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普光气田——打造高含硫气田开发领域的中国品牌
2019-10-15 15:07  · 来源:普光气田  · 作者:白国强  · 责编:刘澄谚

  在川东北的崇山峻岭中,有一个响亮的名字——普光,国内第一个年产能超百亿立方米的高含硫大气田普光气田就诞生于此。从这里开始,普光气田源源不断生产的天然气正沿着川气东送管道穿山越岭、顺江而下,为国内经济最为活跃的长江经济带的绿色发展提供绿色动能。至今已经向沿线的六省二市逾80座城市、数千家企业、近2亿居民供应了560亿立方米天然气。

 

  普光气田自诞生之日起,就是一部攻坚克难、砥砺奋进的创业史,也是一部不断锻造品牌的发展史。在第二个“中国品牌日”前夕,中国石化发布了十大优秀技术品牌,其中以海相碳酸盐岩油气勘探开发技术为核心的“中原普光”品牌入选其中,并名列前茅。

  “中原普光”品牌是以普光气田开发管理运营为依托逐渐形成的,如今也是中国石化放眼国际市场的一块金字招牌。普光气田的成功开发,攻克了一些列世界级难题,使我国成为世界上少数几个掌握海相高含硫气田开发核心技术的国家之一,极大增加了中国在国际高含硫气田开发领域的话语权。

  近些年,随着国家“一带一路”倡议的落地,我国与“一带一路”沿线各国能源合作的巨大潜力正在显现。伊拉克、土耳其、阿根廷、美国等国的能源公司已相继到普光气田参观考察,洽谈合作事宜。

  当前,普光气田紧抓历史机遇,通过整合自身在技术、安全、管理、人才等方面的优势,围绕“中国高含硫气田开发管理第一品牌”的定位,不断提升发展质量,全力融入国际合作市场。

  创新:投产十年年不断培育核心竞争力

  高含硫气田开发历来被看作是“勇敢者的游戏”。若非具有非凡的勇气和技术,要想缚住埋藏地下几千米、性格暴躁的“毒龙”,称得上是异想天开。

  普光气田埋藏的是高含硫天然气,空气中硫化氢含量达800~1000ppm就能瞬时致命,普光气田硫化氢浓度高达15万ppm。开发这样的高含硫气田,安全风险极高,无异于闯“龙潭虎穴”。

  普光超深高含硫气田开发难在超深,气田平均钻深5974米;难在高含硫,海相储层硫化氢含量高达15%,二氧化碳含量高达8%,集剧毒与强腐蚀性于一体。由此带来的”硬、斜、喷、漏、塌、卡、毒”等难题,犹如一只只“拦路虎”挥之不去。地质构造复杂、施工条件恶劣、安全风险高,国内外均没有现成的理论技术、配套装备、施工经验等可供借鉴。普光气田开发面临是一系列世界级难题。甚至直到川气东送开工前夕,还有专家认为,国内不具备开发大型酸性气田的条件。

  为解决这些难题,普光气田提出了开放创新的理念,依托国家科技重大专项和集团公司“十条龙”攻关平台,以企业为主体,以市场为纽带,组织国内外相关科研院所、大专院校组成“产、学、研”三结合的攻关团队,使创新成果迅速转化为生产力。通过技术创新,普光气田突破高含硫气田安全高效开发瓶颈,形成了属于自己的核心技术。

  有了创新这把“利器”,普光气田的开发建设一路奏响凯歌。从开工建设到2009年建成投产,仅用了3年时间就建起了工程量巨大的高含硫气田和天然气净化厂。凭借着特大型超深高含硫气田安全高效开发技术及工业化应用这一技术,普光气田获得2012年度国家科技进步特等奖,是中石化成立以来首次获此殊荣。我国也因此成为世界上少数几个掌握高含硫气田核心开发技术的国家之一。

  从开发建设到运营管理,普光气田的每一步都离不开创新,创新已经成为贯通普光气田血脉的强大“基因链”。当前,无论是实现气田持续高效开发,还是打造“中原普光”品牌,更是离不开创新驱动。

  普光气田着力把创新的基因深植于气田的血脉之中,确保气田的技术创新水平国内领跑、国际领先。2016年,普光气田成立了天然气开发、净化两个研究所;各单位创新工作室、技师工作站也都在有序建设之中;科技专项等重大科研攻关项目有序进行,“职工冠名”“五小成果”等基层创新活动也在如火如荼开展。人人都能创新,人人都在创新的良好氛围愈加浓厚。

