曹耀峰院士眼中的普光十年

文／本刊記者 陸曉如

普光氣田從建設(shè)到長(zhǎng)周期安全穩(wěn)產(chǎn)，靠的是不斷創(chuàng)新，是對(duì)安全的嚴(yán)格把控。

截至2019年10月18日，中國(guó)目前發(fā)現(xiàn)的最大規(guī)模海相整裝高含硫氣田——普光氣田已經(jīng)安全穩(wěn)定生產(chǎn)了10年，充分證實(shí)了高酸性氣田開發(fā)技術(shù)的可靠性與先進(jìn)性，形成的關(guān)鍵技術(shù)與管理經(jīng)驗(yàn)也為元壩、涪陵等氣田的成功開發(fā)提供了重要支撐，為推動(dòng)我國(guó)天然氣開發(fā)利用、保障國(guó)家能源安全做出了卓越貢獻(xiàn)。

曹耀峰院士作為我國(guó)超深高酸性氣藏大規(guī)模安全環(huán)保開發(fā)的主要開拓者之一，負(fù)責(zé)組織實(shí)施了以普光氣田天然氣產(chǎn)能建設(shè)為核心的川氣東送工程。對(duì)普光氣田穩(wěn)產(chǎn)10年，他有何感想？對(duì)普光氣田未來的發(fā)展又有怎樣的希望？帶著這些問題，本刊記者采訪了他。

困難中推進(jìn)

中國(guó)石油石化：曹院士，您好！您作為當(dāng)年川氣東送工程的主要負(fù)責(zé)組織實(shí)施人之一，當(dāng)時(shí)面臨著怎樣的工作壓力？

曹耀峰：為有效利用高含硫天然氣資源，國(guó)務(wù)院將以普光氣田為主供氣源的川氣東送工程列入國(guó)家“十一五”重大工程。

川氣東送工程是我國(guó)首次自主進(jìn)行的大規(guī)模氣田開發(fā)、天然氣凈化、長(zhǎng)輸管道一體化實(shí)施的龐大系統(tǒng)工程，總投資達(dá)626.76億元。普光高含硫氣田規(guī)模開發(fā)，上中下游工程建設(shè)系統(tǒng)推進(jìn)，國(guó)內(nèi)外沒有可供借鑒的成熟技術(shù)。尤其普光氣田作為川氣東送的主要?dú)庠矗骄癫厣疃?940米，屬超深氣藏；硫化氫含量15%以上，而硫化氫含量超過5%即可定性為高酸性氣田；氣藏平均壓力55兆帕，硫化氫分壓9.5兆帕，屬高壓氣藏。國(guó)內(nèi)外專家認(rèn)為，普光氣田開發(fā)是世界性技術(shù)難題。

中國(guó)石油石化：具體來說，當(dāng)時(shí)面臨哪些難題？

曹耀峰：主要是工程管理、工程技術(shù)、安全控制三大方面的難題。

工程管理方面，川氣東送工程是一個(gè)特大型、開放性的復(fù)雜巨系統(tǒng)，工程管理難度大。因項(xiàng)目眾多，構(gòu)成了龐大的項(xiàng)目群，項(xiàng)目之間關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，因此整體推進(jìn)難。又因涉及的專業(yè)種類多、跨度大，形成了上中下游產(chǎn)業(yè)鏈，協(xié)同實(shí)施難。而參建隊(duì)伍構(gòu)成復(fù)雜、相關(guān)利益方多、社會(huì)關(guān)注度高，使統(tǒng)籌監(jiān)管難。

工程技術(shù)方面，首先是氣田開發(fā)難。普光氣田氣藏超深、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，鉆井、作業(yè)、氣藏工程投資大、周期長(zhǎng)，面臨高產(chǎn)高效開發(fā)難題。其次，天然氣凈化難。超大型脫硫凈化廠建設(shè)屬國(guó)內(nèi)空白，必須攻克超大規(guī)模深度凈化及硫黃回收難題。再次，長(zhǎng)輸管道難。川氣東送管道跨越巴山蜀水、鄂西武陵等復(fù)雜地質(zhì)地貌，施工難度大。

普光氣田高含硫天然氣全自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間小于1秒、報(bào)警值2ppm、準(zhǔn)確率100%。

安全控制方面，普光氣田氣藏高含劇毒硫化氫，威脅員工和周邊群眾安全。氣藏中硫化氫、單質(zhì)硫、二氧化碳、氯離子共存，具有強(qiáng)腐蝕性，對(duì)裝備材料的抗腐蝕性能要求極高。工區(qū)地處復(fù)雜山地，人口密集，道路崎嶇。一旦發(fā)生安全問題，應(yīng)急救援難度大。

