9月3日,今年的第9號臺風(fēng)“蘇拉”終于偃旗息鼓?!昂Q笫?19”FPSO(浮式生產(chǎn)儲卸油裝置)上,第一批返崗的生產(chǎn)人員正緊張地恢復(fù)正常生產(chǎn)。隨著對講機(jī)中傳回一聲聲“一切正常”,生產(chǎn)監(jiān)督李林虎連日來提著的心終于放下了:流花,這個今年7月剛剛實(shí)現(xiàn)臺風(fēng)生產(chǎn)模式的深水油田經(jīng)受住了考驗(yàn)。
不只是“海洋石油119”,在中國海油啟動了臺風(fēng)生產(chǎn)模式的各海上油氣生產(chǎn)設(shè)施上,首批返崗的海油人都在“清點(diǎn)戰(zhàn)場”。這些設(shè)施中有的和“海洋石油119”一樣第一年加入這場大戰(zhàn),有的已經(jīng)“久經(jīng)沙場”。
臺風(fēng)生產(chǎn)模式,是指在臺風(fēng)來臨時,海上平臺人員全部撤離到陸地后,通過陸地中控系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作海上平臺持續(xù)生產(chǎn)油氣,實(shí)現(xiàn)臺風(fēng)期間少停產(chǎn)甚至不停產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),南海油氣田平均每年受到臺風(fēng)侵襲2到3次,海上生產(chǎn)人員從撤離到回到崗位通常需要3天,而一個油田一天的產(chǎn)量有數(shù)千桶,氣田單日產(chǎn)量有數(shù)百萬立方米。臺風(fēng)生產(chǎn)模式每運(yùn)行一天,都在避免實(shí)實(shí)在在的油氣產(chǎn)量損失。不僅如此,不同類型生產(chǎn)設(shè)施的臺風(fēng)生產(chǎn)模式實(shí)踐還為海上油氣田無人化、少人化生產(chǎn)模式的探索積累了經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步提升了海上油氣田自動化和智能化水平。
【資料圖】
氣田先行,何以為先?
氣田成為實(shí)施臺風(fēng)生產(chǎn)模式的“先行者”。面對臺風(fēng)天氣下信號傳輸難等挑戰(zhàn),“先行者”們在實(shí)戰(zhàn)中積累經(jīng)驗(yàn)、總結(jié)提升,實(shí)現(xiàn)風(fēng)口奪產(chǎn)、穩(wěn)定保供。
氣田是實(shí)行臺風(fēng)生產(chǎn)模式的“先行者”。早在上世紀(jì)90年代對外合作時期,南海的第一個氣田崖城13-1就已成功實(shí)施臺風(fēng)生產(chǎn)模式,東南沿海的多個氣田緊隨其后。
氣田的臺風(fēng)生產(chǎn)模式之所以實(shí)施得這樣早,有兩個主要原因。一是保供的緊迫性。如果氣田在臺風(fēng)期間停產(chǎn),將會直接給下游電廠和其他連續(xù)生產(chǎn)用戶造成用氣缺口。二是技術(shù)的可行性。因?yàn)椴簧婕皬?fù)雜的液體處理、外輸管網(wǎng),氣田的遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn)門檻較低,在安全性、便捷性方面比油田更具優(yōu)勢。
然而“必須做”和“可以做”并不意味著“容易做”。雖然對外合作氣田已經(jīng)有成功實(shí)施臺風(fēng)生產(chǎn)模式的經(jīng)驗(yàn),但由于不同設(shè)施操作系統(tǒng)、設(shè)計(jì)方案不同,成功經(jīng)驗(yàn)無法簡單復(fù)制,生產(chǎn)人員必須進(jìn)行一番因地制宜的探索。
