打造海上智能油氣田實施井口平臺無人化管理

□ 文/中海石油（中國）有限公司上海分公司

打造海上智能油氣田實施井口平臺無人化管理

□ 文/中海石油（中國）有限公司上海分公司

中海石油（中國）有限公司上海分公司作為中國海洋石油有限公司（上市公司）的分支機構之一，主要以對外合作和自營方式在南黃海、東海從事石油、天然氣的勘探、開發和生產。目前已有14個油氣田投入開發，海上平臺18座，陸上終端4座，海底管線1598千米，整個區域設施處理能力達500萬噸油當量。資產主要位于3個合作區：西湖、平湖和麗水，以不同的合作模式進行油氣的勘探、開發和生產，具有豐富的合作經驗和海上油氣開發生產管理經驗。通過大量調研、統計工作，對大型設備、工藝流程配置的必要性和需求度進行全面評估，結合智能化海上油氣田的生產、安全需求，提出匹配性、適應性的井口平臺配置方案，為企業無人駐守井口平臺的設計標準和規范的完善提供依據。在低油價寒冬大背景下，充分發揮企業的“低成本優勢”發展戰略， 有效突破降本增效瓶頸，加速海上油氣田智能化建設，推進井口平臺無人駐守遠程操作的常態化。截至2016年12月，上海分公司油氣產能為170萬噸油當量，公司總資產達170億元，收入及投資收益13億元，上繳稅費1.1億元。

井口平臺無人化管理的做法

全面推進海上油氣田井口平臺無人駐守遠程操作管理是一項復雜而系統的工程， 國際上尚無成功案例。在推動過程中，需要克服許多困難，當前，無人駐守井口平臺設計標準和規范不完善，管理上缺乏相應的完整法律法規體系支持，也沒有成功經驗可借鑒。企業為了全面推進井口平臺無人駐守遠程操作管理，2015年6月成立專門的領導小組和工作小組。工作小組由開發生產部、質量健康安全環保部、作業區、作業協調部和行政管理部等部門相關人員組成。工作小組在領導小組指導下開展具體工作，負責制定全面推進海上油氣田井口平臺無人駐守遠程操作管理的工作目標、總體思路、實施原則、實施策略和實施計劃。成立技術攻關小組，進行專項研究，攻克推進過程中遇到的技術難題，組織現場調查，廣泛聽取現場人員意見和建議，定期組織專家討論會和審查會，廣泛聽取多方專家意見，反復論證，逐一破解技術難題和管理難題，穩步推進海上油氣田井口平臺無人駐守遠程操作管理。

一、實施井口平臺無人化管理的思路和原則

總體思路是在海上油氣田具有通過中心平臺遠程操作井口平臺的設計功能和“臺風遠程操作生產模式”的基礎上，充分利用現代通信、自動化和計算機網絡技術，通過對海上油氣田生產平臺上的DCS生產過程控制系統、ESD應急關斷系統、F&G火氣控制消防系統和CCTV閉路電視監視系統的整合和優化，充分發揮其功能。在安全風險識別和評估的基礎上，進行必要的優化改造，提高海上井口平臺的安全性和操作性，強化井口平臺的本質安全。加強井口平臺安全儀表系統設備和消防設備的維護保養，提高其可靠性，建立健全井口平臺無人駐守遠程操作的管理制度，穩步推進井口平臺的無人駐守遠程操作。

以點帶面 先易后難 穩步推進

海洋石油的勘探、開發和生產素有“高風險、高投入、高回報”的三高特點。海上油氣生產流程高溫高壓特性、天氣海況等自然環境的不確定性、衛星通信信號的局限性、設備流程運行的可靠性、異常工況應對的及時性等諸多制約因素，令業內各專業專家對海上油氣田井口平臺無人駐守遠程操作管理思路提出了質疑和擔憂。

工作小組組織各專業專家和技術能手，深入生產一線，開展深入、細致、全面的調研和可行性分析研究，擬定了井口平臺無人駐守管理遠程操作的實施原則。

平臺實施無人駐守遠程操作管理要堅持“以人為本、安全第一”的基本原則。在實施過程中，始終遵循“以點帶面、先易后難、穩步推進”的原則，先從無人駐守井口平臺著手，試點成功后，再向有人駐守簡易井口平臺推進，最后攻克綜合井口平臺無人駐守遠程操作管理。在日常生產管理過程中，始終堅守井口平臺的“本質安全”；在設備維護保養上，優先考慮確保井口平臺“本質安全”的ESD應急關斷系統和F&G火氣控制消防系統的設備；在遠程操作過程中，始終保持對井口平臺能夠“動所想動、看所想看、有險即關”的良好狀態。

