、除氧水泵房（设备、管道、房屋）、电气预制舱（仪表柜、控制柜、房屋）、电控设备间（仪表柜、控制柜、房屋）、清洗车库（车库、辅助设备）、定日镜（镜片、支架、驱动器）、镜场设施（控制及校验系统、红外相机）、调试生产（整体调试及试运行）项目目标：世界首个SAGD稠油塔式水工质高温光热试验工程，力求攻克稠油热采光热清洁替代技术瓶颈，探索解决稠油生产高能耗、高碳排放问题的路径。工艺流程：通过23712面高精度定日镜将太阳光反射至113米高的极热塔顶，稳定产生305℃的高品质过热蒸汽，直接用于稠油热采。项目创新结合地下蒸汽腔储能技术，实现无光照条件下的持续供热，真正达成了“光尽其用、零碳采油”的目标。投产后，每年可生产5.2万吨零碳过热蒸汽，替代天然气392万立方米，减排二氧化碳0.85万吨，相当于种植47万棵树木的固碳量相当于2万户家庭一年的用气量。锅-水汽系统：清水软化水真空除氧后利用余热提温至80℃，输送至吸热器。给水流过水冷段、汽水分离器及过热段，被加热生成305℃、6MP的过热蒸汽，附近为富城能源公司油砂矿，可实现对外清洁供能。炉-集热系统：通过高度自控的自动逐日系统来控制小定日镜，将太阳光反射到位于塔顶的吸热器上，由吸热器将太阳辐射能转变为热能来加热水工质。项目效果：项目实现了稠油开采过程中化石燃料的规模化可再生能源替代。投产满30天，交出亮眼成绩单：累计安全运行162小时，产出高品质过热蒸汽4560吨，替代天然气34万立方米，助力稠油开采739吨。选用技术：项目优选小定日镜塔式光热制蒸汽技术，建设水工质集热器规模26MWth，年可供汽量5.2万吨。 PCS3-SH镜场成套产品技术首次国内商业化应用；国内首台光热DSG过热蒸汽-稠油开采机组；国内首台利用SAGD地下汽腔储热光热机组。技术优势：结合项目所处重37井区油区特点，因地制宜打造塔式水工质光热+SAGD井地层储能+燃气锅炉耦合+轻型模块化小定日镜4大技术融合工艺，与其它光热项目相比具有三大优势。优势1：系统高效——直接聚光加热水工质产生过热蒸汽，不使用熔盐，光热转换效率高达53%优势2：工艺领先——结合SAGD井蒸汽腔地层储能、燃气锅炉耦合（地面用光热产蒸汽、用锅炉补蒸汽；地下用底层储蒸汽）优势3：技术先进——优选可迁移轻型模块化追光小定日镜技术，具有五大技术优点
02 项目进展
项目于2024年5月开工，2024年10月，实验检测研究院已完成高温光热直接制蒸汽项目能效测试参数模拟试验，获得了吸热器涂层吸收率、聚光温度场、温升速率等关键参数，为工程质量验收和工艺技术攻关提供了数据支持。
作为中国石油新能源“三步走”战略在稠油开发领域的关键实践，2025年9月12日满负荷投产试运，满足光照条件下运行15天，79小时，外供清洁蒸汽1700吨，助力产油近300吨减碳排放近250吨，替代天然气11.6万方。峰值参数:运行功率27兆瓦，蒸汽40吨/小时，温度308摄氏度，压力6.8兆帕，过热度24度平均参数：运行功率15.6兆瓦，蒸汽21.6吨/小时，温度305摄氏度，压力6.45兆帕，过热度23度。
03 项目预期研究成果
计划形成涵盖变量注汽/间歇注汽总量控制对SAGD开发的影响、高温光热制蒸汽技术的过热蒸汽品质保障、高温光热与注汽锅炉系统耦合控制技术、光热技术系统性测试评价4大研究内容，产生15项研究成果，最终形成一套全面的高温光热标准开发模式。经验1：针对有效光照时长缩短的行业难题，项目技术团队创新构建“预演—调控—复盘”全周期管理机制，通过实时追踪太阳辐照度、动态调整定日镜角度，将系统预热提负荷时间压缩30%，散焦停机流程效率提升33%。依托23712面高精度定日镜组成的“聚光矩阵”，系统以1.2毫弧度追踪精度、95%反射效率，最大化捕捉光能，确保305摄氏度的高品质过热蒸汽持续稳定输送至SAGD油井。经验2：为打通光热供汽全链条，项目组牵头组建跨8家单位的专项协调小组，搭建“数据实时共享、问题即时处置”的扁平化指挥体系。通过建立多参数联动调控模型，实现各环节无缝衔接，光热锅炉并汽后安全稳定运行，关键运行指标达标率100%。
经验3：项目的“智慧大脑”则充分验证了光热技术在镜场控制、能流分配与全天候校准等方面的突破性进展，其光学效率、跟踪精度及响应时间等核心指标均达到商业化运行要求。同时，项目创新采用的“夜间人造光源+白天太阳光源”全天候校准技术，借助5座校准塔实现周期为7天的高效校准，较传统光热项目的校准周期显著缩短，校准后镜场跟踪准确度达0.9mrad，具备毫秒级能流调度响应能力，极大地提高了太阳能收集效率，全面满足系统设计要求。系统采用独有的定日镜清洗专利技术，动态优化镜面清洗角度及滚刷与镜面的贴合角度，实现日清洗4500面定日镜，大幅度提升清洗效率，确保了清洁度和反射率。
经验4：自主研发的2.17平方米的小型定日镜，具有光学效率高、抗风性能优、地形适应性强、安装便捷、可迁移性突出及耗水量低等多重优势，在显著提升整体工程技术经济性的同时，进一步强化了项目的环保节能属性。
经验5：从开发到中标、设计到建设、施工到调试，在探索新类型能源项目的道路上，EPCO全产业链资源的整合优势得到充分展现。
项目前期，团队先行切入，充分发挥设计引领和技术协同优势，配合业主完成项目可行性研究报告，成功通过专家评审；执行期间，以设计为牵引，贯通设计、采购、施工、调试全过程，协同作战，用智慧和汗水在戈壁油田中浇筑“光热丰碑”，携手绘画绿色能源蓝图。项目团队采取问题处理提前化、保障措施全面化、基本操作精细化的三重措施，构建起三维保障体系，严格执行投产方案并进行各环节检查，每个设备均单独编制操作规程，同时精准做好技术交底，严密安全预控和全面应急准备，现场指挥有序、衔接顺畅，确保过程“零偏差”，保证项目顺利投产。经验6：该项目成功开发“光热-SAGD”一体化工艺、“镜-炉-控”一体化装备、蒸汽品质自适应调节系统、“模块化-橇装式”工程模式等4项首创技术，实现供气参数、聚光精度、校准效率、系统可靠性、国产化率、经济性等6项关键指标领先，为油田从“耗能大户”向“低碳标杆”转型提供关键支撑。