南海東部油田第一個氣田番禺30-1的情況非常典型。據(jù)當(dāng)年的氣田總監(jiān)徐飛艇回憶,關(guān)于臺風(fēng)生產(chǎn)模式,設(shè)計(jì)文件中僅有簡單一句:“未來可進(jìn)行臺風(fēng)期間陸地遠(yuǎn)程操控生產(chǎn)”,并無相關(guān)具體描述。肩扛保供責(zé)任,番禺30-1氣田用最快速度根據(jù)自身情況完成改造,于2010年即投產(chǎn)第二年便成功應(yīng)用臺風(fēng)生產(chǎn)模式。
這只是第一步,極端天氣下意想不到的情況隨時可能發(fā)生。目前,操作信號都是通過衛(wèi)星進(jìn)行海陸之間控制信號傳輸。狂風(fēng)暴雨中變得格外脆弱的衛(wèi)星信號就曾讓生產(chǎn)作業(yè)人員十分苦惱。為保障安全,番禺30-1氣田臺風(fēng)生產(chǎn)模式下的生產(chǎn)系統(tǒng)在通信中斷30分鐘后就會自動關(guān)停。時任生產(chǎn)監(jiān)督廖道智清楚地記得某次通信中斷后,操作人員經(jīng)過一番緊張的嘗試,直到第28分鐘才有驚無險地找到破解之法,消除通信鏈路堵塞。
相比于積累應(yīng)對緊急情況的經(jīng)驗(yàn),拓寬通信帶寬是更徹底的解決之道。十余年來,中國海油不斷加強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè),帶寬越來越寬,臺風(fēng)期間的生產(chǎn)也越來越有保障。
除了“軟件”,“硬件”也有可能出問題。某次臺風(fēng)過境時,平臺的衛(wèi)星信號接收器被吹歪,導(dǎo)致信號傳輸困難。為此,平臺人員給接收器加裝了球形罩,提高其抗風(fēng)性能。
在一次次實(shí)戰(zhàn)中,各類設(shè)備的性能得到優(yōu)化。13年來,僅在番禺30-1氣田,類似這樣的改造就多達(dá)上百項(xiàng),其他氣田的設(shè)備也都在持續(xù)改造升級中。身處不同設(shè)施、面對不同問題的海油人心里想的是同一件事——賦予氣田無死角抵御風(fēng)浪的能力,保障穩(wěn)定供氣。
油田攻堅(jiān),難在哪里?
從氣田到油田,臺風(fēng)生產(chǎn)模式的實(shí)施難度呈指數(shù)級增長。海油人以需求為導(dǎo)向,將難點(diǎn)一一擊破,成功實(shí)現(xiàn)油田臺風(fēng)生產(chǎn)模式。
2019年,恩平油田作業(yè)區(qū)率先開始了在油田實(shí)施臺風(fēng)生產(chǎn)模式的嘗試。
相較于氣田,油田臺風(fēng)生產(chǎn)模式的實(shí)施難度上了一大級臺階,且鮮有先例可參考。為此,作業(yè)區(qū)發(fā)起全員大討論,以需求為導(dǎo)向,明晰難題,尋找對策。
問題的癥結(jié)逐漸浮出水面。據(jù)恩平油田生產(chǎn)經(jīng)理張琳介紹,油田實(shí)施臺風(fēng)生產(chǎn)模式和氣田最大的區(qū)別在于油田生產(chǎn)關(guān)停后必須用海水置換海管內(nèi)原油。一旦置換不及時,原油凝堵在海管內(nèi),疏通將耗費(fèi)巨大的時間、人力和物力成本,甚至可能導(dǎo)致上億元的海管直接報(bào)廢。
生產(chǎn)人員分析出四種可能工況:通信暢通且主發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn);通信暢通但主發(fā)電機(jī)停擺,應(yīng)急發(fā)電機(jī)工作;通信暢通,但主發(fā)電機(jī)和應(yīng)急發(fā)電機(jī)都停擺;還有最復(fù)雜的通信中斷時的情況。
在通信、電力都正常的情況下,當(dāng)出現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)測風(fēng)速超過10級等超限工況時,作業(yè)人員會遠(yuǎn)程關(guān)停生產(chǎn),完成海管置換。