二、井口平臺無人化管理的安全風險防范

1. 安全風險防范的基本思路。在推動井口平臺無人駐守遠程操作管理時，必須首先組織安全、環保、應急等方面的專家和專業公司對可能存在的重大安全風險，如火災、爆炸和溢油等進行識別、評估和控制。

井口平臺秉承“Failure to safe”（故障安全）的設計理念，即井口平臺“本質安全”的設計理念。維持井口平臺始終處于“本質安全”的狀態是確保井口平臺安全生產的前提條件和基礎。

CCTV閉路電視監控系統、DCS遠程監測控制系統、ESD關斷系統和F&G火氣控制系統等四大控制監視系統是井口平臺“本質安全”的四大支柱，必須始終維護好四大系統的完整性和可靠性。

在井口平臺“本質安全”的基礎上，通過建立健全井口平臺的安全、環保和應急等方面的管理程序，加強人員培訓和應急演習，提高應對井口平臺發生安全事故的應急處置能力。

2. 安全管理措施。秉承井口平臺“本質安全”理念，圍繞“四大控制監視系統”的完整性和可靠性開展安全管理工作。專業公司開展現場調研和功能測試，識別井口平臺從有人駐守到無人駐守管理存在的隱患，并對隱患進行評估，研究優化風險控制措施；同時，進行SIL(安全儀表系統) 分析和HAZOP(危險與可操作性)分析，形成風險評估報告。并組織安全、環保、應急等方面的專家、設計單位和第三方發證檢驗機構對風險評估報告進行審查。

安全風險防范工作節點示意圖

設計公司根據風險評估報告的隱患控制措施進行優化改造設計，按企業變更審批流程進行優化改造的審批。

通過這些舉措，能夠有效地管控井口平臺在無人駐守遠程操作發生如火災、爆炸等重大安全風險。

3. 環保管理措施。井口平臺從有人駐守到無人駐守管理，在海洋環境保護方面，由于井口平臺上無人駐守，沒有生活污水的排放，減輕對海洋環境影響，存在的最大風險是出現生產污水超標排放和溢油。

井口平臺在生產水排放口安裝上國家海洋局認可的在線含油分析儀，對排放的生產污水實施在線連續監測，同時，在DCS系統上設置超標報警和關斷功能，能夠有效地控制和監測井口平臺的生產污水達標排放。

井口平臺在DCS系統控制生產工藝流程的基礎上，在關鍵設備和關鍵場所安裝上CCTV探頭，連續監視關鍵設備、關鍵場所和井口平臺周圍海邊環境，如有溢油能夠及時發現，及時采取措施。針對井口平臺從有人駐守到無人駐守遠程操作的變化，更新《溢油應急計劃》，加強人員培訓和溢油應急演習，提高應對井口平臺發生溢油事故的應急處置能力。

4. 應急管理措施。井口平臺從有人駐守到無人駐守遠程操作的日常管理，主要以中心平臺遠程操作為主，陸岸終端遠程操作為輔，設在企業辦公大樓內的協同作業指揮平臺作為井口平臺發生突發事件時的應急指揮中心。

四大控制監視系統示意圖

針對井口平臺從有人駐守到無人駐守遠程操作的變化，井口平臺安裝了AIS船舶定位信息系統，優化改造CCTV閉路電視監視系統，通信從原來的單道改為雙道，實現互聯互通，提高通信線路的可靠性。同時，制定了井口平臺應急狀況數據傳送管理程序，更新了《生產安全事故綜合應急預案》。在應急狀態下，應急指揮中心可通過協同作業指揮平臺掌握井口平臺的氣象數據，調配周邊船舶（守護船）和應急資源，監視井口平臺狀況，提高了井口平臺的應急指揮能力。

有人駐守井口平臺實施無人化管理，在原本安全設備設施配置的基礎上，對巡檢人員的安全技術和安全素質提出更高的要求，企業結合實際需求，建立了“一崗多職、一專多能”的安全人才培養體系。

巡檢隊伍人員均肩負相應的應急職責，在安全技能、應急能力培訓的基礎上，組織生產技術人員參加艇長證、接機證、司索指揮等安全資格取證培訓，以及各專業交叉培訓，著力培養“一專多能”的人才，建立一支“高、精、專”的井口平臺巡檢隊伍。

應急處理管理程序上，守護船配置與國際通岸接口匹配的接頭、軟管，編寫完善《井口平臺無人駐守守護船管理細則》，定期加強人員培訓和演習，提高應急反應能力。直升機安全管理方面，作業協調部門制定了加強直升機維護保養的細則，配備經驗豐富的機組人員，編寫完善《井口平臺無人駐守直升機起降管理細則》。

