觀察丨海上油田數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型成效初顯
來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2023-08-02 11:35
中國能源新聞網(wǎng)記者 曲藝
6月16日，由中海油能源發(fā)展股份有限公司（以下簡稱“海油發(fā)展”）投資建造的我國首艘全新智能浮式生產(chǎn)儲卸油裝置（以下簡稱“FPSO”）“海洋石油123”在江蘇南通完成陸地建造并成功交付，標(biāo)志著海上智能油田建設(shè)取得新進(jìn)展。
FPSO是開采海洋油氣資源的高端大型海洋工程裝備，可實現(xiàn)海上石油、海上天然氣等能源的開采、加工、儲存、外輸、發(fā)電，被稱為“海上油氣加工廠”。
近日，國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》（以下簡稱《意見》），強(qiáng)調(diào)“以數(shù)字化智能化技術(shù)助力油氣綠色低碳開發(fā)利用”。無疑，“海洋石油123”的交付對于實現(xiàn)我國能源產(chǎn)業(yè)與數(shù)字技術(shù)深度融合，加快推進(jìn)我國能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展具有重要意義。
現(xiàn)場數(shù)據(jù)全面感知 讓油氣智能生產(chǎn)跨越“山海”
“海洋石油123”建造項目組負(fù)責(zé)人譚靜軒介紹，“海洋石油123”是一艘載重10萬噸級的船型浮式生產(chǎn)儲卸油裝置，船長241.5米、型寬45.2米、型深25.4米，其系泊中心水深大約236米，甲板面積相當(dāng)于1.5個標(biāo)準(zhǔn)足球場大小。
作為我國全新智能FPSO，“海洋石油123”與常規(guī)FPSO主要差異在于智能化程度高，是目前我國首艘應(yīng)用了云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、邊緣計算等數(shù)字技術(shù)的全新FPSO，將為投產(chǎn)后的油氣生產(chǎn)運(yùn)營智能化奠定堅實基礎(chǔ)。
這也契合了《意見》中“聚焦原創(chuàng)性、引領(lǐng)性創(chuàng)新，加快人工智能、數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等數(shù)字技術(shù)在能源領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用”的要求。
“過去，F(xiàn)PSO生產(chǎn)作業(yè)是以獨(dú)立模式運(yùn)行，倘若現(xiàn)場的關(guān)鍵設(shè)備出現(xiàn)故障，需要多個專業(yè)的技術(shù)專家乘坐交通工具從陸地趕赴海上才能解決問題，這種方式時效性不高，影響現(xiàn)場的正常生產(chǎn)。”海油發(fā)展副總經(jīng)理王偉介紹說，“‘海洋石油123’通過智能化設(shè)計，改變了傳統(tǒng)的運(yùn)營模式，實現(xiàn)了從過去的海上設(shè)施獨(dú)立作戰(zhàn)模式向橫向集成和縱向貫通的海陸一體化運(yùn)營模式轉(zhuǎn)變，現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以及時回傳至陸地，技術(shù)專家在陸地就能進(jìn)行聯(lián)合診斷，不僅能大幅縮短設(shè)備故障修復(fù)時間，還有助于更早發(fā)現(xiàn)和解決海上生產(chǎn)隱患，將有效提高作業(yè)效率20%，降低生產(chǎn)運(yùn)營成本10%以上?！?/p>
王偉表示，“海洋石油123”將各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過8000余個數(shù)據(jù)采集點匯集至自主研發(fā)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)中樞——“海精靈”邊緣數(shù)據(jù)中心，之后對數(shù)據(jù)預(yù)處理后再通過海陸通訊鏈路傳輸至陸地智控中心，可實現(xiàn)海上生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全面感知、實時采集和智能輔助決策，全面提升海上油氣生產(chǎn)設(shè)施智能化運(yùn)營水平。
海油發(fā)展采油服務(wù)公司研究院數(shù)字化總監(jiān)鄧欣說：“‘海精靈’邊緣數(shù)據(jù)中心的構(gòu)成，從硬件方面來說有三大部分：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)邊緣計算，它功能齊全，軟、硬件成熟?！?/p>
