科技日報記者 操秀英
6月16日，由中海油能源發展股份有限公司（以下簡稱海油發展）投資建造的全新智能FPSO（浮式生產儲卸油裝置）“海洋石油123”在江蘇南通完成陸地建造并成功交付，標志著中國海油加快推進海上智能油田建設取得新進展，對于實現我國能源產業與數字技術深度融合，加快推進我國能源數字化轉型和智能化發展具有重要意義。
浮式生產儲卸油裝置是開采海洋油氣資源的高端大型海洋工程裝備，可實現海上石油、天然氣等能源的開采、加工、儲存、外輸、發電，被稱為“海上油氣加工廠”。“海洋石油123”是一艘10萬載重噸級的船型浮式生產儲卸油裝置，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，甲板面積相當于1.5個標準足球場大小。
(資料圖)
現場數據全面感知 讓油氣智能生產跨越“山海”
作為我國全新智能FPSO，“海洋石油123”與常規FPSO主要差異在于智能化程度高，是目前我國首艘應用了云計算、大數據、物聯網、人工智能、邊緣計算等數字技術的全新FPSO，將為投產后的油氣生產運營智能化奠定堅實基礎。
“過去，FPSO生產作業是以獨立模式運行，倘若現場的關鍵設備出現故障，需要多個專業的技術專家乘坐交通工具從陸地趕赴海上才能解決問題，這種方式實效性不高，影響現場的正常生產。”海油發展副總經理王偉介紹說，“‘海洋石油123’通過智能化的設計，改變了傳統的運營模式，實現了從過去的海上設施獨立作戰模式向橫向集成和縱向貫通的海陸一體化運營模式轉變，現場生產數據可以及時回傳至陸地，技術專家在陸地就能進行聯合診斷，不僅能大幅縮短設備故障修復時間，還有助于更早發現和解決海上生產隱患，將有效提高作業效率20%，降低生產運營成本10%以上。”
王偉介紹說，“海洋石油123”現場各類生產數據通過8000余個數據采集點匯集至自主研發的現場數據中樞——“海精靈”邊緣數據中心，對數據預處理后再通過海陸通信鏈路傳輸至陸地智控中心，可實現海上生產數據的全面感知、實時采集和智能輔助決策，全面提升油氣生產設施智能化運營水平。
在開展全新FPSO建設的同時，技術團隊同步對已投產運營的老舊FPSO進行智能化改造升級，隨著“海洋石油123”的成功交付，陸地指控中心成功實現了FPSO“一對多”集約化管理，實現油田開發經濟效益和管理效率的更優化。
“倘若遇到極端天氣導致海陸之間的通信受影響，‘海精靈’可以充當‘臨時指揮站’，為智能化學藥劑加注、生產工藝優化、全船監測系統等智能化應用提供算力支撐，經人工智能模型算法分析后，全面提升設備設施全生命周期管理的科學性。”王偉表示。
數字“克隆體”讓海陸協同更加高效
“如果說‘海精靈’邊緣數據中心是現場數據的匯集中樞，那么數字孿生技術就是海陸數據共享的橋梁紐帶。”“海洋石油123”建造項目組負責人譚靜軒表示，“研發團隊將數字孿生技術首次應用在‘海洋石油123’的生產工藝流程優化、船體及單點系統健康管理，相當于給FPSO創造了一個數字版的‘克隆體’，技術人員在FPSO陸地智控中心便可通過這一‘克隆體’全面監測海上生產動態，實現了設備設施遠程映射與海陸協同管理，為海陸一體化智能生產運營搭建數據共享橋梁。”
此前，海上操作人員需要時刻關注外部條件變化，根據生產規程和工作經驗進行工藝系統調節，以保證生產的穩定性。 有了“數字孿生”系統后，不僅可以真實還原工藝流程，還可以根據生產的實時狀態和變化情況進行控制參數調優和趨勢預警，解決了裝置運行過程中因依賴操作經驗導致的系統異常、預警信息不足等問題，在安全高效運行的前提下，確保FPSO生產時率最大化。
高效用能，不僅“智能”而且“綠色”
在“雙碳”背景下，“海洋石油123”持續改善能源管理模式，實現經濟用能，減少能源成本，遞交了多個綠色答案。
譚靜軒介紹說，“海洋石油123”首次利用先進的工業無線信號傳輸及電子感應技術，將FPSO的照明系統連接成一個智能控制網絡，在滿足不同工作時間、不同工作模式下各個場所對照度的需求的同時還可以實現自動控制和調節智能燈具的亮度。每年將節約照明用電30%，節約的電能相當于每年節約原油2575.44桶（標準煤46.2471噸）。
“海洋石油123”還配置了1套煙氣模式惰氣系統，回收利用熱介質鍋爐燃燒的尾氣用于大艙所需的惰氣覆蓋氣，能夠有效減少惰氣發生器的柴油消耗，進而降低FPSO的整體能源消耗。另外，“海洋石油123”還配置了四臺套主發電機煙氣的余熱利用鍋爐，單臺功率為1500kW，正常生產期間利用余熱鍋爐就能滿足FPSO所需的熱能。上述兩套系統將每年節約標煤4429余噸，減少二氧化碳排放約11168噸，相當于植樹6120棵。
“‘海洋石油123’FPSO交付后，將成為我國首個統一批量應用滿足國標二級能效電機的FPSO，相比以前的三級能效電機，效率提升3%左右，每年將節電125700kWh。”譚靜軒說。
“海洋石油123”是首個獲得中國船級社智能符號認證的FPSO。交付后將通過一艘主拖輪拖帶和一艘輔助拖輪護航，拖航至珠江口盆地海域的陸豐12-3油田，與已經安裝在水下的錨鏈系統對接。陸豐12-3油田作業水深約240米，總井數達13口，主要生產設施包括“海洋石油123”和一座深水導管架平臺，預計今年下半年投產后高峰日產原油29500桶，成為我國海洋油氣產量的新增長極。
目前，我國已經成為全球最大的FPSO制造與應用國之一，所擁有的FPSO數量與總噸位均居世界前列。
王偉表示，海油發展將緊盯油氣行業數字綠色低碳轉型新趨勢，抓住新一輪科技革命為油氣產業帶來的新契機，在油氣生產領域大力推進以“智能油田”“智能工程”“智能工廠”為代表的數字綠色低碳轉型示范工程，為持續推動海洋石油工業高質量發展、保障國家能源安全作出新的更大貢獻。
（圖片由海油發展提供）
