由于投资者和公众要 求陆上钻井行业表 现 出 更 好 的 ESG 性能，因此，运营 商和钻井承包商正以多种方式加 大力度。“我们设定目标是为了 表明我们对减少排放是认真的，” 戴 文 能 源 公 司 ESG 和 EHS 副 总 裁 加 勒 特· 杰 克 逊 (Garrett Jackson) 说。“这将需要大量的  努力和少量的投资来达到某些减 排水平，但这是我们致力于做的 事情。” 和许多其他大型运营商一样， 德文郡已经宣布了到 2050 年实 现斯科普斯 1 号和 2 号温室气体 净零排放的目标。范围 1 为本公 司直接拥有的源的直接排放，范 围 2 为采购源的间接排放。为了 实现这些目标，运营商越来越多 地寻求钻井承包商的创新，以减 少与钻机相关的排放。
 
在关键技术中，公司正在寻 找的是储能系统，如电池动力， 或双燃料和天然气发动机。这些 技术使所谓的“混合”钻井平台 成为可能，帮助企业减少对高排 放柴油发电机的依赖。 在这一过程中，运营商和承 包商之间更深层次的合作无疑将 发挥关键作用，不仅在开发和部 署技术创新方面，而且在测量和 报告排放数据方面。缺乏全行业 标准仍然是一个挑战，因为这给 双方带来了不确定性 : 当钻井平 台签约为运营商钻井时，哪些属 于范围 1，哪些属于范围 2 ? 帕特森 - uti 的技术副总裁 凯 蒂· 霍 尔 斯 特 (Katy Holst) 说 :“我们还没有报告我们今天 的成绩或我们希望达到的水平， 因为我们仍在试图弄清楚谁应该 报告其中的一些数。”“在考 虑公开公布数据和目标之前，我 们需要建立明确的标准，确定谁 需要报告排放。”
 
引擎效率最大化
 
与其运营商客户合作开 发了几种替代燃料和混合燃料， 通过使用天然气、高线电力和双 燃料减少柴油的使用。该公司目 前拥有 34 个双燃料钻机和 7 个 高线钻机。双燃料发动机使 H&P 的柴油利用率降低了高达 30%， 该公司估计，与传统柴油发动机 相比，其高线动力系统的温室气 体排放影响降低了 70%。 近年来，该公司的 ESG 战略 重点不仅是减少氮氧化物和颗粒 排放，这可以通过减少柴油的使 用来实现，还包括减少温室气体 排放，即使在使用天然气和双燃 料系统时，这也是一个挑战。甲 烷滑移就是一个例子，甲烷是天 然气发动机释放出来的未燃烧气 体。 本森表示 :“当你使用天然 气发动机时，最重要的是，你拥 有一个不断变化的动态能量负 荷。”“实现避免甲烷滑移所需 的效率具有挑战性。因此，如果 你只担心氮氧化物和颗粒排放， 天然气系统是可以的，但如果你 专注于二氧化碳等量的温室气体， 天然气必须以一种非常有创意的 方式来实现这些效率，而不会出 现甲烷泄漏。” 为了减少二氧化碳和氮氧化物的排放，H&P 一直致力于最大 限度地提高发动机效率，而不管 使用哪种燃料。该公司一直在开 发和测试其新的发动机管理技术， 这是一种自动软件应用程序，可 以监控其钻机编队中各种发电机 的功率。尽管 H&P 积极与客户 合作多年来手动减少不必要的引 擎使用 , 新的软件可以计算出最 有效的所需的发电机数量对于一 个给定的操作 , 然后自动反应发 电机组的负载抽出根据需要开启 或关闭发电机。不需要人工干预。

在过去的三年里，公司通过 共同努力减少排放和燃料消耗， 结合技术和运营性能的提高，每 公里钻井的二氧化碳排放量减少 了 11%， 从 66.2 吨 减 少 到 58.9 吨。今年，H&P 计划将钻机发动 机的额外运行时间减少 10%。该公司目前正在努力将预测 性能源规划能力纳入其能源管理 系统。这将使系统能够预测在任 何给定时间内发电机或存储设备 需要提供的电力数量，以及需要 分配给钻机电网中的每个电路的 电力数量。其目标是确保电网内 电力的均匀流动，这一过程称为 负载平衡。负载平衡降低了意外 能量峰值的概率，而意外能量峰 值通常需要额外的发电机功率来 满足意外需求所需的多余功率。 本森表示，H&P 正处于这些预测 能力的早期开发阶段，希望在不 久的将来启动测试。 此外，该公司还与电池系统 供应商合作，以确定陆上钻机动 能回收系统的可行性。已经有一 些成功的野外试验。这种系统通 常用于一级方程式赛车，它利用 一种设备，在起下钻时吸收钻机 电子制动系统产生的动能。然后， 这些动能储存在电池系统中，转 化为电能，并在需求高峰时反馈 到钻机的电力供应中。 本森表示 :“我们现在正试 图弄清楚电池系统的真正好处是 什么。”“我们能使用再生能源 吗 ?”当我们绊倒的时候，当我 们把管子放下去的时候，电子刹 车系统就成了给电池充电的合法 方式。我们正在捕获多余的能量， 否则这些能量就会变成热量，进 入电阻组。”
 
