近年来,中海油能源发展装备技术有限公司设计研发中心(以下简称研发中心)积极响应国家双碳政策,深耕油田富裕气回收及综合利用等领域,推进节能低碳项目落地,打造“环境医生”品牌,“红”心定向、“医”心领航,开发了天然气综合利用技术、天然气回注地层技术、放空气深度回收技术和平台反供电技术,致力于加强科技创新、加快绿色油田建设,促进节能低碳。
研发中心紧密围绕中海油“三大工程,一个行动”、“四个中心”建设和“双碳”行动部署,聚焦设计制造和装备运维主责主业,结合公司产业现状,成立了“绿色低碳”设计专项工作组,开发天然气综合利用一体化核心工艺包,形成“设计+产品”服务模式,构建天然气治理及放空气回收、清洁能源利用完整技术体系,助力“碳达峰、碳中和”目标实现,凝心聚力为海上油气田设备设施运维产业健康保驾护航。
01. 天然气综合利用技术
研发中心通过升级改造天然气综合利用技术,实现油田富裕气利用最大化。气管网联通背景下,油田配产气量不断增加,油田现有设施的能力已无法满足将全部富裕天然气外输的需求,如果将剩余天然气就地排放,环保和安全管理方面都会面临极大挑战,造成天然气资源的浪费。工作组通过对现有平台设施的改造,实现该区域的天然气资源整体优化配置,另外富裕的天然气通过新增注气压缩机进行回注输送以实现利用的最大化。同时创新性引入了新型制冷脱水技术,系统解决了目标油田富裕天然气外输瓶颈问题,经济指标较好,并在技术可行的前提下,尽量减少改造工程量,提高开发效益。
02. 天然气回注地层技术
天然气回注地层技术实现增产减碳双重功效。某在役油田无外输输气海管,除平台透平自耗外剩余气量通过火炬放空,造成油田资源无法有效利用。工作组坚持以服务需求为导向,通过将天然气压缩回注地层的技术研究,实现了增产减碳双重功效,满足钻井、修井、采油及工艺流程的最佳需要,该技术也是装备技术公司承担的首个40MPa级注气项目,在设计基础上开展了结构振动分析、FEA爆炸分析、HAZOP分析以及SIL分析验证,确保注气方案的安全性。方案操作安全可靠、经济性好,能够实现油田资源的有效利用,同时满足节能低碳要求,加速绿色技术革新。
03. 放空气深度回收技术
多措并举,深度回收提能效。通过放空气深度回收技术,实现油田降本增效。油田现用火炬系统存在诸多问题,现用地面爆燃和高空点火技术以及热电偶火焰检测系统不够可靠、不稳定、故障率高,点火难度大。并且敞口火炬,导致空气易侵入,可能引起回火、爆燃、闷烧事故,影响生产安全。因此,为保证设施的安全生产,工作组结合已有项目的应用,充分考虑海上油田的生产特点,采用“PV阀+快开阀+爆破片+压缩机”的火炬气回收方案,同时采用等离子随即引燃火炬替换平台现有传统火炬,既实现了平台低压气的深度回收,又保证了火炬系统安全稳定运行。
另外,为进一步回收某油田的火炬放空气,通过新增一套低压气回收设备,进一步回收平台去往火炬放空的低压气;新增一台透平、燃气处理设备流程、低压气回收设备流程以及溴化锂空调机组,进一步回收利用平台的火炬气;通过溴化锂空调机组回收利用微透平的排烟余热,节省平台生活区以及电气泵控制间的传统空调的耗电量,最终实现整个油田区域的火炬气应收尽收,最大限度利用油田孤岛开发运行模式下的伴生气资源,降低油田开发成本。
04. 平台反供电技术
平台反供电技术助力能源形式的更新迭代。工作组针对平台电网对钻井船反供电技术进行研究,解决不同电压、频率之间的电制转换难题,解决钻井船柴油发电机耗油量大、钻井费用高以及引发的环保问题,达到了降本增效、节能减排的目的。该技术是海油系统内首次进行平台电力系统与钻井船不同电压、电制转换技术研究,同时也是海油系统首套多电制(电压、频率)钻井船通用供电装置研发,装置可通过单台或多台并联方式应用于钻井船,首次解决了依托平台给钻井船反供电的电制转换难题,并且大幅度节约常规作业模式下钻井平台钻完井作业的燃料消耗,为钻井船进行钻、修井作业直接使用平台清洁能源奠定技术保障。
研发中心深耕海上油气田工程咨询与设计业务,目前已全面具备在役油田设备设施运维改造工程咨询与设计能力、天然气综合利用设计能力、岸电及海上电力组网设计能力、海上油气田智能化设计能力等绿色低碳领域运维设计能力,未来将继续贯彻“141”党建融合统领指导思想,做到强思想、强责任、强创新、强融合,进一步提升基层组织力,激励党员责任担当,推动技术研究向新向强,持续提升发展动力,全面助力引领中国海油实现绿色油田建设,为中国海油贯彻落实党的二十大精神,推动绿色发展,促进人与自然和谐共生持续聚力献能。