  近年,普光气田共承担或参与了15项国家重大专项课题,形成了特大型高含硫气田高产高效、腐蚀防护、天然气净化等5项创新技术,近年完成的科技创新成果获得国家授权专利75项。

  效应:带动高含硫领域的“中国制造”

  普光气田作为国内首座投入生产运营的海相整装高含硫气田,装置内关键设备多采用进口设备及备件。随着气田生产时限的延长,进口设备故障不断增多,同时受采购周期长、选择余地小、修复难度大、维修费用高等因素的影响,部分进口设备“带病工作”,严重地制约了气田的安全生产运营。

  为此,普光分公司联合国内著名设计院所、国内具有领先水平的制造单位、系统内科研院所,按照“先导试验、逐步推广”的原则,对进口设备及备件从工艺设计、制造等关键技术开展科技攻关,分步实施国产化改造,取得了一系列重大进展,形成了高酸性气田腐蚀工况下特大型设备整体设计、制造等十余项自主关键技术,填补了国内空白,整体技术达到国际先进水平。

  普光气田拥有12套年产硫黄240万吨的硫黄回收装置,装置规模居全国首位。气田建设之初,装置内应用的克劳斯反应炉国内没有应用先例,所以这类设备全部由国外进口。

  然而,仅投产试运行两个月,进口设备就出现了炉体震动、超温、变形等问题,导致设备频繁检修,制约了气田长期安全平稳生产。在国内没有可借鉴的设计经验情况下,由中石化集团公司牵头,普光分公司及部分科研院所专家成立了克劳斯炉技术改造项目组,在气田现场展开技术攻关,采用理论研究、模拟分析和验证性试验相结合的研究思路,通过攻关研制成功国内首台具有自主知识产权克劳斯反应炉,填补国内空白。

  新反应炉投用后,与原反应炉炉相比操作负荷从80%提高到能够满负荷稳定运行,综合指标优于国外同类产品水平,总体技术达到国际领先水平。

  此外,普光气田还完成了特大型末级硫冷凝器国产化,单台冷凝器购置费用比原进口设备节省1177 万元,制造运输周期缩短了13个月的时间。相关技术成果目前已经应用于西南元坝气田天然气净化厂装置和伊朗阿巴斯炼油厂等装置中。

  普光气田完成了中间胺液冷却器国产化改造,采购成功成936万元将至225万元。完成了尾气焚烧炉余热锅炉国产化研制,国产化后价格为进口设备的36%,单台节省购置费829万元,解决了净化厂安全稳定运行的瓶颈。

  着眼长远,制定规划,设备国产化成为新的成本控制点。普光分公司在坚持“保证质量、节约成本、安全可靠”的原则基础上,结合生产实际和设备运行情况,稳步推进关键机组转子、关键机组轴承、机械密封、抗硫密封圈、高级孔板阀等17 项进口设备和备件的国产化研究和推广。目前整体国产化率已由最初的35%提高到88%,静设备国产化率达到100%。

  普光气田的国产化实践从无到有,从小到大,从静设备到动设备,再到控制系统,产品不仅完全可以与任何进口设备相媲美,同时也具备更高的性价比。普光气田的国产化探索实践,不仅打破了国外企业的技术垄断,更直接推动了我国天然气装备业的技术进步,提升了我国高含硫装备制造企业的国际竞争力。

  贡献:为长江经济带发展注入“绿色动能”

  近水楼台先得月。地处长江经济带上游的四川省达州市——也是普光气田所在地,正借助天然气这一绿色动能,实现自身产业结构升级和经济质量提升。

  目前,普光气田每年给达州经济开发区提供天然气10多亿立方米和30多万吨硫黄。对于天然气紧缺的中国市场而言,这是该市经济发展的一大动能。得益于源源不断的绿色动能,达州市从2009年至今已实现地区生产总值的三级跳——2012年跻身“千亿俱乐部”,2017年突破1500亿元。量级在不断增大的同时,该市经济发展质量也在不断提高。据了解,该市2017年单位GDP能耗同比下降2%。目前,该市工业转型升级正在加快推进。2018年初,该市国家天然气综合开发利用示范区获国家部委批复,以天然气为原料的玄武岩纤维产业园、宣汉正原微玻纤三期等多个项目也已开工建设。