創(chuàng)新來攻關(guān)

中國(guó)石油石化：當(dāng)時(shí)是如何攻克工程管理難題的？

曹耀峰：工程建設(shè)團(tuán)隊(duì)以系統(tǒng)論為指導(dǎo)，創(chuàng)新構(gòu)建了“系統(tǒng)控制下的項(xiàng)目群集成管理模式”。按照川氣東送總體規(guī)劃方案，將工程劃分為42項(xiàng)分系統(tǒng)175項(xiàng)子系統(tǒng)，由各項(xiàng)目部進(jìn)行市場(chǎng)化運(yùn)作，以招投標(biāo)、第三方監(jiān)理等經(jīng)濟(jì)法律手段控制質(zhì)量、工期和造價(jià)，負(fù)責(zé)本項(xiàng)目的組織實(shí)施。

對(duì)各項(xiàng)目構(gòu)成的項(xiàng)目群，由指揮部實(shí)施統(tǒng)一組織協(xié)調(diào)，確定了建設(shè)“安全工程、優(yōu)質(zhì)工程、生態(tài)工程、福祉工程”的目標(biāo)；對(duì)各項(xiàng)目采取DBB、EPC、E+P+C等不同形式，實(shí)施高效管理；對(duì)關(guān)鍵項(xiàng)目和急難險(xiǎn)阻，組建業(yè)主管理團(tuán)隊(duì)集中優(yōu)勢(shì)資源實(shí)施攻堅(jiān)破難；對(duì)劇毒硫化氫等高風(fēng)險(xiǎn)因素，實(shí)施跨項(xiàng)目強(qiáng)勢(shì)監(jiān)管；組織編制涵蓋各項(xiàng)目部的統(tǒng)籌網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，系統(tǒng)推進(jìn)，充分發(fā)揮項(xiàng)目群的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)施了工程建設(shè)的整體優(yōu)化；對(duì)涉及生態(tài)環(huán)保、企業(yè)和地方等相關(guān)利益方的關(guān)系協(xié)調(diào)等社會(huì)責(zé)任，由國(guó)家工程建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組和指揮部實(shí)施統(tǒng)一溝通協(xié)調(diào)，在開放的環(huán)境下保障了工程建設(shè)和諧推進(jìn)。

“系統(tǒng)控制下的項(xiàng)目群集成管理模式”，既保障了項(xiàng)目管理的市場(chǎng)化運(yùn)作，又充分發(fā)揮了集中力量辦大事的優(yōu)勢(shì)，將項(xiàng)目管理側(cè)重質(zhì)量、工期、造價(jià)，拓展到安全、技術(shù)、生態(tài)、公共關(guān)系等更寬廣的領(lǐng)域，是在石油天然氣工程建設(shè)領(lǐng)域解決開發(fā)復(fù)雜巨系統(tǒng)問題的一次成功實(shí)踐。因成效顯著，被全國(guó)企業(yè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新成果審定委員會(huì)評(píng)為2011年度“國(guó)家級(jí)企業(yè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)”。

中國(guó)石油石化：工程技術(shù)難題又是如何被攻克的？

曹耀峰：針對(duì)諸多技術(shù)難題及國(guó)內(nèi)無經(jīng)驗(yàn)可借鑒的現(xiàn)實(shí)情況，我們采用“學(xué)習(xí)借鑒、攻關(guān)創(chuàng)新、集成應(yīng)用”緊密銜接的科技創(chuàng)新思路，構(gòu)建開放式創(chuàng)新體系，創(chuàng)新形成了特大型超深高含硫氣田安全高效開發(fā)技術(shù)系列。

實(shí)施“高含硫氣藏安全高效開發(fā)技術(shù)”“大型高含硫氣田開發(fā)示范工程”兩項(xiàng)國(guó)家科技重大專項(xiàng)，推動(dòng)普光高含硫氣田高產(chǎn)高效開發(fā)技術(shù)、普光高含硫氣田腐蝕防護(hù)技術(shù)、復(fù)雜山地高含硫氣田安全控制技術(shù)、高含硫天然氣特大規(guī)模深度凈化技術(shù)、山地長(zhǎng)輸管道工程建設(shè)技術(shù)等一批關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破。在工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施氣體鉆井、旋轉(zhuǎn)尾管固井、儲(chǔ)層改造等63個(gè)先導(dǎo)試驗(yàn)項(xiàng)目，一批先進(jìn)實(shí)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