在開展全新FPSO建設(shè)的同時，技術(shù)團(tuán)隊也對已投產(chǎn)運(yùn)營的老舊FPSO進(jìn)行智能化改造升級。隨著“海洋石油123”的成功交付，陸地智控中心成功實現(xiàn)了FPSO“一對多”集約化管理，實現(xiàn)海上油田開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益和管理效率的更優(yōu)化。
數(shù)字“克隆體” 讓海陸協(xié)同更加高效
王偉告訴記者，倘若遇到極端天氣導(dǎo)致海陸之間的通訊受影響，“海精靈”可以充當(dāng)“臨時指揮站”，為智能化學(xué)藥劑加注、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、全船監(jiān)測系統(tǒng)等智能化應(yīng)用提供算力支撐，經(jīng)人工智能模型算法分析后，全面提升設(shè)備設(shè)施全生命周期管理的科學(xué)性。
“如果說‘海精靈’邊緣數(shù)據(jù)中心是現(xiàn)場數(shù)據(jù)的匯集中樞，那么數(shù)字孿生技術(shù)就是海陸數(shù)據(jù)共享的橋梁紐帶?！弊T靜軒如是形容。
《意見》也指出，推動面向能源裝備和系統(tǒng)的數(shù)字孿生模型及智能控制算法開發(fā)，提高能源系統(tǒng)仿真分析的規(guī)模和精度。
譚靜軒解釋，研發(fā)團(tuán)隊將數(shù)字孿生技術(shù)首次應(yīng)用在“海洋石油123”的生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化、船體及單點系統(tǒng)健康管理，相當(dāng)于給FPSO創(chuàng)造了一個數(shù)字版的“克隆體”，技術(shù)人員在FPSO陸地智控中心便可通過這一“克隆體”全面監(jiān)測海上生產(chǎn)動態(tài)，實現(xiàn)了設(shè)備設(shè)施遠(yuǎn)程映射與海陸協(xié)同管理，為海陸一體化智能生產(chǎn)運(yùn)營搭建數(shù)據(jù)共享橋梁。
記者了解到，此前，海上操作人員需要時刻關(guān)注外部條件變化，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)程和工作經(jīng)驗進(jìn)行工藝系統(tǒng)調(diào)節(jié)，以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。有了數(shù)字孿生系統(tǒng)后，不僅可以真實還原工藝流程，還可以根據(jù)生產(chǎn)的實時狀態(tài)和變化情況進(jìn)行參數(shù)調(diào)優(yōu)和趨勢預(yù)警，解決了裝置運(yùn)行過程中因依賴操作經(jīng)驗導(dǎo)致的系統(tǒng)異常、預(yù)警信息不足等問題，在安全高效運(yùn)行的前提下，確保FPSO生產(chǎn)時率最大化。
高效用能 不僅“智能”而且“綠色”
在“雙碳”背景下，“海洋石油123”持續(xù)改善能源管理模式，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)用能。
譚靜軒介紹，“海洋石油123”首次利用先進(jìn)的工業(yè)無線信號傳輸及電子感應(yīng)技術(shù)，將FPSO的照明系統(tǒng)連接成一個智能控制網(wǎng)絡(luò)，在滿足不同工作時間、不同工作模式下各個場所照明需求的同時，還可以實現(xiàn)自動控制和調(diào)節(jié)智能燈具的亮度。每年將節(jié)約照明用電30%，相當(dāng)于每年節(jié)約原油2575.44桶、標(biāo)準(zhǔn)煤46.2471噸。
“海洋石油123”配置了一套煙氣模式惰氣系統(tǒng)，回收利用熱介質(zhì)鍋爐燃燒的尾氣用于大艙所需要的惰氣覆蓋氣，能夠有效減少惰氣發(fā)生器的柴油消耗，進(jìn)而降低FPSO的整體能源消耗。另外，“海洋石油123”擁有4臺套主發(fā)電機(jī)煙氣的余熱利用鍋爐，單臺功率為1500千瓦，正常生產(chǎn)期間利用余熱鍋爐就能滿足FPSO所需的熱能。上述兩套系統(tǒng)將每年節(jié)約標(biāo)煤4429噸，減少二氧化碳排放約11168噸。
“‘海洋石油123’FPSO交付后，將成為我國首個統(tǒng)一批量應(yīng)用滿足國標(biāo)二級能效電機(jī)的FPSO，相比以前的三級能效電機(jī)，效率提升3%左右，每年將節(jié)電12.57萬千瓦時。”譚靜軒測算稱。
據(jù)透露，“海洋石油123”是首個獲得中國船級社智能符號認(rèn)證的FPSO。交付后將通過1艘主拖輪拖帶和1艘輔助拖輪護(hù)航，拖航至珠江口盆地海域的陸豐12-3油田，與已經(jīng)安裝在水下的錨鏈系統(tǒng)對接。
陸豐12-3油田作業(yè)水深約240米，總井?dāng)?shù)達(dá)13口，主要生產(chǎn)設(shè)施包括“海洋石油123”和1座深水導(dǎo)管架平臺，預(yù)計今年下半年投產(chǎn)后高峰日產(chǎn)原油29500桶，成為我國海洋油氣產(chǎn)量的新增長極。
目前，我國已經(jīng)成為全球最大的FPSO制造與應(yīng)用國之一，所擁有的FPSO數(shù)量與總噸位均居世界前列。
責(zé)任編輯：于彤彤