  以普光气田为主供气源的川气东送工程横贯东西,气田生产的绿色能源顺着管道穿越崇山峻岭一路向东,供气范围横跨长江经济带。

  截至9月底,普光气田已通过川气东送工程累计向长江经济带输送天然气560亿立方米,相当于替代标准煤6000多万吨,为推动长江经济带绿色发展,尤其是改善生态环境、建设美丽中国做出重要贡献。

  安全:形成一套可以复制的“模板”

  对普光气田而言,安全环保永远是生命线。安全生产的根基牢不牢、安全管控措施能否有效落实,硬件设施的完善程度是先决条件。

  大到救援坦克等应急救援设备,小到报警仪等职工安全防护用具,普光气田在安全硬件的配备方面从不“吝啬”。据了解,气田安全环保资金投入占到总投资的9.8%,为安全管控建立起一道道“铜墙铁壁”。比如在实时监测方面,普光分公司建立了火气检测系统、腐蚀监测系统等8个系统,在气田各部位安装了硫化氢、可燃气体等监测设备共3300多个。

  在制度建设方面,普光气田不断根据实际情况变化,对安全制度进行修订完善。截至目前,普光分公司已编制完成采气、净化等专业的安全管理制度、工艺及设备操作规程671项;建立了包括3380项技术标准、578项岗位标准、54项管理标准在内的标准规范体系,填补了国内高含硫气田开发标准的空白,形成了具有普光特色的安全管理制度体系。

  完善了硬件配备,制订了详尽的管理制度,严密了现场监管,安全工作才刚刚迈出了万里长征的第一步。气田投产以来,普光分公司通过理念提炼、全员安全活动等手段持续加强安全文化建设,让安全生产上升为全体员工的共识和自觉行动,为气田安稳运行营造了积极的软环境。

  普光分公司探索形成了具有普光特色的“双硫控制、双方共同安全”的双S安全文化理念。以双S安全文化理念为基础,普光分公司精心策划编写了《普光分公司员工安全文化手册》,并采用班组例会讨论、投放电子屏等形式进行广泛宣传。

  近年,在分公司层面安全理念建设的不断渗透下,全员想安全、保安全的氛围空前浓厚。采气厂201集气站职工朱洪震发挥自身绘画特长,在站控室墙壁上绘制了《“血”的教训》《安全重于泰山》等安全漫画,让抽象的安全理念变得直观;在天然气净化厂联合装置检修现场,处处都是写有“您的身体适合今天的作业吗?”“安全技术交底您记清楚了吗?”等字样的提示牌。

  如今,从“硬件”的设备设施到“软件”的制度文化,普光气田在安全管理方面已经形成一套可以复制的“模板”。

  环保:成为大巴山上一颗“绿海明珠”

  普光气田开发建设以来,始终坚持“绿水青山就是金山银山”的环保理念,紧紧围绕“绿色气田、生态工程”建设目标,先后投资50多亿元,创新了一系列环保关键技术,建成了严格的环境风险防控系统,构建了严密的环保应急体系,实现了当地经济发展和环境保护的互利共赢。

  结合气田采出水硫含量高、COD高、悬浮物高等特点,首创了高含硫气田水“氮气气提、溶氧气浮、化学氧化、混凝沉淀、两级过滤”的组合除硫工艺,综合除硫率大于99.8%,做到了高含硫气田水的达标处理和回注,目前已达标处理83万吨,实现了零排放。

  净化厂采用了单塔低压汽提技术,将脱硫过程产生的酸性水中含硫气体汽提进硫磺回收系统,水处理至循环水标准,全部作为冷却水回用,日回用水量达3840吨,净化厂工艺废水回用率达到100%。

  此外,净化厂尾气单元硫黄回收率达99.91%以上,实现SO2平均排放浓度小于400mg/m3,低于国家960 mg/m3的标准限值。硫磺回收和尾气治理水平处于国际领先地位。

  在采取环保措施的同时,普光气田积极推进清洁生产审核,不断开发源头治理技术,推广应用新型环保设施。在国内没有针对性考核标准情况下,结合自身实际,制订了3个层次、27类、100项清洁生产审核考核指标。

