(中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳 518067)
加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合是党和国家提出的重大战略方向。“十四五”规划纲要提出,加快数字化发展。发展数字经济,推进数字产业化和产业数字化,推动数字经济和实体经济深度融合,打造具有国际竞争力的数字产业集群。
为深入贯彻十九大精神,贯彻落实习近平总书记关于网络强国的重要思想,中国海油加快推进数字化转型和智能化发展步伐,探索建设“智慧油田”建设,提升油田自动化水平,进一步扩大海上设施的智能化无人驻守的应用范围,为实现油田数字化、智能化转型夯实基础。
根据中华人民共和国国家经济贸易委员会(2000年)《海上固定平台安全规则》和中海油(Q/HS3024-2012)《海上无人驻守井口平台设计》中的定义:“无人驻守生产平台”是指无人居住的油气生产井口平台。即在正常生产条件下,平台无人进行生产操作,平台不设钻修机,在特殊条件下(如检修、应急故障处理、调查及定期巡检期间)可登临平台,但不在平台上住宿。
“无人化”生产通过改变现有海上油气田的生产操作方式,减少海上生产操作人员工作量,以实现如下目的:(1)降低海上油气田的开发工程投资和海上油气田的全生命周期操作运营成本;(2)将现场的危险作业由机器代替,减少人员伤害事故发生,降低事故率;(3)减少污染物产生及排放,减少环境污染;(4)减少生产操作人员现场工作压力,改善人员工作环境;(5)为企业向数字化、智能化迈进积累经验,夯实基础。
在世界范围,无人平台几乎分布于世界上所有油气活跃海域,目前近7000个平台中约23%(约1600多座)的为无人驻守平台,如图1所示。
图1 海上平台数字化、智能化发展路径
我国第一座海上无人平台渤海渤中34-4WP建设于1993年,其不设应急柴油发电系统,动力通过电缆从有人平台传输,并通过有人平台的终端进行检测和遥控。胜利油田是中国最早开展海油陆采和滩浅海石油开发的油田之一,其从1996年起着手海上自动化监控系统的设计,并逐步研发了完全拥有自主知识产权的无人值守采油平台安全生产监控系统。根据新华社报道,2011年,中石化胜利油田无人值守采油平台已达60座。中海油目前在生产无人平台也超过20座,大多为简易井口平台或与中心平台栈桥相连的井口平台。
起初,这些符合海上无人平台并未真正实现无人化管理,一直遵循有人驻守的模式。后来,经过逐步的改进和技术突破,逐步实现无人化管理,实现降本增效突破。
与国外先进国家和地区的海上无人平台相比,国内无人平台在生产、标准、管理、生产时率等方面尚存在一定差距,尤其在安全管理方面,需要加强和解决的问题包括设备可靠性、远程安全监控、消防安全、油田的日常巡检以及应急管理等方面[1]。
智能化无人驻守海上设施生产操作均通过远程控制方式进行,在生产过程中需要获取大量的数字化和信息化数据及资料,并通过分析对平台生产流程进行动态干预,确保安全稳定运行。其生产方式较传统有人值守平台有了较大的变化,面临许多新的安全管理挑战。这些安全管理挑战来自许多方面,包括内部自身因素,如设施设备稳定性、管理能力等,也包括外部的因素,如防钓鱼与防非法入侵等。
对无人值守平台HSE管理面临的挑战总结概括主要有如下四个方面:
(1)新技术带来的挑战。作为无人海上设施,其设计较有人平台简易,但对控制系统可靠性的要求则高于有人平台。要实现智能化无人驻守,首要的任务就是要解决对设施的全面监控、自动消防、远程启动、预测设备设施的检维修、通信与信息安全及登临设施的安全等新技术问题。具体的新技术问题与挑战如表1所示。
表1 新技术问题与挑战表
(2)HSE管理模式转变带来的挑战。海上设施智能化无人驻守后,日常的生产管理将产生较大变化,日常巡检将更多依靠现场的智能机器人、摄像头、无人机等,设备维修运营管理的观念也会发生大的转变。这就要求相关的HSE管理制度相应的进行创新和改变,如应急管理制度,日常QHSE管理制度等;作业人员的HSE意识和技能也需要转变,专业化承包商的技术队伍需要进一步壮大和加强。同时,应组建有相应HSE管理经验的专家团队,对相关风险进行识别、分析和评估及技术支持[2]。
(3)HSE理念变化带来的挑战。海上设施智能化无人驻守后,HSE管理的对象发生变化,安全管理的手段和方式也会发生变化。传统HSE管理以管控人的不安全行为为主要手段,实现无人驻守后,HSE管理重心将转移为无人驻守平台管理系统的安全性,制度体系的完善性等方面,不论是陆地管理层还是一线的作业人员,都需要及时转变HSE理念。
(4)无人平台相关HSE法规标准不完善带来的挑战。标准的制定一般较新技术的发展会有一定滞后,智能化无人驻守海上设施的相关标准、规范也不例外。目前国内无人平台可参考的标准主要有两个,分别是(《海上固定平台安全规则》和《海上无人驻守井口平台设计规定》),《海上无人驻守井口平台设计规定》是2012年中海油制定的企业标准,属国内相对较新的标准,但这些标准或规则均难以对无人平台的特殊要求进行全面描述。海上平台无人化后,不论是救生设备的配备、消防系统的设置,还是人员登临平台的方式等都发生了较大的变化,现有标准不能完全满足未来智能化无人驻守海上设施发展的需求,原标准的内容也需要及时进行更新。
智能化无人驻守海上设施的核心是利用新的信息技术,实现生产优化,提高采收率,进而降低成本。同时,在智能化无人驻守海上设施建设方面,我们还有很多路要走,在智能无人计划平台HSE管理方面也有诸多挑战,但智能化、数字化转型的方向是不可逆的。这就需要海洋石油行业工作者们紧密配合,协同合作,不断提升发展先进技术,吸纳数字化人才,转变HSE理念,丰富HSE管理手段,探索完善相关标准和规范,放眼长期效益,为保障国家能源安全作出新的更大贡献。