三、井口平臺無人化管理的管理體系構建

單道改為雙道，互聯互通

根據國家的法律、法規和相關的管理規定（細則），以企業質量健康安全環保管理體系為基礎，逐步建立完善井口平臺無人化管理體系。針對井口平臺的無人駐守遠程操作管理，組織專業人員編寫相關新的管理文件，更新原來針對有人駐守的管理文件，包括：

1. 新編《井口平臺無人駐守安全生產管理規定》—企業指導性管理文件，內容主要包括：人員職責、日常管理、安全設備管理、登/離平臺管理、環保管理、應急管理等；

2. 新編《井口平臺無人駐守遠程操作管理程序》—各油氣田執行文件，內容主要包括：安全管理、環保管理、生產管理、設備管理、巡檢保養制度、物資管理、登/離平臺管理、應急管理等；

3. 更新《安全手冊》—各油氣田執行文件，補充井口平臺無人駐守遠程操作管理的安全管理內容；

4. 更新《溢油應急計劃》—各油氣田執行文件，補充井口平臺無人駐守遠程操作的溢油應急管理內容；

5. 更新《井口平臺現場處置方案》—各油氣田執行文件，補充井口平臺無人駐守遠程操作的現場處置方案內容；

6. 更新《井口平臺生產安全事故應急預案》—各油氣田執行文件，補充井口平臺無人駐守遠程操作的事故應急內容；

7. 更新《生產安全事故綜合應急預案》—企業指導性管理文件，更新補充井口平臺無人駐守遠程操作的應急管理內容；

8.更新《直升機管理細則》—企業指導性管理文件，更新補充直升機起降無人駐守井口平臺要求的相關內容；

9. 更新《守護船管理細則》—企業指導性管理文件，更新補充守護船對無人駐守井口平臺巡檢和應急要求的相關內容；

10. 更新《質量健康安全環保管理體系》—企業指導性管理文件，更新補充有關井口平臺無人駐守遠程操作管理的內容。

四、井口平臺配置的優化和標準化

在推進實施井口平臺從有人駐守就地操作向無人駐守遠程操作過程中，秉承井口平臺“本質安全”和“本質環保”的理念，著眼未來智能化井口平臺的構建，對現有的井口平臺進行了大量調研和統計工作，對閑置設備、復雜流程配置的必要性和需求度進行了全面評估分析，結合無人駐守井口平臺生產需求，提出匹配性、適用性的設備設施配置方案。

通過優化設計，可以節省大筆設計費、建造安裝費、設備采購費等直接費用；通過優化配置，削減不必要設備，可節省設備配件采購費、設備維修維護保養費、維修保養人工費等間接費用；通過優化結構，在建造材料選用、采購上，可選用普通材料代替特種材料（如防火隔熱材料等），降低建造成本和材料采購成本；通過優化安裝，精簡設備，縮小平臺規模，大大縮短建造安裝調試周期，實現油氣田提前投產，大幅度提高產量效益；通過優化設施，削減不必要設備，大大降低設備故障率，降低因設備故障導致的關停頻次，提高生產時效，增加產量效益。

五、為無人駐守井口平臺的設計和管理提供經驗

在推進實施井口平臺從有人駐守就地操作向無人駐守遠程操作過程中，解決了一系列制約海上油氣田實施無人化管理的問題，這些問題的發現和解決，對于企業集團在系統內推廣海上油氣田無人化管理具有深遠意義。將企業編制的《井口平臺無人駐守安全生產管理規定》上升為企業集團的企業標準，對其他海域海上油氣田推進無人化管理具有指導性和規范性；進一步推動《海上無人駐守井口平臺設計規定》更新升級，推動企業集團未來新建的海上無人駐守井口平臺配置更合理、造價更低、設備更少、流程更簡單，也更有安全性和可操作性，符合實際生產的需求。

井口平臺無人駐守遠程操作管理的成果及效益

一、提升井口平臺管理水平，引領海上油氣田管理轉型

本項目的構建和推廣實施，成功實現海上油氣田的管理轉型。在低油價寒冬的大背景下，助力企業成功突破降本增效瓶頸，深度挖掘提質增效潛力，有利于公司實現扭虧為盈。企業成功構建了海上油氣田開發區域一體運行管理的新模式，打開了“顛覆性創新”的新局面，為其他海域油氣田推廣和實現“無人化”管理提供良好科學依據的實踐經驗，也為企業集團打造海上智能化油氣田提供了先導性嘗試。

在項目實施過程中，對現有井口平臺進行了大量調研和統計工作，對閑置設備、復雜流程配置的必要性和需求度進行了全面評估分析，結合無人駐守井口平臺生產需求，提出匹配性、適用性設備設施配置方案。所編制的《井口平臺無人駐守安全生產管理規定》上升為企業集團的企業標準，對其他海域海上油氣田推進井口平臺無人化管理具有指導性和規范性。進一步推動完善的企業標準《海上無人駐守井口平臺設計規定》，將成為企業未來打造“本質安全”“本質環保”和更智能化的無人駐守井口平臺的設計標準和管理依據。