  从开发建设之日起,普光气田结合地形特点,利用大气污染和湍流扩散理论,开展了二氧化硫扩散模拟研究,掌握了普光山区地形含硫气体扩散分布特征和规律,建立了以“硫”元素为监控核心、覆盖整个产污环节的立体环境监测体系,为气田污染防治奠定了基础保障。

  另外,投资600余万元在所有废水、废气排放口安装了在线监测设施,33套监控实施设施24小时不间断监测。污染物排放浓度和总量均控制在指标范围内。二氧化硫、氮氧化物、化学需氧量、氨氮排放,远远低于国家标准限值。

  普光气田成立了于国家级的环境监测站,配备各类监测设备70余台套、专业化验人员13名,全方位开展废气、废水、噪声和固废等各类污染物的例行监测、监督监测和应急监测。

  同时,引进无线多点远程布控监测系统,在净化厂附近5处环境敏感点安装远程大气监测仪器,及时掌握大气环境质量变化趋势。建设了可实时连续监测气压、湿度、温度、风向、风速等指标的气象监测系统,指导应急情况下现场处置。在油气田行业内首次建立了地质灾害在线监测系统,实现了气田地质灾害预警和评估,为环境应急处置提供技术支持。

  气田和周边环境长期连续监测的结果显示,当地的水体、大气仍保持了原有环境功能,普光气田开发建设没有对周围环境和生态带来不良影响。

  这几年,普光气田获评国土资源部“国家级绿色矿山”“石油行业绿色矿山建设典型”称号,连续三次被四川省评为“环保诚信企业”,2017年正式列入国家绿色矿山名录。8年多来的绿色开发实践之路证明,普光气田为我国高含硫天然气资源绿色开发树起了一个标杆。

  高效:形成精干高效的油公司模式

  不同于以往的油气田形成模式,普光气田从生产建设到投产运营,一直是个吃“百家饭”长大的孩子。按照“油公司”模式建立起来的普光气田,除了核心业务上的管理和操作岗1400多名人员外,与主营业务相关的工程技术及后勤保障服务,都是通过市场化运作从分公司外获得。

  为提升公司管理水平,普光气田不断强化“严细准确,争创一流”的经营管理理念,有计划地制订和实施管理提升计划,建立健全管理体制机制,逐步创建高含硫气田管理制度和标准体系。

  近年,普光气田按照制度标准化、标准信息化的原则,将所有管理事项划分为13个专项,形成了55项管理标准,覆盖了普光气田管理部门主要的管理事项和活动,明确划分了“能否做”“谁来做”“怎么做”等范围界限,使得职责划分由“以部门为中心”向“以业务为中心”的转变,业务流程由“按习惯办完事”向“按程序办好事”的转变。

  普光气田从制度入手,结合实际生产经营状况,建立了一系列成本管理制度,将气田全部成本项目分成400余项,横向分解到各机关部室,纵向分解到各单位,将成本考核具体到单位和个人,提高了全员成本目标管理的积极性。

  制度之外,普光气田更是将“高效”二字贯穿于生产经营全过程。气田建设初期,打一口井的费用是常规气藏开发的几倍甚至十几倍。为减少投资,普光气田坚持走“少打井、打高产井”的路子,将方案中的开发井数由最初的52口优化为40口,仅此一项就减少各项投资34.1亿元。

  近年,普光气田通过开展产品气收率劳动竞赛,使产品气收率比投产之初提高了4.46个百分点;通过开展单列装置运行负荷与效益研究,制订《不同负荷工况下节能经济生产方案》,降低开停工能耗;激发基层职工创新创效热情,由基层职工解决现场生产难题500余项,创效上亿元。气田投资回收仅用了5.3年,比方案设计提前了两年,是国家“十一五”投资项目中较早收回投资的项目之一。

  智能:成为智能制造试点单位

  “只需轻点鼠标,现场施工人员的数量、移动位置等动态信息就能一目了然。如果有人闯入危险场所,电脑监控屏幕上红色警示灯就会亮起,我们会第一时间进行处理。”5月30日一大早,中原油田普光分公司天然气净化厂HSE管理办公室主任胡文明就打开电脑,登录智能化门禁管理系统。

