淺海油田油氣密閉外輸系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析及防控研究

李 濤 劉 彬傅亞南 李海峰 周 林

（1.海洋采油廠 海四生產(chǎn)管理區(qū)，山東 東營 257237；2.孤東采油廠 集輸大隊(duì)，山東 東營 257237；3.海洋采油廠 海二生產(chǎn)管理區(qū)，山東 東營257237）

0 前言

埕島油田年產(chǎn)量300余萬噸，是勝利油田奪油上產(chǎn)的主力軍，然而中心平臺(tái)安全、平穩(wěn)外輸對(duì)油田產(chǎn)量和效益至關(guān)重要。中心三號(hào)平臺(tái)是埕島油田第三座集油氣水處理、注水、供配電、自控、通信和生活等功能于一體的綜合平臺(tái)，也是第一座密閉外輸平臺(tái)，主要負(fù)責(zé)接收和處理西北區(qū)、北區(qū)及中區(qū)部分井組的產(chǎn)出液，承擔(dān)著埕島油田100余萬噸的外輸任務(wù)，對(duì)油田整體開發(fā)意義重大。油氣密閉外輸具有環(huán)保、節(jié)約資源、安全穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但存在緊急情況應(yīng)急時(shí)間短的致命弊端，為保障平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行，探索新的管理模式至關(guān)重要。

油氣密閉外輸形式：各衛(wèi)星平臺(tái)來液通過CB26、CB1F、CB4E和CB22F四條海底管道輸送到中心三號(hào)平臺(tái)進(jìn)入原油處理系統(tǒng)，在三相分離器內(nèi)進(jìn)行分離，分離出的含水原油通過外輸換熱器加熱升溫后進(jìn)入分離緩沖罐，經(jīng)過原油外輸泵增壓外輸至海三聯(lián)；分離出的天然氣經(jīng)過天然氣處理撬塊處理后，一部分外輸至中心二號(hào)平臺(tái)，另一部分供熱媒爐加熱使用。

1 中心三號(hào)平臺(tái)油氣密閉外輸系統(tǒng)管理難點(diǎn)

作為埕島油田首座密閉外輸平臺(tái)，沒有可以借鑒的管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和平臺(tái)的管理水平都是一個(gè)“考驗(yàn)”。下面將結(jié)合平臺(tái)目前的生產(chǎn)實(shí)際論述密閉外輸系統(tǒng)的管理難點(diǎn)。

1.1 三相分離器有效緩沖容積僅有16.7m3，若發(fā)生緊急情況，很容易發(fā)生液位高高連鎖關(guān)斷緊急切斷閥，造成海管憋壓。

1.2 分離緩沖罐液面上部會(huì)有一定厚度的泡沫，緩沖容積不足80m3，

若發(fā)生緊急情況，很容易發(fā)生一系列連鎖關(guān)斷，造成海管憋壓事故。

1.3 海上惡劣天氣易造成電力系統(tǒng)閃停，閃停會(huì)造成外輸泵停機(jī)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)。

1.4 工藝自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控項(xiàng)點(diǎn)多、連鎖反應(yīng)多，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤，

發(fā)生誤報(bào)警，會(huì)導(dǎo)致緊急切斷閥連鎖關(guān)斷，造成海管憋壓等事故發(fā)生。

1.5 作為首座密閉外輸平臺(tái)，系統(tǒng)存在很多不可預(yù)見的風(fēng)險(xiǎn)，這些都需要平臺(tái)人員摸索著處理，無形中增加了平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

2 中心三號(hào)平臺(tái)油氣密閉外輸系統(tǒng)技術(shù)完善

針對(duì)上述密閉外輸系統(tǒng)的管理難點(diǎn)，平臺(tái)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改造，以確保密閉外輸系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.1 將三相分離器油出口和水出口管線聯(lián)通，利用連通器原理使三相分離器腔內(nèi)液位近似一致，使來液保持在相對(duì)較低的液位運(yùn)行。

2.2 工藝自動(dòng)化系統(tǒng)增加外輸泵和分離緩沖罐的液位連鎖控制功能，自動(dòng)化系統(tǒng)根據(jù)分離緩沖罐的液位自動(dòng)調(diào)節(jié)外輸泵的輸出頻率，

實(shí)現(xiàn)排量控制。

2.3 工藝自動(dòng)化系統(tǒng)增加外輸泵遠(yuǎn)程調(diào)頻模塊，監(jiān)控人員可根據(jù)系統(tǒng)的壓力、液位變化情況，第一時(shí)間調(diào)節(jié)外輸泵的頻率，穩(wěn)定系統(tǒng)的壓力、液位。

2.4 針對(duì)平臺(tái)外輸系統(tǒng)存在的不確定性，平臺(tái)從應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組配電盤連接一條動(dòng)力電纜至現(xiàn)場(chǎng)外輸泵接線箱，將CB26平臺(tái)上的應(yīng)急柴油機(jī)組作為中心三號(hào)外輸系統(tǒng)的備用動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)在全站失電的情況下，45秒可自動(dòng)啟動(dòng)為平臺(tái)提供應(yīng)急電源。