經(jīng)過各方持續(xù)攻堅(jiān)、銳意進(jìn)取，普光高含硫氣田僅用4年時(shí)間就實(shí)現(xiàn)成功開發(fā)，為同類高含硫氣藏開發(fā)起到了重要示范作用，對(duì)推動(dòng)天然氣工業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，使我國(guó)成為世界上少數(shù)幾個(gè)掌握開發(fā)特大型超深高含硫氣田核心技術(shù)的國(guó)家。2012年，“特大型超深高含硫氣田安全高效開發(fā)技術(shù)及工業(yè)化應(yīng)用”，榮獲“國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)”。

安全生產(chǎn)10余年

中國(guó)石油石化：普光氣田至今已經(jīng)安全生產(chǎn)10余年，其中的秘訣是什么？

曹耀峰：普光氣田成功投產(chǎn)，為普光大型高酸性氣田長(zhǎng)期安全運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。但是，氣田高含硫化氫的環(huán)境沒有變，風(fēng)險(xiǎn)并沒有因氣田建成而降低分毫。因此，在生產(chǎn)過程中，普光氣田始終保持高度警惕，采取了完善基層管理體系建設(shè)，使安全管理縱深穿透；構(gòu)建雙重預(yù)防機(jī)制，提升風(fēng)險(xiǎn)、隱患防控能力；建立氣田檢修模式等各項(xiàng)防范措施，確保生產(chǎn)運(yùn)行本質(zhì)安全。

●綠色的普光，安全的普光。 供圖/中國(guó)石化

普光氣田運(yùn)用了全自動(dòng)化的遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)，建設(shè)了高含硫天然氣全自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，響應(yīng)時(shí)間小于1秒、報(bào)警值2ppm、準(zhǔn)確率100%。研發(fā)了全氣田聯(lián)鎖關(guān)斷控制系統(tǒng)及快速放空火炬系統(tǒng)，關(guān)斷響應(yīng)時(shí)間2～20秒，放空時(shí)間4～20分鐘，成功率100%，確保了緊急狀況下高含硫天然氣的安全處置。采氣、凈化、長(zhǎng)輸三大系統(tǒng)采用硬線連接，任何一個(gè)系統(tǒng)的關(guān)斷都可觸發(fā)三大系統(tǒng)的聯(lián)鎖關(guān)斷。研發(fā)配套了山地消防坦克等搶險(xiǎn)救援裝備，具備大規(guī)模硫化氫泄漏等事故的處置能力；與地方政府建立三級(jí)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，不間斷開展大型企地聯(lián)合應(yīng)急演練。普光應(yīng)急救援中心，已被評(píng)為國(guó)家級(jí)油氣田救援示范基地。

中國(guó)石油石化：目前普光氣田安全生產(chǎn)形勢(shì)如何？

曹耀峰：2018年下半年，中國(guó)石化秉承零風(fēng)險(xiǎn)的理念，組織業(yè)內(nèi)專家開展了歷時(shí)10個(gè)月的普光氣田全方位研究與評(píng)價(jià)工作，涉及鉆完井、生產(chǎn)井、集輸、凈化、應(yīng)急、安全6個(gè)專業(yè)2000余人參加。專家一致認(rèn)為：普光氣田在建設(shè)過程中充分考慮了高含硫化氫的特點(diǎn)，在多年的生產(chǎn)運(yùn)行過程中對(duì)出現(xiàn)的隱患、問題及時(shí)加以整改，積累了高含硫氣田勘探開發(fā)寶貴經(jīng)驗(yàn)，建立了較為完整的安全管理和應(yīng)急體系，為我國(guó)高酸性氣田安全高效開發(fā)做出了重大貢獻(xiàn)。

對(duì)現(xiàn)有安全工作做出肯定的同時(shí)，專家組提出了長(zhǎng)周期持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)存在的安全隱患。例如，氣田壓力將持續(xù)降低，新老井施工安全風(fēng)險(xiǎn)加大，酸性環(huán)境下腐蝕持續(xù)存在，微小泄漏有增加趨勢(shì)，地質(zhì)災(zāi)害等不確定性風(fēng)險(xiǎn)仍然存在。

針對(duì)上述問題，專家組要求進(jìn)一步明確主要研究方向，多維度強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)管控措施，構(gòu)建更加完善的安全生產(chǎn)體系。目前，根據(jù)專家組建議，中國(guó)石化已經(jīng)將“普光長(zhǎng)周期安全生產(chǎn)技術(shù)研究”項(xiàng)目列入集團(tuán)公司科技十條龍。

