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    數字化變革,海上平臺“無人化”有多大效益?

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    石油行業的數字化變革將為油氣田勘探開發生產帶來極大改變和推動力,海上生產平臺會逐步“少人化”甚至“無人化”,油氣田將越來越智慧且高效,為行業降本增效帶來顯著效果。

    作者??|?蒙蘇

    今年,中海油在番禺油田區塊首次試點井口平臺無人化改造。據了解,這項井口平臺無人化改造后,將為油田節約凈現值兩千多萬元。更重要的是,它將是中海油深圳地區的第一個海上無人平臺,也使中海油在四海范圍內均有海上無人平臺生產。

    海上無人平臺,是海上無人駐守生產平臺的簡稱,是一項新型海上石油勘探開發的助力設施,其目的是為海上油氣資源開發提供一系列兼具成本效益和生產效率的解決方案。對于未來海上油氣開發,海上無人平臺具有比較明顯的優勢。

    其實,海上無人平臺在中國已不是新鮮事物。從1993年渤海油田第一個無人平臺渤中34-4WP平臺投入使用至今,國內利用無人平臺開發邊際油田取得了許多實踐經驗。

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    去年,中海油開始啟動“海上井口平臺無人化”方案設計項目,力求通過對國內海上井口平臺現狀的調研,提出“海上井口平臺無人化”頂層設計方案和配套的生產方式轉變規劃方案,推動上游業務降本增效。

    在追求控制成本的油氣開發時代,海上無人平臺的應用可以有效降低海上油氣開采成本,大大降低污染排放,更重要的是,它通過采用信號集成和自動控制等技術實現對海上油氣田的遠程操作,是海上數字化油田和智能油田建設的基礎。

    01. 國內無人平臺現狀

    1993年,國內建造第一座海上無人平臺渤海渤中34-4WP。與有人平臺相比,當年的34-4WP平臺不設應急柴油發電系統,只有來自有人平臺的動力電纜;用有人平臺上的壓井泵,通過海底輸油管道進行遠距離壓井作業;用造價相對很低的電動葫蘆代替吊機;用泡沫系統代替常規的海水系統;用節省面積和鑰材的三腿平臺代替常規的四腿平臺;采用計算機通訊,通過有人平臺的終端對平臺進行監測和遙控。

    以后多年間,國內又設計建造了多座無人平臺,用于邊際油氣田開發,或灘淺海石油的開采。

    勝利油田作為中國最早開展海油陸采和灘淺海石油開發的油田之一,從1996年起著手海上自動化測控系統的設計。隨后10多年,勝利油田組織科研力量對從硬件配置到軟件開發等多個環節進行集中攻關,終于成功研發了完全擁有自主知識產權的無人值守采油平臺安全生產監控系統,實現了無人值守采油平臺SCADA(數據采集與監控)技術在國內灘海油田大面積應用的先例。根據新華社報道,2011年,中石化勝利油田無人值守采油平臺已達60座。

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    目前,中海油共有在生產無人平臺23座,集中在渤海、東海和南海西部,大多為簡易井口平臺或與中心平臺棧橋相連的井口平臺。

    起初,這些符合無人駐守技術標準的海上無人平臺,并未實現真正意義上的無人化管理,一直遵循著有人駐守的管理模式。后來,經過可行性分析和調研,功能測試和優化改造,建立完善無人化管理體系,模擬遙控生產、遠程操作、無人駐守等階段,才實現井口平臺的無人化管理,有效突破降本增效瓶頸。

    02. 國外無人平臺現狀

    無人平臺幾乎分布于世界上所有油氣活躍海域,目前近7000個平臺中約23%(約1600多座)的為無人駐守平臺。

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    無人平臺通常采用鋼結構型式,挪威北海海域也有少數混凝土重力式結構平臺,大部分以簡易井口平臺為主,平臺井數相對較少,上部設施比較簡單,一般只設1-2層甲板。正常生產操作一般通過遠程遙控實現。在此僅舉兩例:

    1?康菲英國北海SNS油田

    康菲英國北海SNS油田群于1972年投產,有12個有人平臺,33個無人平臺。平臺無人化和少人化后產生了明顯的效益:80%計劃性工作和計劃隔離工作在陸上操作完成;優化計劃性維修,減少10%工作量;人員非計劃性登平臺頻率減少65%;設備設施效率增長9%(從83%到92%);陸地中心的可靠支持,避免經濟損失約4300萬美元。

