川渝地区勘探开发“三高”气田的安全思考

“三高”（高含硫、高产量、高压力）气田勘探开发是一个世界级技术难题,风险大,危害程度高。根据“风险处于受控状态就是安全”和“风险=危害程度×频率 ”的理念,“三高”气田的安全开发主要解决风险的控制问题,如果将风险失控的发生频率控制为零,“三高”气田的勘探开发风险也将降为零。事故和教训中得到的安全启示是： ①提高全民安全意识是勘探开发“三高”气田的安全基础;②保证安全生产投入是开发“三高”气田的安全保障;③完善应急救援机制是重要安全措施;④政府和企业应高度重视联动应急救援,以完善应急救援和减少损失。     

元坝超深酸性气井试气作业安全管控技术

元坝气田具有储层埋藏深、温度高、产量高、压力高、腐蚀性流体含量高等特征,地表和地下地质条件复杂,工程施工难度大,安全风险高。为此,充分利用“安全系统学”和“危险控制四原则”的安全管理理论,在井筒作业、地面控制、过程管理控制等方面探索形成了针对元坝“四高”气田试气作业较为成熟的“物资设备本质安全控制、施工方案优化、组织方案细化、有毒有害气实时监测及防护、关键环节全过程管控、应急体系保障”安全管控技术,并得到成功运用,保证了元坝气田试气安全、优质、高效作业。     

“一带一路”能源投资背景下的中国天然气供应安全分析

能源合作是“一带一路”取得成果最为显著的领域之一,识别其投资环境对我国天然气供应安全的影响因素,对于有效规避海外天然气投资失误、保障国家能源安全具有重要的意义。为此,首先构建了6大维度、26项指标的天然气投资风险评价体系,利用熵权—模糊综合评价模型量化分析我国在“一带一路”沿线31个国家的天然气投资风险变化,进而构建了包含9个指标的天然气供应安全（SSI）测度体系,并进行了综合评价。结论认为：①我国在“一带一路”沿线31国的天然气投资应首要考虑资源潜力,其次应考虑商业环境、环境约束、经济环境、政治环境、双边关系;②要积极关注沿线国家天然气投资风险水平的变化,在关注天然气投资目标国资源潜力和商业环境的同时,以经济和贸易合作为支撑点,开展天然气等能源合作,形成与沿线国家的战略能源合作伙伴关系;③在积极降低天然气国外投资风险、保障我国天然气供应安全的同时,要突破技术障碍、提高国内天然气产量、降低对外依存度;④在新冠疫情爆发、国际石油价格大幅度波动的环境下,更需要重视和“一带一路”沿线国家打造油气合作利益共同体,推动“一带一路”天然气贸易和交易中心建设,联通俄罗斯、中亚五国、日韩、东南亚、澳大利亚等重要的天然气供给与消费区,构建开放环境下的天然气安全保障机制。     

中国石油西南油气田公司管道完整性管理研究与实践

管道完整性管理可将风险控制在合理、可接受的范围内,预防和减少管道事故的发生,经济合理地保证管道安全运行。“十一五”期间,中国石油西南油气田公司针对其长输和集输天然气管道场站的特点,按照管道系统完整性管理的理念和要求,在管道及场站管理系统、适用于不同介质工况的管道风险评价技术、管道完整性检测技术、管道完整性评价技术、管道维修与维护技术、场站完整性管理配套技术等方面,形成了一系列研究成果,建立和完善了西南油气田公司管道完整性管理的技术体系、管理体系和实施模式,显著提高了该公司管道完整性管理水平。这些研究成果和应用经验不但为西南油气田公司提高管理水平、确保管道场站安全运行提供了技术保障,也为其他油气田公司推广应用管道完整性管理提供了借鉴。     