2.5 在工藝自動(dòng)化系統(tǒng)增加井組平臺(tái)“一鍵關(guān)井”功能，降低海上污染風(fēng)險(xiǎn)。

3 中心三號(hào)平臺(tái)油氣密閉外輸智能管理系統(tǒng)

3.1 軟件設(shè)計(jì)思路

該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)思路，主要由計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、應(yīng)急管理模塊和移動(dòng)終端模塊四大模塊組成。計(jì)算模塊主要完成邏輯判斷過程中牽涉的各種計(jì)算，其由4個(gè)子模塊組成，每個(gè)子模塊對(duì)應(yīng)不同的計(jì)算模塊，各自采用不同的計(jì)算模型。數(shù)據(jù)管理模塊主要完成采集數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)庫錄入，包括4個(gè)子模塊：參數(shù)數(shù)據(jù)庫、邏輯判斷數(shù)據(jù)庫、事故處理數(shù)據(jù)庫和原因判斷數(shù)據(jù)庫。應(yīng)急管理模塊主要完成對(duì)計(jì)算結(jié)果與數(shù)據(jù)庫的邏輯判斷以及輸出，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)操作，采集數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果與參數(shù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果通過邏輯判斷數(shù)據(jù)庫判斷輸出事故原因，通過事故處理數(shù)據(jù)庫輸出事故處理措施、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、可能后果和應(yīng)急程序。移動(dòng)終端模塊將輸出結(jié)果傳輸給平臺(tái)人員，迅速趕至事故地點(diǎn)處理。該軟件實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急管理的數(shù)字化、信息化、智能化。

3.2 軟件程序流程

3.2.1 讀取自動(dòng)化數(shù)據(jù)

3.2.2 計(jì)算邏輯判斷所需數(shù)據(jù)

（1）計(jì)算生產(chǎn)參數(shù)波動(dòng)值：波動(dòng)值＝（生產(chǎn)數(shù)據(jù)-預(yù)設(shè)值）/預(yù)設(shè)值*100%；

（2）計(jì)算緩沖容積：緩沖容積＝連鎖關(guān)斷容積-現(xiàn)容積；

（3）計(jì)算來液量：

來液量＝三相分離器A波動(dòng)體積+三相分離器B波動(dòng)體積+分離緩沖罐A波動(dòng)體積+分離緩沖罐B波動(dòng)體積+外輸液量

（4）計(jì)算應(yīng)急時(shí)間：應(yīng)急時(shí)間＝有效緩沖容積/該容器的進(jìn)液量。

3.2.3 邏輯判斷

將計(jì)算值與參數(shù)數(shù)據(jù)庫數(shù)值比對(duì)，判斷是否達(dá)到預(yù)警值、報(bào)警值、關(guān)斷值；

3.2.4 原因分析

軟件根據(jù)邏輯判斷數(shù)據(jù)，通過邏輯判斷數(shù)據(jù)庫分析其原因。

3.2.5 智能應(yīng)急管理

（1）數(shù)據(jù)調(diào)取：根據(jù)判斷結(jié)果從數(shù)據(jù)庫調(diào)取資源，包括：應(yīng)急程序、處理措施、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、可能后果、人員部署等。

（2）輸出應(yīng)急結(jié)果，并通過移動(dòng)終端向平臺(tái)人員傳輸應(yīng)急結(jié)果和操作指令。

在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，運(yùn)用應(yīng)急處理系統(tǒng)應(yīng)急處理時(shí)間平均縮短8分鐘，正常情況下，海上突發(fā)情況都可以在不停產(chǎn)的情況下解決，為平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障，確保油田生產(chǎn)效益最大化，實(shí)現(xiàn)油田的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論及建議

（1）密閉外輸系統(tǒng)具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但存在應(yīng)急時(shí)間短的弊端；

（2）本文分析了密閉外輸系統(tǒng)的管理難點(diǎn)，論述了技術(shù)改造的科學(xué)合理性，這些技術(shù)改造可在一定程度上提高平臺(tái)的本質(zhì)安全；

（3）密閉外輸智能管理系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)論證，具有很高的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值；

（4）建議摸索段塞流對(duì)三相分離的影響特點(diǎn)及影響因素，查找應(yīng)對(duì)措施，有效規(guī)避段塞流對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的影響；

（5）建議增加事故罐，減小密閉外輸系統(tǒng)應(yīng)急壓力。

［1］劉震，潘斌，張偉慶.海上油田油輪外輸系統(tǒng)優(yōu)化分析[J].海洋工程，2002，20（2）.

［2］嚴(yán)浩云，黃國祥.海上原油外輸方案的模糊綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究[J].中國海洋平臺(tái)，2000，15（5）.

［3］楊芳，鄭曉彩，張喜強(qiáng).原油/天然氣外輸計(jì)量系統(tǒng)的誤差分析[J].中國修船，2008，6（5）.

［4］張振祥，劉康等.中國海域原油外輸軟管共享技術(shù)分析研究[J].中國海洋平臺(tái)，1997：397-398.

［5］王葵，李明園.重視管理與標(biāo)準(zhǔn)提高海上原油外輸計(jì)量水平[J].中國檢疫檢驗(yàn)，2011，18（5）.