二、有效降低生產成本，推動企業可持續性發展

人員成本經濟效益。通過推進實施海上井口平臺的無人化管理，成功實現了海上油氣田生產管理人員隊伍縮編，大幅減少人員，富余人員轉移支持新項目的建造調試和新油田開發，提高了勞動生產率。全面實施井口平臺無人駐守遠程操作管理后，將減員211人每年可節約人工成本費7495萬元。

飛機船舶成本經濟效益。井口平臺實施無人駐守遠程操作管理后，可實現守護船資源共享，減少4艘守護船，節約成本費用4500萬元/艘。同時還可優化守護船對井口平臺的打油、打水作業及海上作業物資的運輸，每年可節省船舶轉運費用150萬元。井口平臺實施無人駐守遠程操作管理后，海上生產作業人員大幅減少，減少倒班飛機飛行頻次，每年可節省直升機費用633萬元。

綜合上述系列數據統計對比和計算，井口平臺實施無人駐守遠程操作管理后，可以大幅度減少人員費用、船舶飛機費用等成本支出，每年可帶來2.62億元的經濟效益，以平臺全生命周期30年測算，共計可產生78.6億元的經濟效益。

三、促進井口平臺標準化建設，打造企業核心競爭力

編制和完善企業標準。在推進實施井口平臺無人化管理過程中，通過技術攻關，解決了一系列制約海上油氣田實施井口平臺無人化管理的問題，這些問題的發現和解決，對于企業集團推廣海上油氣田井口平臺無人化管理常態化意義深遠。

編制的《井口平臺無人駐守安全生產管理規定》，對其他海域海上油氣田推進井口平臺無人化管理具有指導性和規范作用。進一步推動完善升級了《海上無人駐守井口平臺設計規定》，推動企業未來建造的海上無人駐守井口平臺的配置更合理、造價更低、設備更少、流程更簡單，更具安全性、合理性和可操作性，更符合實際生產的需求。

四、優化無人駐守平臺配置，促進降本增效

企業在推進實施海上油氣田井口平臺的無人化管理過程中，對現有井口平臺進行了大量調研和統計工作，對閑置設備、復雜流程配置的必要性和需求度進行了全面評估分析，結合無人駐守井口平臺生產需求，提出匹配性、適用性設備設施配置方案。后續設計、建造的無人駐守井口平臺經過優化設備設施配置，大大降低成本提高經濟效益：

1. 通過優化設計，可以節省大筆設計費、建造安裝費、設備采購費等直接費用；2. 通過優化配置，削減不必要設備，可節省設備配件采購費、設備維修維護保養費、維修保養人工費等間接費用；3. 通過優化結構，在建造材料選用、采購上，可選用普通材料代替特種材料（如防火隔熱材料等），降低建造成本和材料采購成本；4. 通過優化安裝，精簡設備，縮小平臺規模，大大縮短建造安裝調試周期，實現油氣田提前投產，大幅度提高產量效益；5.通過優化設施，削減不必要設備，大大降低設備故障率，降低因設備故障導致的關停頻次，提高生產時效，增加產量效益。

五、加強海洋環境保護，生態效益惠及社會

海上油氣田成功實施井口平臺無人化管理，大幅減少海上生產作業人員，減少海上平臺生活污水排放量，減少了飛機、船舶等交通工具尾氣（溫室氣體）排放量，大大減輕人類活動對海洋環境的影響，為碧海藍天盡到應有的責任。

六、穩步推進，發揮行業示范作用

通過“以點帶面、先易后難、穩步推廣”的管理模式，逐步成功實施一批海上井口平臺的無人化管理，為企業打造海上智能油氣田的建設提供了可行性研究與實踐。

七、打造優秀管理團隊，提高企業核心競爭力

企業在井口平臺無人化管理項目上，多次匯集不同領域的專家，反復討論優化無人化管理的體系和制度。期間，制定出臺了一系列的標準、規范和管理程序，填補了國內行業的空白；同時，通過積極的嘗試與探索，取得了許多寶貴的認識和經驗，特別是在項目的推廣過程中，打造一批“一專多能”的高技能復合型一線管理人才，推動海上油氣田的智能化管理轉型，極大地提高了企業的核心競爭力。

（成果創造人：楊云 杜曉雷 葛揚志 唐南詢 王義軍 胡偉卿廖仲毅 常國軍 王雪中 冉廣兵 肖華毅）

（本文獲中國石油企業協會行業部級2017年度全國石油石化行業管理現代化創新優秀成果評審一等獎）