浅谈强化安全工作全员负责的思路及措施

井下作业具有高技术、高投入、高压力等特点,作业现场条件复杂多变,井底情况难以预料,各种风险容易突发。加强安全生产工作意义重大,必须从每一个员工做起,让每一个员工自觉对自己的岗位负责,才能确保自身的生命安全和企业的安全生产。全面强化安全生产工作要做到由“全员参与”向“全员负责”转变,从根本上提高安全生产管理,要把抽象的企业安全生产主体责任,分解为每一个员工的具体责任,严格落实到每一个工作岗位,促进每一个员工发挥自主性、能动性,真正把“安全第一、预防为主”的思想落实到实际行动、心里和脑海里,贯穿于生产建设和经营管理全过程。实现由“全员参与”向“全员负责”转变,要充分有效落实“强化全员负责理念、落实全员责任制度、提高全员参与程度、加强全员技能培训”等六个方面的安全生产管理措施。     

“十四五”我国油气发展路径选择

自20世纪50年代以来,我国油气发展经历了4次重大战略转型,极大地推动了油气工业的发展,使我国由贫油贫气国发展成为油气生产大国,并在海外建成五大油气合作区。我国能源安全的核心在油气,短板也在油气。21世纪以来,我国油气对外依存度大幅攀升,油气安全风险大增,亟需大力提升国内油气勘探开发力度,发挥国内油气供应的“压舱石”作用。系统梳理分析了我国油气发展战略演变历程,认为新形势下实施“稳油增气”战略是保障我国油气安全的现实选择,建议“十四五”期间将“稳油增气”上升为国家能源战略,并就推动我国原油产量2×108t长期稳定、天然气产量持续增长,提出未来我国油气发展战略部署;在用海用地、技术创新、体制机制及财税政策等方面提出保障措施与建议。     

安全、平稳、高效开发塔里木盆地天然气

塔里木盆地是中国最大的含油气盆地，天然气资源丰富，天然气勘探开发处于早期阶段，是“西气东输”工程的供气源头。中国石油塔里木油田公司在该盆地天然气开发过程中始终坚持依靠科技，强化管理，确保了天然气开发生产的安全、平稳、高效。自2004年正式向“西气东输”工程供气以来，塔里木盆地天然气开发形势快速发展，至2007年底，已建成以克拉2气田为龙头的共计5个天然气生产基地，天然气产量平稳快速上升，2007年天然气产量超过150×10⁸ m³，已经具备向“西气东输”工程稳定供气的条件，履行了对国家和社会的承诺，实现了经济、政治、社会三大责任。     

LNG市场的“亚洲溢价”问题分析及对策

长期以来,亚太地区的LNG进口价格相对于北美和欧洲地区存在着较高的溢价。为此,剖析了世界LNG市场“亚洲溢价”问题产生的原因：①与油价挂钩的LNG定价方式为原油的“亚洲溢价”向LNG转移提供了便利;②亚太地区LNG市场存在买方需求价格弹性较弱和市场有效分割的情况,出口国针对亚太地区采取了价格歧视。进一步综合分析的结果表明,受贸易限制以及液化及运输成本和地区供需差异等因素影响,LNG的“亚洲溢价”短期内难以消除,但未来新增的澳大利亚、美国、加拿大、莫桑比克等LNG供应将有助于缩小世界LNG市场的地区价差。针对LNG的“亚洲溢价”现象,中国可以采取的对策如下：①加强国内外资源开发利用,增强资源保障能力;②构建多元化的进口格局,保障能源供应安全;③完善天然气储备体系,提高风险防御能力;④建立天然气交易中心,提高谈判议价能力;⑤综合原油的“亚洲溢价”问题,建立中国、日本、韩国联合议价机制     