  针对普光气田安全环保和生产经营难题,普光分公司将信息化、数字化作为提高管理效能、降低成本的重要手段,积极推进智能化气田建设,推动实现气田安全高效经营。

  早在气田建设之初,普光分公司就以“数字化气田”为目标,建立了全覆盖的光传输网络和先进的自动化控制系统,实现了数据的实时采集与自动化控制。2013年7月,普光智能气田建设正式启动。普光智能气田建设以一体化应用为平台,建设数据资源共享服务和智能决策支持两个中心,打造标准规范体系和信息安全体系,全面提升实时监测、自动操控、全面感知、一体协作、优化预警、决策指挥等能力。

  得益于普光分公司智能决策指挥中心的建设,如今,只要在有网络的地方,普光分公司生产管理者、技术人员都可以通过手机登录“普光移动应用”APP实时掌握生产信息、查看现场视频监控、审批处理待办事务。

  为及时掌握集输系统生产动态保障安全生产,普光气田安装有气体检测、火气监测、腐蚀监测、地质灾害监测、视频监控等系统,定期跟踪监测;在普光气田集气站场阀室、净化厂厂区以及集输管线穿过的隧道,各种探头实时监控,不放过任何“蛛丝马迹”。

  为确保气田安全,普光分公司建立了高度自动化的“四级关断体系”,一旦气田某个生产区域发生异常,这套体系能自动判断、迅速反应,完成“全气田关断、支线关断、单站关断、单井关断”的四级关断。如果遇到突发情况,半分钟就可以关闭所有气井,通过智能化保证安全运行。

  普光分公司还建成三维仿真系统与智能化管线管理系统,实现了对20余处站场设施、设备信息、管道信息、生产动态的三维可视化管理,为应急指挥人员提供全方位的现场实时信息和实时画面,为安全监控和应急提供了高效的技术手段。

  面对下游市场变化的生产实际,天然气净化厂建立了仿真优化运行数字模型,通过量化控制、合理分析,找到了装置运行的最佳优化区间,绘制了生产运行曲线、经济运行曲线和能耗曲线。岗位人员只需轻点鼠标即可对压力、阀门开度值等参数进行远程控制调节,并可在非稳态状况下实现自动调整生产参数,尽快将装置调整到最优工作区。

  在强大的技术支撑下,普光气田已安全平稳运行10年,普光气田成为中国石化集团公司唯一一家天然气领域智能制造试点单位。

  人才:构筑国内高含硫气田人才高地

  2017年6月,油田高含硫人才储备培训班正式开班。2017年8月28日,“中原油田高含硫采气专业培训基地”在普光分公司采气厂原职工学习创业园挂牌。2017年9月,普光分公司首届业务竞赛落下帷幕。这一系列事件都在证明一件事:普光气田正在构筑高含硫气田开发人才高地。

  普光分公司人力资源部主任杨作海介绍,这既是保证气田安全高效开发的需要,又是推进油田高端气服“走出去”战略的需要。

  近年,为了开发好人才这一资源,普光气田探索出一套涵盖导师带徒、技能培训、岗位练兵、技能竞赛、成长成才的人才培养模式。

  为加强人才培养,普光气田开发出包含18本高含硫培训教材、100多个多媒体课件在内的高含硫培训教材,开发出13个工种的技能鉴定题库。针对高含硫采气和净化专业特点,制作了高含硫天然气采气集输、净化专业岗位操作安全视频教材,对采气集输28项、净化22项关键作业进行标准化操作视频展示。

  自气田投入开发以来,普光分公司先后实施了“毕业生三年培养工程”“6263人才培育工程”“青年人才开发工程”等一系列人才开发工程,并从2012年起启动两年一届的职业技能竞赛,培养和发现了一大批优秀人才。

  从2017年起,两年一届的业务竞赛又拉开了序幕。业务竞赛涵盖了气田生产运行所涉及的开发管理、生产管理、经营管理、党群管理等16个专业,竞赛对象也从原先的技能操作人员推广到管理和专业技术人员,竞赛形式采取班组之间、班站长之间、工程师之间等多种形式。目前,普光气田人才培养模式已经日渐成熟。

  从抽调人员支援元坝气田开发建设,到派驻技术骨干拿下伊拉克米桑油田高含硫气田项目,人才资源化的过程也就是普光品牌成功输出的过程。如今,随着高含硫气田开发技术逐渐在国内外崭露头角,“中原普光”品牌的含金量将越来越足,普光气田的发展前景也将越来越广阔。

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