智能油气田:为油气安全保驾护航

传统油气田安全隐患多?智能油气田来 “救场”

在油气田领域,安全问题一直是重中之重。以往,传统油气田由于技术局限,存在诸多安全隐患。就拿开采环节来说,油气井可能会出现井喷失控的状况,这是极其危险的。一旦发生,强大的气流裹挟着油气高速喷出,不仅会瞬间冲毁周边的钻井设备,使其陷入地下报废,还可能引发熊熊大火,造成人员伤亡悲剧。像重庆开县罗家 16H 井天然气井喷事故,就因含硫化氢气体,导致 243 人丧生,2142 人中毒住院,65000 人紧急疏散,经济损失高达 6432 万元,教训惨痛至极。
运输阶段同样风险重重,油气管道长期深埋地下或暴露野外,受土壤腐蚀、外力挤压撞击等因素影响,管道老化、破损时有发生,引发油气泄漏。这不仅造成资源浪费,还会污染周边土壤与水源,生态修复难度极大;若遇到明火或静电,更会引发爆炸,后果不堪设想。
储存环节,储罐若存在材质缺陷、焊接不佳或超期服役等问题,在高温、高压环境下,可能出现裂缝甚至破裂,导致油气大量泄漏,周边一旦有火源,爆炸一触即发,对周边设施、人员构成致命威胁。
面对这些棘手难题,智能油气田应运而生。它就像是给油气田配备了一个 “超级大脑”,融合大数据、物联网、人工智能等前沿科技,对油气田生产全程进行实时、精准且智能的管控,全方位保障油气田的安全稳定运行。

智能油气田的 “安全卫士”

(一) 智能感知:风险早知道

智能油气田的安全保障,首先得益于其敏锐的智能感知能力。遍布油气田各个角落的传感器与监测设备,如同 “神经末梢” 一般,24 小时不间断地采集着海量数据。在油井井口,压力传感器精准监测着油气压力的细微变化;温度传感器实时感知着温度的起伏,哪怕是极其微小的波动都逃不过它们的 “眼睛”。管道沿线,流量传感器密切注视着油气的流速与流量,一旦出现流量异常减少或增加,就能迅速察觉。这些传感器宛如忠诚的卫士,将采集到的数据实时传输至控制中心。
以某海上油气田平台为例,其安装的高精度倾斜传感器,能在平台结构出现哪怕 0.1 度的倾斜时立即发出警报。曾有一次,强台风来袭前夕,海底暗流涌动,使得平台基础受到冲击,出现了轻微倾斜。传感器瞬间捕捉到这一变化,第一时间将数据传至中控室。工作人员得以提前启动应急预案,加固平台、调整设备运行参数,成功避免了可能因平台倾斜加剧而引发的油气泄漏、设备倒塌等严重事故,确保了平台在恶劣天气下的安全运营。

(二) 智能分析:隐患无处遁形

面对传感器收集来的海量数据,智能油气田的 “超级大脑”—— 大数据与 AI 算法开始发力。它们如同经验丰富的专家,对数据进行深度挖掘与分析,快速排查出潜在隐患。通过对比历史数据、实时数据以及行业标准,系统能精准判断设备是否处于异常运行状态。
比如,在对抽油机的监测中,AI 算法可以分析抽油机的冲程、冲次、载荷等参数的变化曲线。若发现某抽油机的载荷曲线出现锯齿状波动,且与正常运行时的平滑曲线差异明显,系统便能迅速判断该抽油机可能存在抽油杆断脱、泵漏失等故障隐患。与传统依靠人工经验和定期巡检的方式相比,智能分析不仅能提前数小时甚至数天发现问题,而且准确性大幅提高,极大地降低了因设备故障引发安全事故的风险。

(三) 智能巡检:高效又精准

智能油气田还引入了无人机与机器人进行巡检,让巡检工作变得高效又精准。无人机像是天空中的 “侦察兵”,沿着预设航线,快速掠过油气田上空。它们搭载的高清摄像头和红外热成像仪,能清晰捕捉到地面设备的外观状况以及温度分布。在管道巡检时,无人机可以轻松穿越复杂地形,如山区、河流上方,快速检查管道是否存在变形、泄漏迹象。一旦发现某处地面植被有异常枯萎现象,或是红外图像显示有温度异常区域,就能锁定管道潜在泄漏点。
机器人则是地面的 “巡逻尖兵”,它们无惧恶劣环境,穿梭于油气设备之间。有的机器人配备了高精度的气体检测仪,在储罐区巡逻时,能够实时检测空气中油气浓度,一旦超标,立即发出警报;还有的机器人具备智能探伤功能,通过超声波、磁粉探伤等技术,对管道焊缝、设备关键部位进行无损检测,精准发现微小裂纹等缺陷,有效弥补了人工巡检的不足,大大减少了人员暴露在危险环境中的风险,提升了巡检效率与质量。

(四) 智能预警:危机快应对

当智能感知、分析系统发现异常后,智能预警系统便会迅速启动。它通过声光报警、短信、站内广播以及系统弹窗等多种方式,将警报信息第一时间推送至相关工作人员手中。
某大型陆地油气田曾发生过这样一幕:深夜,输油管道上的压力传感器监测到压力骤降,智能分析系统判断管道可能发生泄漏。瞬间,管道沿线的声光报警器亮起,同时,相关负责人的手机收到了详细的报警短信,告知泄漏疑似发生的位置、管道压力变化数据等关键信息。工作人员立即远程操控附近的无人机前往事发地点核实情况,同时通知抢修队伍携带装备赶赴现场。得益于智能预警系统的快速响应,从发现异常到抢修队伍出发,整个过程仅耗时 10 分钟,将损失降到了最低限度,有效避免了油气泄漏引发的环境污染、火灾爆炸等次生灾害。

从理论到实践:智能油气田的成功范例

(一) 长庆采气二厂:智能化引领绿色安全新篇

长庆采气二厂打造的 “绿色低碳智能化采气示范区” 堪称典范。在这里,927 口气井、7 座集气站、1 座处理厂的生产动态尽在掌控,只需轻点鼠标,便能实时了解生产全貌。激光甲烷遥测、螺杆泵联锁等 9 项前沿技术赋能,让员工巡检频率大幅降低至 3 天 1 次,极大减轻了工作强度,同时也降低了人员在高危环境中的暴露风险。
预计到 “十四五” 末,该示范区碳排放强度将从 599.06 公斤 / 万立方米降至 395.04 公斤 / 万立方米,碳排放总量由 24.8 万吨减至 16.35 万吨,清洁能源利用率提升至 62.91%,清洁能源替代率达 17.53%,朝着绿色低碳目标大步迈进。不仅如此,30 座集气站全面实现 “无人值守”,通过数字化运营、集中监控与统一调配人力资源,既减少了人力成本与失误,又保障了生产安全平稳运行,遇上突发状况,系统能迅速自动截断相关阀门,防止天然气泄漏,切实守护周边环境与居民安全。

(二) 中国海油东方气田群:智能升级打造海上安全标杆

中国海油的东方气田群更是成绩斐然,它作为我国首个海上智能气田群,由 10 座海上生产平台、1 座陆地处理终端及数条海底油气管线构成,年产天然气超 57 亿方,是海南省民生与工业用气的中流砥柱。其智能化生产操控中心宛如 “最强大脑”,集物联网、大数据、人工智能于一体,全方位实时监测、预警诊断、远程操控气

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