苏里格气田数字化集气站建设管理模式

鄂尔多斯盆地苏里格气田建产速度快、区域面积大、管理点多、人力资源相对不足,推广数字化集气站建设管理模式,通过中心站的“集中监视、事故报警、人工确认、远程操作、应急处理”的功能和集气站的“实时动态检测技术、多级远程关断技术、远程自动排液技术、紧急安全放空技术、关键设备自启停技术、全程网络监视技术、智能安防监控技术、报表自动生成技术”等8项关键技术,实现对数字化集气站的“站场定期巡检、运行远程监控、事故紧急关断、故障人工排除”,实现了整个生产过程的自动化、科学化、现代化管理,减少了现场操作次数,降低了安全风险,达到了减员增效的目的。苏里格气田数字化集气站模式是气田数字化的延伸、标准化的拓展,体现了现代精细管理的理念,提高了气田管理水平,适应大气田建设和管理的需要。     

立足新起点 再创新辉煌——写在四川油气田建成千万吨级大油气田之际

四川油气田是中国石油西部重点油气区之一,在推进“中国石油”又好又快发展、“西气东输”战略和保障国家能源安全中都具有重要地位和作用。2006年四川油气田年产气量超过130亿立方米、产油13.92万吨,按热量值1255立方米天然气相当于1吨原油计算,总产量已超过千万吨原油,四川油气田就率先成为了我国以天然气为主的千万吨级大油气田;并且全年完成钻井进尺94万米,油气勘探取得6个重要新发现和6个重要新进展,新增探明储量、控制储量、预测储量均超过1000亿立方米,为四川油气田历史之最。奋战在四川油气田上的中国石油四川石油管理局和西南油气田公司以贯彻落实和谐发展观、坚持安全发展、清洁发展,切实担负起创建和谐企业的使命,着力于双赢互利、增储上产,解放思想,积极优化油气勘探开发部署、工程技术设计方案,运用先进管理方法和理念,指导生产作业和日常生活,确保了企业的经济、安全、环保运行。     

西气东输天然气需求侧管理探索

需求侧管理最早应用于电力系统,目的是利用现有的电力容量来缓解电力供需矛盾。随着天然气市场的快速发展,西气东输上游气田产能、管道输送能力、下游市场需求三者之间的矛盾日益突出,因此西气东输公司将天然气需求侧管理提上议事日程,针对可中断用户和不可中断用户享受不同价格的情况采取了不同的管理策略,并与下游用户共同协商解决供用气缺口。通过实施天然气需求侧管理,有针对性地控制了下游用户的天然气市场规模,优化了其用气结构,保证了西气东输管道的平稳运行和经济效益最优。     

实现页岩气“绿色”开发的配套工艺技术体系

在川渝地区页岩气产能建设过程中,不可避免地会产生大量的废水、废气、废渣(特别是含油岩屑)和噪声,并且还有可能造成水土流失。如何防治上述环境风险源、确保页岩气的"绿色"开发,是一个重大难题。为此,总结了中国石油天然气集团有限公司在长宁—威远国家级页岩气产业示范区开发实践中形成的系列环保技术体系:(1)采用井场清污分流系统、钻井液不落地技术、随钻实时处理工艺和岩屑资源化利用技术保障钻井清洁生产;(2)优选环保型压裂液、对压裂返排液进行循环利用,从而实现压裂环保管理;(3)配套平台化作业实现"井工厂化"、实施油改电降噪音、推行环保钻井工艺、制订全面的环境评价方案等措施,进一步降低环境污染的风险。实践证明,页岩气清洁生产工艺从废弃物产生源头入手,加强作业过程控制、末端污染治理,则可实现废弃物减量、无害化、资源化的目标。结论认为,采用上述污染防治和"绿色"开发配套技术,可以有效促进该区页岩气的可持续开发。     

管道天然气水合物的风险管理抑制策略

随着深海油气资源的逐渐开发,传统天然气水合物防治方法的局限性越来越明显,低剂量天然气水合物抑制剂(LDHI)的使用逐渐受到关注和重视,管道天然气水合物的抑制策略也正在发生转变。为此,介绍了国内外天然气水合物抑制技术的最新进展,分析了目前采用热力学抑制剂完全抑制天然气水合物策略的局限性,结合笔者自己的研究成果,整合提出了管道天然气水合物的风险管理对策,即允许管道中形成天然气水合物,通过对天然气水合物流体的控制来实现油气管道的安全畅通运行。分析比较后指出:风险管理抑制策略必将成为管道天然气水合物的主要抑制策略,将有可能为石油天然气工业带来巨大的经济效益。     