但被迫關(guān)停隨時可能發(fā)生。我們常將發(fā)電機(jī)比作油田的“心臟”,中控系統(tǒng)比作“大腦”。在最極端的情況下,海陸通信失聯(lián),油田的“大腦”和“心臟”可能同時“掉線”,需要平臺自主啟動自我保護(hù)程序,控制“肢體”完成全油田的復(fù)雜海管置換流程。這套流程涉及大量閥門、泵、管線,其中任何一處節(jié)點(diǎn)沒有走通,置換便無法完成。整個項(xiàng)目對自動化程度和系統(tǒng)可靠性要求之高、實(shí)施難度之大可見一斑。
研究總院負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的前期研究和基本設(shè)計(jì)工作。為盡可能避免“大腦”掉線,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在海陸之間建立兩條互為熱備的通信鏈路,最大程度保障通信穩(wěn)定。當(dāng)通信失聯(lián)超過10分鐘,設(shè)定好的程序?qū)⒆詣油瓿捎吞锇踩P(guān)停和至關(guān)重要的海管自主置換流程。
為確保流程中沒有“堵點(diǎn)”,油田在每一處“關(guān)隘”都留足了“后路”:閥門設(shè)置多個冗余裝置、流程設(shè)置多條備用通路。基于這種設(shè)計(jì)和各現(xiàn)場信號形成的邏輯判斷,流程中的油、氣、水在任何境況下都能“峰回路轉(zhuǎn)”,安全走通以整個油田為棋盤的大型“華容道”。
如此復(fù)雜的設(shè)計(jì)思路落地,現(xiàn)場改造是一項(xiàng)龐大的工程。要將諸多手動控制設(shè)備改為自動并接入中控系統(tǒng),僅新增電纜就達(dá)10萬米以上,任何一處線路有偏差,自動化系統(tǒng)都無法順利運(yùn)行。參與了設(shè)施改造的“海洋石油118”儀表主操徐永乾還記得第一次測試成功時的興奮:“當(dāng)時在中控室里,大家不約而同地鼓掌。”
2021年10月,臺風(fēng)“圓規(guī)”過境,恩平油田首次成功實(shí)施了臺風(fēng)生產(chǎn)模式。截至目前,恩平油田共運(yùn)行5次臺風(fēng)生產(chǎn)模式,避免原油產(chǎn)量損失超45萬桶,為其他油田提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
新老共進(jìn),向何處去?
“新區(qū)”入列、“老區(qū)”升級,探索的步伐仍在繼續(xù)。中國海油以創(chuàng)新謀發(fā)展、以實(shí)戰(zhàn)促升級,實(shí)現(xiàn)新老齊驅(qū)、數(shù)智并駕。
越來越多的海上油氣田與臺風(fēng)打響了迂回戰(zhàn)。今年以來,“深海一號”超深水大氣田、恩平15-1和恩平10-2組成的恩平油田新區(qū)、深水油田群流花16-2、文昌油田群8座生產(chǎn)裝置均首次實(shí)現(xiàn)臺風(fēng)生產(chǎn)模式,番禺和西江等更多油氣田的臺風(fēng)生產(chǎn)模式改造正在如火如荼進(jìn)行中。
在這場數(shù)十個平臺共同參與的“大戰(zhàn)役”中,每處“小戰(zhàn)場”都面臨著自己獨(dú)特的問題。恩平新區(qū)離FPSO更遠(yuǎn),海管置換時間更長;深水油田需保證水下井口在臺風(fēng)期間正常運(yùn)行;“深海一號”生產(chǎn)平臺需重新確定臺風(fēng)期間凝析油入倉帶來的吃水深度變化安全范圍……每一項(xiàng)探索都會填補(bǔ)一小塊空白,都為海油人迎擊臺風(fēng)更添一分底氣。
