深水水下工程管理体系建设及展望

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  [摘 要]随着南海深水油气田开发序幕的拉开,可以预见南海深水油气田自主开发的高峰期即将到来,而南海深水水下开发正由国外作业者主导的模式逐步转换为国内独立开发并担任作业者。南海深水油气田开发尤其以水下生产系统模式为主,因此建立一套完善的深水工程管理体系已经迫在眉睫,势在必行。本文结合南海深水天然气开发工程项目的工程管理实践及经验,对深水水下工程管理体系的建设进行了介绍及展望,以供同行参考。
  [关键词]水下生产系统 工程管理体系 深水 维修联盟
  中图分类号:TE952 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)45-0141-01
  0、前言
  由中海油与国外合作者共同开发的南海深水某气田,是中国南海实际意义上第一个投入开发及生产的深水气田。该气田最终优选开发模式为长距离水下生产系统回接固定平台的,位于720米至1500米水深处的水下井口产出油气由海底管道汇集至管道终端管汇(PLEM)后,通过约76公里深水海底管道输送到位于200米水深处的固定平台进行分离、脱水、处理、增压后,经约270公里浅水海底管道外输至陆地终端处理厂,终端处理厂经过再处理后实现向下游用户供气。本文对水下生产的特点出发对深水水下开发工程管理体系的建立的必要性及展望进行介绍,以供工程项目管理者参考。
  1、深水工程管理体系的特点
  南海深水气田水下生产系统由水下采油树、水下控制系统、脐带缆、水下分配系统、水下管汇、水下接头及深水海管等组成,大部分设备均采购于国外,海上施工也是由国外公司完成。而国内仅从2013年开始,逐步装备“海洋石油201”深水铺管起重船及“海洋石油286”深水多功能船,初步形成深水工程建设体系。
  依据深水油气田开发的特点及南海深水气田开发实践经验,深水油气开发通常由水下生产系统设备及海上施工两大部分组成。水下生产系统的各设备均在全球各地进行设计、制造、组装及测试,全球化的生产模式,对承包商的管理提出了挑战,给工程管理带来了诸多困难。由此可见,深水工程管理的特点是技术垄断、中外文化差异、界面管理复杂及标准差异化。
  2、深水工程界面管理体系
  由于水下生产系统界面复杂且管理经验不足,界面管理成为项目管理中重要的一环。界面管理需要对各方的设计方案、技术参数、测试要求、工期等各方面进行协调,明确界面分工,标准化界面接口,最大可能的避免工作内容缺失。
  通常而言,水下生产系统界面通常有各承包商间的界面、主生产设施间的界面及钻完井间的界面。水下控制系统上部组件将在主生产设施进行安装,水下部分由水下安装承包商负责安装和整体调试,水下管汇及水下接头系统也由水下安装承包商负责安装和整体调试。水下生产系统中水下采油树和完井作业密切相关,一般由钻完井的作业船/平台负责安装,并协调完井期间的作业。所以在设计中需考虑采油树与钻井船、钻完井各井下工具的界面,上部控制系统与平台接口的界面,水下控制系统水下部分及水下管汇和水下接头与安装承包商的界面。
  由于水下生产系统和钻完井、平台和安装承包商有较多界面,设计过程中界面信息的调整将导致设计的变化。尽早确认界面信息是界面管理的要点,可以帮助尽快完成系统设计。这就需要项目初期开发一套合理界面管理程序、建立高效的界面管理系统,并在项目组执行中对各界面问题的提出和解决进行及时的跟踪与记录。针对界面众多及复杂,结合南海深水项目的工程实践,提出了基于互联网的标准化界面管理模式。在项目实施工程中,采用基于互联网形式的标准化界面管理软件进行界面管理,在开放界面管理平台上,各承包商、施工方及钻完井直接在平台上发起界面问题、回复界面问题并进行跟踪直至界面问题关闭。界面工程师可以通过该平台系统跟踪界面动态,对已经解决的界面进行关闭和存档。标准化界面管理模式可以有效的解决各施工团队间的界面问题,为优化界面管理方式的探索打下了坚实的基础。
  3、深水工程测试体系的标准化
  由于水下生产系统技术的垄断性,注定了各生产厂家测试体系的差异性。根据ISO13628-1的要求,水下生产设施在制造现场需要依次完成出厂验收测试(FAT)、扩展出厂验收测试(EFAT)和系统完整性测试(SIT)。工程测试系统标准化的目的是确保各承包商提供的水下生产设施及配套工具的匹配性。标准化程序的设立为了海上安装设置最后一道技术屏障,一般来说,系统完整性测试程序以设备实际的海上安装程序为依据。
  4、深水工程应急体系的建立
  国际上大多数油气运营商都拥有一套完整的水下应急维修系统。国外很多公司组建水下应急维修联盟,共同拥有水下生产系统应急维修系统,以减少投资成本和投资风险,将水下生产系统不可预测情况造成的损失降为最小。
  深水工程应急体系,对应急救援有切实的作业需求,同时也能为海上其他行业的应急救援提供支持。
  随着深远海油气资源开发作业越来越多,迫切需要加强海洋应急救援能力的建设。借鉴于国外的方式,国家重点研发项目“海洋石油天然气开采事故防控技术研究及工程示范”顺利启动,标志着中海油正式开展深远海作业风险防控和应急救援體系的攻关和建设。该项目由海油牵头,联合国内知名科研院所和井控装备制造企业,旨在开展海洋石油天然气开采事故防控技术和关键装备研究,形成我国在深远海作业风险防控、应急救援方面的能力。
  5、深水工程科研体系
  深水工程科研体系是深水工程技术积累及沉淀,通过产学研一体化的实施,积极开展针对制约南海深水工程进程的综合科研与生产科研,推动关键技术及设备的国产化,构建具有自主知识产权的深水工程技术体系。
  利用国家科技重大专项科研平台,突破深水水下生产设施设计、制造、测试装备及技术,解决海上大型装备高风险作业安全预演以及高风险作业培训方法。结合南海特殊的环境条件,开展深水工程设施现场监测、深水油气田流动安全等深水工程关键技术攻关,逐步形成深水工程技术体系和标准体系,建立深水工程设施现场监测基地和海上油气田流动安全中试基地,实现我国深水油气田的自主研发,提升我国深水油气田开发工程技术的核心竞争力。
  6、结束语
  深水工程管理体系建设是循序渐进的一项工作,并伴随深水工程项目的推进而逐步完善。
  南海深水气田是中国第一个开发的深水气田,深水部分由外方当担作业者,本文由参考外方在深水项目工程实施中的一些良好实践做法及成功经验,并结合国内在发展深水工程所做的尝试及成绩汇总而成。在深水工程管理方面谈到的一些观点若存在不合适或不足之处,恳请读者给予理解和批评指正。
  参考文献
  [1]梁富浩,李爱华,张永祥,苗春生,陈俊英. 深水海底管线维修系统研究进展及有关问题探讨[J]. 中国海上油气,2009,212(05) :352-357.
  [2]周武章,潘东民,马洪新.海底管道应急抢修系统的建立[J].第三届石油天然气管道安全国际会议论文集,2009.
  作者简介
  王万旭(1973.06-),男,高级电气工程师,主要从事海上油气田电力系统设计及研究。
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