大型整装异常高压气田开发初期开采技术研究――以克拉2气田为例

克拉2气田是位于塔里木盆地北缘的一个世界级气田,具有规模大、整装、气柱高、异常高压、单井产量高、完井工艺难度大等特点;为了高效开发好该气田,从开发初期起就应针对这些特点,对产量安全性进行合理评估,对单井产量进行优化配置,对压力特征变化进行准确把握,对动态储量进行了准确预测分析,无论从经济意义还是社会意义上讲这样做都是非常必要的。目前克拉2气田正处于开发初期,根据国内外有关开发经验,存在一定的产量风险,表现在产能往往会被过于乐观的估计。指出采用动态一体化早期评价技术,及时有效地分析气藏开采特征,评价气井当前的开采效果,跟踪、预测气藏的开采动态,完全有可能对异常高压气藏开采过程中出现的各种产量不安全因素进行提前预警,并可通过产量调控措施最大程度地降低或消除这种产量不安全因素,据此认为开发初期技术政策界限研究是目前唯一可行的提高开发管理水平的途径。     

普光高含硫气田特大型天然气净化厂关键技术解析

普光气田是国内目前大规模开发的含硫量最高的高酸性气田,其天然气具有高压、高含H₂S、含CO₂的特点。建设处理规模120×10⁸ m³/a的天然气净化厂,面临天然气净化难度大、硫磺储运技术和安全要求高、生产工艺及安全控制复杂等诸多技术难题。目前国内尚无百亿立方米级天然气净化以及配套硫磺成型与安全储运技术。为此,在优选评价国内外先进净化工艺的基础上,确定了适合普光气田的高含硫天然气净化工艺,并首次应用了气相固定床水解COS、中间胺液冷却、MAG-液硫脱气、特大型火炬放空、液硫湿法成型等国际先进工艺和专利技术。开发了国内首例特大型散装硫磺料仓、首例5 000 m³液硫储罐、首套硫磺流水线转运以及快速定量装车系统,实现200×10⁴ t/a硫磺储运系统的全方位实时监控和安全运行。配套开发先进、灵活、可靠的生产过程控制与安全控制系统,确保整个净化厂处于安全、有效的受控状态。高含硫天然气净化关键技术应用于普光气田后,装置运行平稳,产品质量合格,各项安全保障到位。为其他大型高酸性气田的天然气净化提供了示范和借鉴。     

气控自动排液系统在天然气集气站的应用

自动排液系统是油气田天然气处理、加工装置的重要辅助设备，其安全性、可靠性和工艺性直接影响到天然气的稳定生产和输送过程。针对目前常见的机械式、电控式和电气联控式自动排液系统的一些缺点，设计了一种气控的自动排液系统。该装置主要由压力气源、磁浮子液位计、磁-气控制装置和气动调节阀等组成。磁浮子液位计安装于分离器积液包上，根据液位计中的磁浮子指示的液位高度，磁-气控制装置把磁信号转换为气控信号，控制气动调节阀在高液位慢速开启，在低液位快速关闭，从而按工艺要求实现压力容器的自动排液。实际应用证明，该系统能够更好地满足天然气生产的自动排液工艺要求，具有控制精度高、安全性好、性能稳定可靠、易于安装维护等特点。     

中国陆上天然气资源的特征及发展策略

对中国陆上天然气资源的基本特征作了全面分析,其特征主要表现为:①天然气勘探程度不高,资源相对丰富,主要集中分布于四个气区;②天然气成藏特点明显,类型差别较大;③目前天然气勘探进入大发现时期,天然气产量大幅度增长,储采比暂时较高.根据目前勘探开发状况,今后加快天然气发展的策略应是:①突出重点,继续加强天然气勘探;②加强提高单井产能的工程技术攻关,降低开发成本;③转变开发理念,提高管理水平;④通过体制创新,提高开发效益.     