优先考虑双燃料和高线电力
 
减少柴油的使用一直是 Devon 公司关注的一个领域，因 为该公司已经优先考虑可以连接 高线电源或具有适用于压缩天然 气、液化天然气或现场天然气的 双燃料发动机的钻机。截至 2019 年，该公司近 60% 的油井是由 双燃料或高线钻井平台钻井。该 公司估计，从 2018 年的水平上 节 约 了 250 万 加 仑 柴 油 当 量， 减少了 1.9 万吨二氧化碳。温室 气体直接排放总量也从 2018 年 的 565 万吨二氧化碳当量骤降至 2019 年的 261 万吨。该公司将 在今年年底公布 2020 年的排放 数据。 杰克逊表示 :“你需要多管 齐 下， 努 力 提 高 现 场 的 燃 油 效 率。”“没有一个单一的解决方 案可以减少我们的排放。” 此外，该公司还在早期阶段 测试各种可以安装在钻井平台上 的储能设备，比如可以作为备份 的电池系统，使钻井作业在高峰 时段运行，而无需安装额外的发 电机。不过，杰克逊表示，成本 考虑可能是该公司在陆地业务中 大规模调整能源存储的最大障碍。 “在陆地上，能源储存仍然是一 项新兴技术，与任何新兴技术一 样，使事物可持续发展的一个重 要方面是成本效益。我们这样做.不是为了在纸上看起来很好。我 们需要从长远来看，”他说。 除了第 1 和第 2 项温室气体 排放，该公司在 6 月宣布的新环 境绩效目标还专门针对甲烷排放。 到 2030 年，该计划的目标是将 甲烷排放强度比 2019 年的基准 降低 65%，并消除常规燃除。为 了推动这些变化，德文郡在 2019 年开始从气体驱动的气动泵和控 制器过渡到空气驱动的。这消除 了井场甲烷排放的最大来源之一。
 
该公司还投资了 100 多万美元用 于光学气体成像摄像机，作为泄 漏检测和修复 (LDAR) 计划的一 部分。作为该公司 LDAR 调查的 一部分，这些摄像头能够更高效、 更频繁地检查设备的甲烷泄漏。 2019 年，该公司在 1491 个 设 施 进 行 了 LDAR 调 查， 比 州 和 联 邦 法 规 要 求 的 多 864 个。
 
这些努力不仅导致甲烷排放大幅 下降 , 从 2018 年的 122 万吨二 氧化碳当量的 073 万年的 2019 吨 —— 但 他 们 也 产 生 额 外 的 数 据 , 使得德文郡来识别设备最有 可能出现泄漏 , 从而提炼其维护 项目。 为了进一步抑制甲烷排放， Devon 最 近 开 发 了 一 种 云 计 算 软件应用程序，用户可以在该软 件 中 捕 获、 输 入、 跟 踪 和 记 录 LDAR 调查结果。该应用程序自 动与德文郡的企业数据系统同步， 用户可以安排维修，创建工作订 单，并记录成功的维修。
 
了解负载需求
 
通过自动化技术降低燃料消 耗是帕特森 - uti 公司减排工作 的主要重点。钻井承包商开发了GenAssist，这是一种钻机控制 系统，可以在发动机长时间低负 荷运行时自动关闭发动机。当钻 机功率需求超过在线发电机数量 的程序负荷阈值时，该系统还会 自动启动额外的发动机。 GenAssist 目 前 正 在 帕 特 森 - uti 的多台钻机上运行，该公司正在与多家运营商积极讨论 在其他钻机上的部署。
 
该公司的另一项增强 esg 能 力的关键创新是其去年推出的 EcoCell 技术。当钻机的电力需 求低于钻机的发电机容量时，它 可以将能量存储在锂电池中，然 后在高峰使用时向钻机提供补充 电力。该系统可存储超过 500 千 瓦时的能量，在满负荷时可产生 比发电机组多 1.5 倍的功率。 该 系 统 是 基 于 PattersonUTI 钻井数千口非常规井的经验 开发的，在典型钻井作业中，利 用存储能源最大限度地节约排放 所需的电力需求。
 
一个例子是， 在设计系统时，只需一个在线发 动机就可以完成脱扣操作，而不 是两个或三个 ; 电池系统提供吊 装所需的补充能量，然后在连接 时充电。 霍尔斯特女士说 :“当我们 设计一个像 EcoCell 这样的系统 时，我们需要了解负载曲线是什 么样的，以及我们需要在电池中 增加多少额外的存储空间。”
 
“在 钻井作业中，我们希望积极循环 使用这些电池，根据在线运行的 发动机数量和钻机功率需求进行 充电或放电。” 到 目 前 为 止，PattersonUTI 已经在德克萨斯州西部和美 国东北部的钻井平台上安装了设 备。霍尔斯特表示 :“在不同地 区进行测试很重要。”“不同地 区的井计划可能存在很大差异。 钻机上泵的数量、钻井程序的长 度和持续时间、在不同海拔和环 境温度下的操作，所有这些变量 都需要考虑，以对系统进行微 调。”
 
该公司表示，目前的计 划是到 2022 年每月生产和安装 两套。 同时，该公司将继续完善其 PTEN+ 边缘计算平台的模型， 可以实时计算燃料消耗和排放。 除了计算实际排放量和燃油消耗 率，该程序还模拟了如果采用更 优 化 的 发 动 机 管 理， 或 者 如 果 在 钻 机 上 安 装 了 GenAssist 或 EcoCell 等自动化技术，那么排 量将会是多少。这让工作人员知 道，如果他们在不需要的时候关 闭引擎，或者如果他们在钻机位 置投资部署更先进的技术，他们 可以节省多少。