观察丨海上油田数字化智能化转型成效初显

中国能源新闻网记者 曲艺

6月16日，由中海油能源发展股份有限公司（以下简称“海油发展”）投资建造的我国首艘全新智能浮式生产储卸油装置（以下简称“FPSO”）“海洋石油123”在江苏南通完成陆地建造并成功交付，标志着海上智能油田建设取得新进展。

【资料图】

FPSO是开采海洋油气资源的高端大型海洋工程装备，可实现海上石油、海上天然气等能源的开采、加工、储存、外输、发电，被称为“海上油气加工厂”。

近日，国家能源局发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》（以下简称《意见》），强调“以数字化智能化技术助力油气绿色低碳开发利用”。无疑，“海洋石油123”的交付对于实现我国能源产业与数字技术深度融合，加快推进我国能源数字化转型和智能化发展具有重要意义。

现场数据全面感知让油气智能生产跨越“山海”

“海洋石油123”建造项目组负责人谭静轩介绍，“海洋石油123”是一艘载重10万吨级的船型浮式生产储卸油装置，船长241.5米、型宽45.2米、型深25.4米，其系泊中心水深大约236米，甲板面积相当于1.5个标准足球场大小。

作为我国全新智能FPSO，“海洋石油123”与常规FPSO主要差异在于智能化程度高，是目前我国首艘应用了云计算、大数据、物联网、人工智能、边缘计算等数字技术的全新FPSO，将为投产后的油气生产运营智能化奠定坚实基础。

这也契合了《意见》中“聚焦原创性、引领性创新，加快人工智能、数字孪生、物联网、区块链等数字技术在能源领域的创新应用”的要求。

“过去，FPSO生产作业是以独立模式运行，倘若现场的关键设备出现故障，需要多个专业的技术专家乘坐交通工具从陆地赶赴海上才能解决问题，这种方式时效性不高，影响现场的正常生产。”海油发展副总经理王伟介绍说，“‘海洋石油123’通过智能化设计，改变了传统的运营模式，实现了从过去的海上设施独立作战模式向横向集成和纵向贯通的海陆一体化运营模式转变，现场生产数据可以及时回传至陆地，技术专家在陆地就能进行联合诊断，不仅能大幅缩短设备故障修复时间，还有助于更早发现和解决海上生产隐患，将有效提高作业效率20%，降低生产运营成本10%以上。”

王伟表示，“海洋石油123”将各类生产数据通过8000余个数据采集点汇集至自主研发的现场数据中枢——“海精灵”边缘数据中心，之后对数据预处理后再通过海陆通讯链路传输至陆地智控中心，可实现海上生产数据的全面感知、实时采集和智能辅助决策，全面提升海上油气生产设施智能化运营水平。

海油发展采油服务公司研究院数字化总监邓欣说：“‘海精灵’边缘数据中心的构成，从硬件方面来说有三大部分：数据采集、数据存储、数据边缘计算，它功能齐全，软、硬件成熟。”

在开展全新FPSO建设的同时，技术团队也对已投产运营的老旧FPSO进行智能化改造升级。随着“海洋石油123”的成功交付，陆地智控中心成功实现了FPSO“一对多”集约化管理，实现海上油田开发经济效益和管理效率的更优化。

数字“克隆体”让海陆协同更加高效

王伟告诉记者，倘若遇到极端天气导致海陆之间的通讯受影响，“海精灵”可以充当“临时指挥站”，为智能化学药剂加注、生产工艺优化、全船监测系统等智能化应用提供算力支撑，经人工智能模型算法分析后，全面提升设备设施全生命周期管理的科学性。

“如果说‘海精灵’边缘数据中心是现场数据的汇集中枢，那么数字孪生技术就是海陆数据共享的桥梁纽带。”谭静轩如是形容。

《意见》也指出，推动面向能源装备和系统的数字孪生模型及智能控制算法开发，提高能源系统仿真分析的规模和精度。

谭静轩解释，研发团队将数字孪生技术首次应用在“海洋石油123”的生产工艺流程优化、船体及单点系统健康管理，相当于给FPSO创造了一个数字版的“克隆体”，技术人员在FPSO陆地智控中心便可通过这一“克隆体”全面监测海上生产动态，实现了设备设施远程映射与海陆协同管理，为海陆一体化智能生产运营搭建数据共享桥梁。

记者了解到，此前，海上操作人员需要时刻关注外部条件变化，根据生产规程和工作经验进行工艺系统调节，以保证生产的稳定性。有了数字孪生系统后，不仅可以真实还原工艺流程，还可以根据生产的实时状态和变化情况进行参数调优和趋势预警，解决了装置运行过程中因依赖操作经验导致的系统异常、预警信息不足等问题，在安全高效运行的前提下，确保FPSO生产时率最大化。

高效用能不仅“智能”而且“绿色”

在“双碳”背景下，“海洋石油123”持续改善能源管理模式，实现经济用能。

谭静轩介绍，“海洋石油123”首次利用先进的工业无线信号传输及电子感应技术，将FPSO的照明系统连接成一个智能控制网络，在满足不同工作时间、不同工作模式下各个场所照明需求的同时，还可以实现自动控制和调节智能灯具的亮度。每年将节约照明用电30%，相当于每年节约原油2575.44桶、标准煤46.2471吨。

“海洋石油123”配置了一套烟气模式惰气系统，回收利用热介质锅炉燃烧的尾气用于大舱所需要的惰气覆盖气，能够有效减少惰气发生器的柴油消耗，进而降低FPSO的整体能源消耗。另外，“海洋石油123”拥有4台套主发电机烟气的余热利用锅炉，单台功率为1500千瓦，正常生产期间利用余热锅炉就能满足FPSO所需的热能。上述两套系统将每年节约标煤4429吨，减少二氧化碳排放约11168吨。

“‘海洋石油123’FPSO交付后，将成为我国首个统一批量应用满足国标二级能效电机的FPSO，相比以前的三级能效电机，效率提升3%左右，每年将节电12.57万千瓦时。”谭静轩测算称。

据透露，“海洋石油123”是首个获得中国船级社智能符号认证的FPSO。交付后将通过1艘主拖轮拖带和1艘辅助拖轮护航，拖航至珠江口盆地海域的陆丰12-3油田，与已经安装在水下的锚链系统对接。

陆丰12-3油田作业水深约240米，总井数达13口，主要生产设施包括“海洋石油123”和1座深水导管架平台，预计今年下半年投产后高峰日产原油29500桶，成为我国海洋油气产量的新增长极。

目前，我国已经成为全球最大的FPSO制造与应用国之一，所拥有的FPSO数量与总吨位均居世界前列。

责任编辑：于彤彤

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