新成員加入的同時,臺風(fēng)生產(chǎn)模式的“老區(qū)”仍在不斷升級。去年,白云氣田臺風(fēng)模式升級后實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)量調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程復(fù)產(chǎn)等更復(fù)雜的功能,產(chǎn)能得到進(jìn)一步釋放,從70%提升至100%。今年,恩平24-2油田也在進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)產(chǎn)的新嘗試。油氣田的“神經(jīng)末梢”正變得更加靈敏,面對臺風(fēng)時也將越來越收放自如。
“新區(qū)”入列、“老區(qū)”升級的背后,是數(shù)十個平臺夜以繼日的改造作業(yè),是動輒通宵的調(diào)試工作,是每次撤離前和回到平臺后的全流程測試,也是臺風(fēng)過境時的24小時陸地值守。辛勤付出換來的,首先是不斷攀升的產(chǎn)量數(shù)值。實(shí)施臺風(fēng)生產(chǎn)模式后,像流花16-2深水油田和“深海一號”超深水大氣田這樣的產(chǎn)油產(chǎn)氣“大戶”,每年可分別挽回約30萬桶油、6000萬立方米天然氣的產(chǎn)量損失。
不僅如此,在這場幾乎全員參與的臺風(fēng)生產(chǎn)模式大改造中,生產(chǎn)操作人員素質(zhì)也得到質(zhì)的提升。原“海洋石油118”FPSO生產(chǎn)主操時宇有近20年出海經(jīng)驗(yàn),全程參與了恩平油田群“海洋石油118”的改造?!耙郧拔覀冎恍枰P(guān)注自己所在的設(shè)施,但臺風(fēng)生產(chǎn)模式改造涉及整個油田各部分的協(xié)調(diào)配合,這要求我們更深入地掌握油田整體情況。”他說,目前恩平油田群正在進(jìn)行的“四張網(wǎng)”建設(shè)就是要將整個油田的通信、電力、邏輯、流程打通,達(dá)到資源集約利用的目的,臺風(fēng)生產(chǎn)模式改造為其打下了良好的物質(zhì)和人才基礎(chǔ)。
更重要的是,改造大幅提升了各類設(shè)施的自動化程度,讓日常工作提質(zhì)增效。改造前,“海洋石油119”FPSO生產(chǎn)水系統(tǒng)啟動過程任務(wù)繁重,單人完成整套流程操作需要1.5~2小時;自動化改造后,僅需20分鐘便可完成全部流程。
然而,實(shí)現(xiàn)短期無人化生產(chǎn),并不意味著海上油氣田長期的無人化、少人化生產(chǎn)指日可待。據(jù)研究總院智能工程室主任何驍勇介紹,臺風(fēng)生產(chǎn)模式的內(nèi)核是海上油氣田的自動化生產(chǎn),但長期無人化、少人化生產(chǎn)對設(shè)備可靠性和智能化水平要求較高,需要更多、更深入應(yīng)用數(shù)據(jù)在線監(jiān)測分析技術(shù)和生產(chǎn)智能控制技術(shù),自動化對智能化來說只是“入門”。目前,世界上已經(jīng)出現(xiàn)智能化程度較高的全自動海上無人平臺,平臺可以被遠(yuǎn)程控制,無需定期巡檢,每年僅進(jìn)行1~2次維護(hù)。
雖然與國際同行尚有差距,但臺風(fēng)生產(chǎn)模式的探索已經(jīng)為我國海上油氣田帶來自動化程度的全方位提升,為我國在智能油氣田建設(shè)方面追趕國際先進(jìn)水平打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),而這場與臺風(fēng)的智慧之戰(zhàn)也會一直進(jìn)行下去。
(來源:中國海洋石油報(bào) 責(zé)任編輯:徐嫩羽)
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