    不過,今年5月,康菲將兩家英國子公司以近27億美元的價格“打包”賣給英國獨立勘探生產商Chrysaor,去年康菲已將英國一家子公司出售給了BP。至此康菲退出北海上游勘探生產領域,其在北海的無人平臺資產也換了東家。

    2?挪威 Oseberg-H無人平臺

    挪威 Oseberg-H無人平臺水深110m左右,距中心平臺約8km,共計11口井, 2018年10月14日投產。該平臺由Oseberg油田中心遠程操作,不需定期巡檢,每年僅進行1-2次維護。

    由于利用新型數字技術設計和建造,交付價7.95億美元,比開發和運營計劃(PDO)估算成本低20%以上,項目盈虧平衡價格也從34美元/桶降至20美元/桶以下。

    縱觀國外無人平臺,總體上工藝流程簡單、動設備少;自動化水平與數字化程度高,遠程監控與操作功能強大;設備可靠性高,關鍵設備大都實現了遠程狀態監測和故障預警;生產可視化,陸地建有模擬仿真中心輔助海上生產操作和人員培訓;登平臺方式先進(W2W);巡檢周期長;大部分已經開始采用移動應用、大數據、云計算等新技術;海上平臺大部分生產計劃、隔離和維修準備工作在陸地完成,多專業遠程協同操作。

    03. 國內無人平臺要完成哪些目標

    “無人駐守平臺”指無人居住的平臺,在日常生產條件下, 平臺上無人進行生產操作;特殊條件下, 如檢修期間、應急故障處理期間、經批準的訪問、以及定期巡檢時, 允許登平臺的人數應盡可能少;登臺人員不得在平臺上過夜。

    依此定義,與國外先進國家和地區的海上無人平臺相比,國內無人平臺在生產、標準、管理、生產時率等方面尚存在一定差距,需要解決遠程監控功能、設備可靠性、消防安全、登平臺方式等方面的問題。

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    1?安全可靠 降本增效

    中海油“海上井口平臺無人化”項目,就是要通過不斷擴大無人平臺范圍,逐步實現井口平臺無人化,中心平臺/FPSO/半潛生產平臺少人化,大幅提升海上平臺自動化與數字化水平,實現遠程集中監控與操作、多專業協同作業和遠程輔助支持,改變現有海上油氣田生產操作方式,減少海上生產操作人員和現場操作工作量。從而實現海上平臺作業兩大目標:安全可靠,降本增效。

    2?填補標準規范空白

    目前,國內外的無人平臺標準、規范都存在空白,現有法規和標準都是基于傳統有人的平臺,無專門針對無人平臺的標準規范。國內相對較新的《無人駐守井口平臺設計規定》,是中海油2013年發布實施的企業標準,主要針對海上邊際油氣田開發。另外幾項規則規范部分內容涉及無人平臺的特殊要求,但均難以全面描述。

    現有標準不能滿足海上無人平臺技術發展的要求,需要對現有標準進行修訂。所以中海油在井口平臺調研的同時,也將開展《海上無人駐守平臺設計指南》的編制和《海上無人駐守井口平臺設計規定》的修訂工作。

    3?為智能油氣田打下堅實基礎

    此次中海油“海上井口平臺無人化”方案設計項目,不僅是對目前國內海上井口平臺的一次摸底,更劍指未來的數字化油氣田和智能油氣田建設。隨著智能儀表的不斷增加,設備自診斷技術的進步、遠程專家支持系統的成熟、大數據、云計算、人工智能技術的發展,目前的無人平臺工作會自然過渡到智能油氣田建設工作。

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    誠然,與挪威能源巨頭Equinor耗資6.06億英鎊在北海推出的全自動石油和天然氣平臺相比,中國的海上無人平臺改造建設之路,道阻且長。這其中既有海上工程技術上的差距,也有行業規范標準上的差距,還有資金方面的缺口……而此次中海油提出“海上井口平臺無人化”頂層設計方案和配套的生產方式轉變規劃方案,正是抓住了一個大好契機:一是國家勘探開發政策利好,二是上游行業整體進入活躍期,三是數字化轉型好時機,將井口平臺無人化改造作為向數字化、智能化油田過度的重要步驟,放眼長期效益,落實短期目標,達到降本增效的目的。(材料:中海油研究總院)

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    評論 3

    1. #2

      無人化平臺就是一個噱頭,在國家提出創新之路后的一個任務式的產物

      匿名1年前 (2020-05-06)回復
      • 不是噱頭,做好了是有甜頭的。

        匿名6個月前 (12-13)回復
    2. #1

      無人井口平臺和水下井的區別??來論

      匿名6個月前 (12-13)回復
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