再穩(wěn)產(chǎn)8年

中國(guó)石油石化：據(jù)悉，普光氣田提出了“再穩(wěn)產(chǎn)8年”的目標(biāo)。這是出于什么考慮？

曹耀峰：普光氣田自2009年10月正式投產(chǎn)以來，持續(xù)開展科技創(chuàng)新，大力加強(qiáng)勘探力度，不斷提升開發(fā)水平，保持了良好發(fā)展態(tài)勢(shì)。各項(xiàng)開發(fā)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于開發(fā)方案設(shè)計(jì)，投資回收期縮短兩年，2017年實(shí)現(xiàn)了開發(fā)方案設(shè)計(jì)的8年穩(wěn)產(chǎn)期，累計(jì)產(chǎn)氣776.92億立方米。

天然氣是優(yōu)質(zhì)高效的清潔能源。加大天然氣利用，推動(dòng)天然氣高質(zhì)量發(fā)展，是推動(dòng)能源革命向縱深發(fā)展、實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的現(xiàn)實(shí)選擇。但是，隨著貿(mào)易保護(hù)主義抬頭，地緣政治更加復(fù)雜，天然氣供應(yīng)形勢(shì)愈發(fā)嚴(yán)峻。為積極響應(yīng)國(guó)家天然氣發(fā)展戰(zhàn)略，保障國(guó)家能源安全，中國(guó)石化持續(xù)推進(jìn)相關(guān)工作，推動(dòng)普光氣田向更高水平發(fā)展。基于新的成果認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步提出普光氣田90億立方米產(chǎn)量再穩(wěn)產(chǎn)8年的目標(biāo)。

中國(guó)石油石化：為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)做了哪些工作？

曹耀峰：首先，多措并舉地夯實(shí)長(zhǎng)周期持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的資源基礎(chǔ)。2020年以前，以二疊系長(zhǎng)興組至飛仙關(guān)組為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)商業(yè)發(fā)現(xiàn)、規(guī)模增儲(chǔ)；2021-2025年，以下二疊統(tǒng)棲霞組和侏羅系千佛崖組為重點(diǎn)，配套儲(chǔ)層改造技術(shù)、實(shí)現(xiàn)效益增儲(chǔ)，同時(shí)強(qiáng)化探索寒武系洗象池組及深層頁(yè)巖氣。2019-2025年預(yù)計(jì)探明儲(chǔ)量500億立方米、控制儲(chǔ)量500億立方米。按照動(dòng)用率40%計(jì)算，可投入開發(fā)儲(chǔ)量400億立方米。在開發(fā)區(qū)調(diào)整和實(shí)施增壓開采的基礎(chǔ)上，加快“十三五”新區(qū)實(shí)施進(jìn)度，普光氣田90億立方米產(chǎn)量可穩(wěn)產(chǎn)到2022年；依靠“十四五”新區(qū)，可穩(wěn)產(chǎn)到2025年。

●攝影/崔衛(wèi)坤

其次，全面開展安全研究與評(píng)價(jià)工作，為長(zhǎng)周期穩(wěn)產(chǎn)保駕護(hù)航。研究鉆完井、風(fēng)險(xiǎn)井井筒治理、高含硫氣井作業(yè)、集輸管網(wǎng)硫化氫泄漏監(jiān)測(cè)、凈化裝置缺陷塔器安全管控、工業(yè)控制系統(tǒng)優(yōu)化、酸性氣體增壓集輸、應(yīng)急保障能力提升。建立基于風(fēng)險(xiǎn)的泄漏檢測(cè)與修復(fù)管理體系，完善高酸性氣田從設(shè)計(jì)到施工的全流程井控預(yù)防及管控體系，建設(shè)與提升應(yīng)急能力，建立長(zhǎng)效的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與隱患排查治理機(jī)制。

普光氣田的安全高效開發(fā)，開創(chuàng)了我國(guó)自主勘探開發(fā)特大型高酸性氣田的先河。經(jīng)過10余年持續(xù)穩(wěn)定的安全生產(chǎn)運(yùn)行，充分驗(yàn)證了我國(guó)高酸性氣田開發(fā)技術(shù)裝備、管理運(yùn)行體系的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

展望未來，伴隨著普光氣田“再穩(wěn)產(chǎn)8年”計(jì)劃的逐步實(shí)施，必將探索出一條符合我國(guó)資源稟賦和生態(tài)環(huán)境特征的、安全綠色高效的長(zhǎng)周期穩(wěn)產(chǎn)路徑，為保障能源安全做出卓越新貢獻(xiàn)。