當前,我國已進入高質量發展建設中國式現代化強國新階段。前不久召開的中共二十屬三中全會,又作出了《中共中央關于進一步全面深化改革,推進中國式現代化強國建設的決定》。作為建設石油工業強國的重要一環的海上油氣田,該怎么辦？如何全面深化改革？如何高質量發展？筆者提出幾點淺見于后。
電力動力綠色轉型
電力動力綠色轉型是海上油氣田深化改革的一個重要方面。目前, 海上油氣田用電來源的傳統模式是每個平臺獨自應用透平發電機供電。這種供電模式, 不僅要大量消耗柴油或天然氣, 產生碳排放, 而且各個平臺的電力也未能相互調濟。因此,必須進行改革, 貫徹絳色發展理念, 轉型提供綠電。綠電的來源可考慮兩種方式。
對于近海, 可采用“綠電入海”方式, 即將現有供電模式轉型,全部由岸上供給綠電。例如, 中海油目前正在建設的渤中-墾利油田群的應用岸上綠電工程, 就是這種方式。它現已在渤中19-6區塊,建成電力動力平臺四座(見圖1), 再與280公里高壓海底電纜、40公里高壓陸地線路及一座陸地變電站配套,即可對渤中-墾利油田群提供綠電動力520兆瓦, 尤其是能為現已投產的千億方大氣田渤中19-6提供綠電,意義更加凸出。顯見,這種方式很值得推廣。
圖1
對于遠海,可采用“就地取材”利用風電方式。我國中海油在海洋工程作業方面,實力雄厚、經驗豐富,具有建設海上風電的得天獨厚優勢, 應該大力發展海上風電,將風電場聯網,為遠海油氣田群供電。風能零碳排放,純屬綠色能源。因此,這種方式既可提供綠電,又可通過電網各油氣田間相亙調劑供電,還可利用風電制氫, 助力新能源氫能的發展。顯然, 這種方式一舉多得,勢在必行。盡管遠海深水建設風電困難很大, 但是, 最近中海油已取得了突破性進展。入選國內2023年十大科技新聞的我國自主設計建造的裝機容量7.25兆瓦的全球首座浮式遠海深水風電平臺“海洋觀瀾”號(見圖2),已于2023年5月在福建海域成功投產并網發電。這一進展, 它標志著我國遠海深水風電建設已邁出關鍵性一步, 它為我國遠海深水油氣田的綠電供給,打下了良好基礎。
圖2
節能減排降低能耗
高質量發展貫徹綠色發展理念,就要節能減排降低能耗。目前, 我國海上油氣田基本上還不能做到隨著工況變化,增減用電負荷,實時自動啟停發電機，使機組實時處于最優化運行狀態,因而, 不能做到降低能耗,減少碳排放。最近, 四川東方宏華集團公司研發出一種“儲能及能量管理系統” 軟件,將它用在他們生產的首臺智能鉆機(見圖3)上, 節能減排成效顯著。他們采用該軟件,能夠智能識別鉆井工況,并采用內置策略算法,求得該工況時的合理用電負荷,指令發電機實時按照合理負荷運行, 從而 避免了“大馬拉小車” 現象,提升了系統暫態性能，提高了發電機效率，減少了發電機運行時間，降低了碳排放約90%,實現了節能減排降低能耗。因此, 應進一步開發此軟件, 使其不僅能用于鉆機, 還能用于海上油氣田的所有電驅動裝備上, 促進全面實現節能減排降低能耗,助力高質量發展。
圖3
廢物廢液回收處理
海上油氣田的廢液庋物主要包括有：含油污水、含有廢礦物油和多種毒物的固體廢棄物、生活拉圾和工業廢料、苯系物和酚類的化學物質等。它們嚴重污染海洋環境、影響人們健康、破壞生態平衡, 不符合高質量發展要求, 必須妥善解決其回收及處理問題。對于廢液廢物的處理,可以采用機械分離方法,去除油和固體有害物；也可以采用化學處理方法,通過化學反應,去除污染物；還可以采用生物作用方法, 利用微生物降解污染物。但是,海上油氣田還應當針對自身的特點, 采用專門的回收與處理系統。例如,1升廢礦物油能污染100萬升水,含油污水是海上油氣田最突出的污染問題,而為了解決這個問題,采用含油污水回注的方法, 將含油污水注入到注水井中, 則是具有行業特色的一種很好的方法。再如, 使用機器人收集系統,清理海洋垃圾的方法, 將收集的垃圾放入籃中, 再由船收回籃, 也是一種行業專用的回收方法。還有, 海洋平臺上擁有多種移動式拉圾分類及回收裝置, 也頗有特色, 如自動化新型海洋拉圾收集系統(見圖4)就是其中之一。 總之, 海上油氣田應該大力運用這些方法與工 具,回收與處理廢物廢液治理污染, 奮力實現中海油2024年