高含硫天然气净化厂安全监控技术——以普光气田为例

四川盆地普光高含硫气田天然气净化厂年处理能力为120×108 m3,生产出的天然气为满足《天然气》(GB 17820—2012)一类气的优质商品天然气。如此大规模高压高含硫天然气净化过程,一旦泄漏或者工况失控,将会造成人员、设备以及环境的重特大危害。为此,针对此苛刻工况的安全控制技术难题,系统设计了多级安全仪表系统及各级联锁触发条件,优化了现场高危工段的液位、压力、流量等工艺控制点的监控、报警、联锁与动作方式,建立了一套稳定可靠的一体化安全联锁控制体系,关断有效率达100%;根据净化工艺过程HAZ0P分析与危害分级,合理地确定了泄漏监测布点方案,优化集成了有毒有害可燃气体泄漏监测、火灾报警、视频监控等多重安全系统,形成了净化过程的立体多元全方位监控与应急处置技术,泄漏监控率达100%,处置有效得当。该技术在普光气田天然气净化厂的应用,实现了高含硫高压天然气净化过程的安全、平稳、受控运行。     

一种系统整体最优化的“源—网—荷—储”天然气运营模型

近年来,天然气在我国能源消费结构中所占比重逐渐增加,因季节差异造成其消费量峰谷差值日益拉大,不仅使得消费旺季时天然气供气网络负荷过重,而且也会导致消费淡季时储运网络资源的闲置浪费。为了缓解以上矛盾,从整个天然气互联网的角度出发,将天然气能源的气源、运输网络、荷载、存储过程包含在同一个系统中,在宏观层面建立了一个天然气"源—网—荷—储"协调规划模型;进而结合中国29个省市自治区1995—2016年天然气的生产量、消费量数据,以天然气系统运营总成本为评价指标,通过计算对比不同情形下的运营成本,验证了该模型的有效性。结论认为:(1)天然气直供直销情形下,气源不足时主要靠从外省购买或进口LNG来弥补,此时运营成本最高;(2)较之于前者,引入储气调峰设施不仅可以使运营成本降低,而且还可以提高天然气供应的稳定性;(3)同时引入储气调峰设施和用户需求响应,可以调节季节性天然气消费行为,进一步降低天然气系统的运营成本。借助该模型对天然气运营过程进行统筹规划,将有助于我国天然气生产供应系统的优化建设。     

深水气井测试求产阶段管柱内天然气水合物防治方法

深水气井测试求产过程中,预防与控制天然气水合物(以下简称水合物)堵塞对于保障测试安全至关重要。为此,通过分析不同测试条件下的井筒温压场分布,应用水合物生成—沉积及分解计算方法,评价了不同测试制度下全测试过程中管柱内水合物的沉积与堵塞程度的变化;在此基础上,提出了基于水合物防治的深水气井测试求产方法。研究结果表明:(1)深水气井测试过程中井筒内常形成水合物堵塞风险最大的环雾状流型,测试过程中采取防止水合物堵塞措施比防止水合物生成更加合理;(2)常规四点测试方法要求设置流温较低的低产气量测点,但高压、低温的井筒环境容易导致水合物生成、沉积,测试持续时间过长会增加测试管柱的堵塞风险;(3)所提出的适合于深水气井测试的混序测试制度在不改变测试产气量与时长的前提下,通过调整测点顺序形成的井筒温度变化使水合物沉积层分解,降低了测试过程中测试管柱的最大堵塞程度;(4)对于无出砂、无应力敏感、无反凝析且不产水的深水气井推荐使用三点或二点测试法,相对于四点测试法,前者能有效降低测试管柱内的水合物沉积、堵塞风险,同时又能在保证产能方程准确性的前提下缩短测试时间、降低测试成本。结论认为,该研究成果可以为深水气井的现场测试施工提供帮助。