海上气田应对台风的三防四保法则

陈柱(中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东 湛江 524057)

1 海上气田开发特点

海上气田开采出的天然气在海上平台经过初步处理后由海底管道输送至陆岸终端，在陆岸终端进一步进行脱出酸性组份和水蒸气等净化处理，品质合格气体输送到下游各用户，如：化工厂、发电厂、城镇居民用气等。这种海陆一体化的即采即销的模式决定了海上气田的开发必须保持连续性，否则会造成下游用户断供，形成一系列连锁效应，带来严重的经济损失和社会影响。因此，台风期间的连续稳定遥控生产也是海上气田生产要面临和解决的问题。

2 三防四保实践法则

莺歌海区域已建成我国第一个自营气田东方1-1气田，我国最大海上高温高压气田东方13-2气田以及区内最大中枢气田乐东22-1气田，这些气田是海南自由贸易港的重要能源供应基地，也是南海大气区的重要组成部分，在陆海一体的采销模式下，上下游联动密切，加上区内各气田气体组份差异巨大，应急情况复杂，处理不及时可能引起下游化工用户关停造成巨大损失。尤其在台风期间，每个气田的稳定生产都至关重要。为了实现稳定遥控生产，台风撤离[1]前气田需要做大量的准备工作，本文在总结区内各大气田多年避台实践经验基础上，提出了以防风、防水、防泄漏、保通讯畅通、保关键设备、保生产控制、保应急处置为内容的三防四保法则，实现了避台准备工作的规范化、标准化。

2.1 三防措施具体内容

2.1.1 防风

台风经过时，气田附近最大风力可达13～17级，大风可轻易卷起地面铁皮，撕破管道保温棉，甚至挪动大型集装箱，台风掀起的巨浪常常摧毁搭建的脚手架，破坏平台结构，为防止物体被吹起或挪动撞击破坏生产设施，人员撤离前必须将生产现场的松散物料收纳规整到物料箱或者室内，室外的油料、淡水补给软管、气瓶、工具、灭火器、救生艇甚至集装箱等必须进行加固处理，这是台风进入警戒区前就要开展的第一项准备工作。

2.1.2 防水

台风所到之处往往伴随强降雨，短时强降雨曾多次造成现场设备控制盘渗水，生产区电气设备房间积水引起短路事件。避台前需对生产区和生活楼水密门密封性能进行全面检查、对现场控制盘进行密封处理，疏通甲板下水通道，防止甲板积水引起雨水倒灌。防水过程中尤其要关注电缆及空调管穿墙孔洞封堵，这是防水措施中最容易忽视的环节。

2.1.3 防泄漏

台风期间人员撤离后，现场若出现天然气泄漏，完全依靠布置在生产区域的各类火气探头进行监测，并依靠与之关联的应急保护系统进行关断及喷淋保护。因此，撤离前需检查所有可燃气探头、烟雾探头、火焰探头等火气监控设备处于正常状态，保证消防喷淋系统处于良好状态。同时气田各重要区域配备了高清监控设备作为辅助监控手段，以便遥控生产期间值守人员能及时发现气体泄漏并采取应急关断措施，保护平台安全。

2.2 四保措施具体内容

2.2.1 保通讯畅通

台风遥控生产期间，陆地终端通过卫星通讯对生产系统进行监控与调节，如通讯中断30 min，则系统自动启动0级关停，因此通讯畅通是持续稳定生产的根本保障。

气田避台前将卫星链路带宽扩容至1M,并同步调整海上平台卫星站和终端卫星站发射功率Eb/No比值至合适值(通常为12 dB以上)，保证通讯链路稳定性。同时将中控室台风模式选择开关置于“Typhoon”模式，在有人值守模式下测试24 h，检验通讯是否存在中断现象。如有中断，则检查通讯链路并重新激活。通讯系统调节及台风模式调节样例图如图1和图2所示。