制訂的 《中國海油生態環境保護五年行動方案》
圖4
降低噪聲努力靜音
海洋平臺上噪音常高達80-90分貝(人們正常講話時的音量是40到60分貝),嚴重影響人們身體健康,也是高質量發展中需要解決的一個問題。生產平臺上的火炬系統是一個主要噪音源, 可以使用FLARESIM軟件,對其不同工況時的音量進行分析, 然后據之提出優化火炬系統的類型、泄放量及高度的設計方案, 降低噪音。平臺結構本身的振動噪音也是一個噪音源, 同樣需要根據實際測量數據,提出平臺結構的優化設計,來降低噪音。平臺上的機電設備,應通過裝設消聲器降低噪音。四川東方宏華公司在鉆機系統裝設消聲器之后, 鉆機井場邊界處噪聲降低到不大于55分貝,成效顯著, 值得借鑒。圖5為-發電機組用的消聲器。
圖5
油氣處理提高質量
海上油氣井產出的油氣需要進行初步處理,然后才能外輸。通常是在生產處理平臺(固定式或半潛式)或FPSO(生產儲油輪)上進行。油氣初步處理主要是脫水、脫鹽、脫硫, 它們的處理質量指標分別是：含水率普通原油不大于1%,優質原油不大于0.5%；含鹽量不大于50g/m3；硫化氫含量不大于20mg/m3。為了實現高質量發展,應該確保各項指標均達到要求,力爭有所提高。我國南海西部文昌13-1/2油田旳原油處理工藝流程及關鍵設備不斷優化, 能夠做到各項原油處理指標長期保持滿足標準要求, 凸顯出其先進性、可靠性及適應性, 值得其它油田借鑒。我國渤海的渤中19-6大氣田的中心處理平臺上,裝設有兩套我國自主設計、總裝集成的天然氣深度脫水裝置，該裝置處理后的天然氣，即使在52兆帕高壓、零下38度的環境下， 也不會有水析出，研發成果達到了國際領先水平。這種先進脫水裝置應該推廣應用。圖6為油氣處理平臺的脫水裝置區。
圖6
智能裝備智慧油田
當前, 人類己進入信息化、數字化、智能化時代 。因此, 海上油氣田高質量發展, 就要與時俱進,逐步做到油氣田的主要裝備智能化, 整個油氣田實行智慧管理。推行裝備智能化要重點突出, 先抓大型重要裝備, 例如全套鉆機就是其中之一。以我國東方宏華集團公司自主研制出的首套智能鉆機為例,他們以整套鉆機及鉆井作業自動化、智能化為目標,推出了“一鍵聯動”技術、智能感知技術、直驅頂驅技術、綠色低碳技術、數字化鉆井技術、智能運行維護技術等六大技術, 實現了管柱升降移運作業的自動并行聯動, 提高了起下鉆效率，創下了30柱/小時的新紀錄，還能夠識別地層變化,自動優化鉆井參數及實時導向控制鉆進, 并做到了節能減排綜色鉆井。顯然, 如這樣的一些智能化裝備,應該推廣應用。未來的智慧管理的油氣田, 國外稱作IOF（Intelligent Oil field）。它是以一個統一的數據智能分析控制中心為核心，運用人工智能、大數據、云計算、設施裝備故障診斷預警、智能決策(DSS)等新技術，通過分析海量數據，對油氣田實時進行全部資源(油氣藏、固定設施、移動裝備、工作人員等)合理調配、生產優化運行、故障精準判斷、風險及時預警，從而實現油氣田全部資源的智能化開發運營的現代化智慧油田,其網絡示意圖如圖7所示。顯然, 這樣的油氣田在遼闊的海洋中, 全部井口平臺遠程監視、遠程運維、遠程控制及調度,實現無人管理。 無疑, 它將是我國高質量發展,建設石油工業強國的努力方向。總之,從上述六個方面入手,不斷深化改革、創新優化,必將促進海上油氣田的高質量發展。
圖7
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