图1 通讯系统调节

图2 台风模式调节

2.2.2 保关键设备

气田关键设备包括空压机、天然气压缩机、透平发电机、外输泵等，台风期间关键设备的运行稳定行直接决定了整个遥控生产的成败。笔者梳理了区域内各大气田历年避台风的关停记录，发现台风遥控生产期间发生局部或整体关停共10次，其中9次为天然气压缩机故障[2]引起，1次为通讯中断引起，表明关键设备中故障概率最大的为天然气压缩机，进一步分析天然气压缩机故障原因，发现机撬压力低低开关动作或变送器故障出现5次，压缩机出口温度探头故障1次，NGP探头故障1次，报警喇叭烧坏1次，不明原因1次，如图3所示。

图3 天然气压缩机关停原因分析

据此气田针对天然气压缩机在台风期间的运行稳定性提升进行了专项技术攻关，最终确定了四项稳定性提升措施：

第一，对机撬差压开关取压点进行机械改造。将引压管的引压口缩短到出风口，将低压引压口改至空气入口过滤器与机撬风机之间风道的取压点，有效避免低压口压力受外部大风环境所影响。

第二，对机组机橇通风系统[3]压差变送器低低关停信号进行延时设计。台风撤离前将机撬压差变送器低低关停信号延时延长为24 h，防止大风触发机撬压差变送器低低持续5 min后即关停。

第三，定期更换压缩机探头、模块等备件。气田列出了天然气压缩机所有备件的使用时间，根据故障周期进行故障预测，对可能出现故障的卡件、探头等进行预防性更换，减少机组突发关停的概率。

第四，根据出现过的关停原因进行对透平机组其他辅助系统进行了类比分析，举一反三，采取对机组进风口搭设临时挡风板、增加探测元件延时、旁通机撬风机失败停机信号、旁通机撬压差变送器超量程停机信号、旁通机橇压力开关失败停机信号等手段，使机组的运转稳定性能得到了全面提升。

在改造完成后透平压缩机运行多年来，未发生过一起机橇保护系统误动作导致的机组关停事件，从而解决了气田避台期间遥控生产可靠性低的问题。

2.2.3 保生产控制

遥控生产期间，要保证气田在无人状态下继续运转，需要满足常规生产状态的正常需求，首先要保证井口控制盘液压油、缓释剂、柴油等消耗类物资充足；其次避台前尽量降低各容器液位，为应急操作预留足够余量，同时整合操作界面参数，减少远程操作次数，避免数据堵塞；最后测试液位控制阀、压力控制阀等自动控制功能，测试泵类远程启停及参数远程修改功能，恢复系统保护信号，保证远程实时监控和随时可操作状态。

2.2.4 保应急处置

由于避台期间人员全部撤离，所有人为启动装置如现场火灾手动站、弃平台手动站等应置于旁通状态，减少意外碰撞造成的非必要紧急关停因素。如真实发生应急情况，应有全面充分的应对策略，根据实际情况分层次采取相应措施，秉持“局部问题局部处理，重大问题全面关停”的思路，既避免小事件扩大化又有控制重大风险的能力。以乐东22-1气田为例，气田根据不同工艺故障类型共梳理出14种可能的应急情景，并制定相应的应急方案，远程值守人员可根据不同情形采取对应措施，从而做到有备无患。

3 制度化成果及效益

域内气田投产10余年来，经历了几十个台风洗礼，积累了丰富的实践经验，同时根据新情况每年开展避台桌面推演和无预警生产演习，检验气田应急处置水平，再此基础上不断优化完善气田避台应急程序，经过几十次修订，气田现已形成了一套成熟的台风应急程序，并在此体系下编写了各班组检查执行清单，作为应对台风的具体指导文件和检查指南，为台风期间遥控生产搭建起程序保障、硬件防护、应急执行三张网，近年来作业公司所属气田在台风期间生产关停事件大幅降低，减少天然气损失近3 000万m3，为台风期间天然气正常保供提供了有力保障。