姚海元:畅通海上能源“血管”,助力深水油气开发

姚海元:畅通海上能源“血管”,助力深水油气开发


姚海元:畅通海上能源“血管”,助力深水油气开发


通常情况下,海底采出的油气需要依托几十公里乃至数百公里的海底管道输运至海上平台和陆地终端,特别是深水油气田开发中水深带来的高静水压力、海底低温环境(2-4℃)、复杂的油气藏特性,导致海底集输系统运行面临着水合物、蜡沉积、段塞流等多种问题,严重威胁到生产的正常进行。

“我们流动安全专业要做的就是解决这一系列问题,保障流体从油藏到井口设备、海底管道到下游的安全流动,确保海上能源“血管”的畅通”流动安全首席工程师姚海元在自己的技术授课上说道。

01

耕一块地,种得“丰硕粮”

姚海元:畅通海上能源“血管”,助力深水油气开发
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做项目不能浮于表面,要做“精”才能把自己的研究领域守得住,生产现场碰上相关的问题,第一时间就会想到让你来解决。

姚海元:畅通海上能源“血管”,助力深水油气开发

这是姚海元经常对公司新人说的话,他自己也是身体力行,从2006年参加工作以来,一直致力于流动安全保障领域的科研和生产工作,参与国家级、公司级项目近60项,面对难题,从不畏惧退缩,要求自己“深耕细作”,把问题研究透彻。

水下多相计量一直是采用水下生产系统开发油气田所面临的重要问题之一,对于水下生产系统,通常需要为每口生产井单独安装一台多相流量计进行计量。一台水下多相流量计购置费用约600万元以上,需要占用安装资源,并且在油藏的高温高压环境下很容易出现失效,若维修又需要动用安装资源,动复员费用十分高昂。

如何研发出可靠耐用并且成本低的多相计量系统也成为了姚海元所在流动安全团队一直追求的目标。此时正值数字化油气田建设的步伐加快,姚海元转换思路,尝试通过水下设施采集到的大量数据计算出海底管道的相关流动参数。

由于缺少虚拟计量系统开发经验,姚海元带领团队广泛查阅上百篇文献,参考已在国外多个气田应用的理论计算模型,并结合国内海上气田的实际开发情况对模型进行调试、比选,经过不懈努力,最终成功研发了深水气田流动安全管理系统,并在流花19-5气田、文昌10-3气田得到应用实施。

深水气田的多相计量问题已得到解决,但由于深水油田的油品物性复杂,不同含水率下的油品粘度变化大,没有较为准确的模型进行计算预测,导致深水油田流动安全管理系统研发相比于深水气田难度要高很多。

知难而上说干就干,姚海元积极申请了集团公司第一个前瞻基础研究课题“水下油田虚拟计量机理研究及先导试验”,以流花4-1油田为试验区,创新性的提出采用电潜泵运行参数预测流量,并针对井筒内油气水多相流动模型等一系列科研难题进行攻关,通过水下常规仪表及设施获取的参数即可反算出各相流量。

成功利用计算模型将井筒与海管沿线温度、压力预测精度以及各单井产量的计算误差控制在±10%以内,技术指标达到国际同类产品水平,但整体价格仅为国外同类商用软件系统的30%,为公司降本增效提供坚实技术力量。正是靠着这份认准目标就埋头苦干不放弃的韧劲,姚海元为海上油气田流动安全解决了一个个重大技术难题,获得了同行的高度认可。

02

实战炼“真金”,不惧千斤压

姚海元:畅通海上能源“血管”,助力深水油气开发
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这些年来作为项目负责人或专业负责人参加了多个油气田开发的前期研究和基础设计,但一直没机会参与到油气田投产过程,这是我多年的愿望。

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为了更好服务现场,提高自身专业能力,今年3月份姚海元主动申请到“深海一号”气田生产准备组进行为期五个月的工作交流,主动申请到“深海一号”能源站同现场技术人员一起讨论制定方案。

当时,现场作业原定采取间断式充压方案,即海管充压达到一定压力后保压一段时间再继续增压,直到海管内压力满足要求。

但通过自己的专业判断,姚海元认为这样并不能有效解决启井过程中可能面临的水合物生成和段塞问题,反而一次性充压后立马启井,海管内的液相流体能被持续吹扫而不会回落至海管低点,从而减小段塞流的影响。

当姚海元向现场技术人员提出这一方案时,大家普遍表达出了担忧,担心充压过程中出现水合物堵塞,影响了“深海一号”的顺利启井,造成的损失和负面影响将是十分巨大的。面对大家的顾虑以及一旦方案有误可能造成的后果,姚海元并没有害怕担责而退缩,而是通过模拟分析,和现场技术人员反复讨论,最终确定了启井方案。

方案实施当天,姚海元同现场操作人员在中控室一直关注各类仪表操作和参数的变化,现场气氛十分紧张,大家的神经都在紧绷着。说实话当时自己心里还是有担心的,手心里甚至冒出了汗,直到海管出口流量最终达到平稳,说明整个过程顺利完成时,这心里的“千斤担子”才终于放下来了”姚海元回忆到。

现场作业好比军事打仗,技能练到位了没,实战中一试便知,一次性充压启井方案使海管最大段塞量仅仅为原来的三分之一,保障了生产系统的稳定运行。

正是有了多年的流动安全知识积累,姚海元才有底气提出不同于以往的方案,在现场发挥自己的专业作用,为“深海一号”稳定运行献上科研人员的一份力。

03

做好“传帮带”,聚力共向前


姚海元:畅通海上能源“血管”,助力深水油气开发
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一位好老师,胜过万卷书,部门主任李清平博士是我当年入职之初的导师,是我在流动安全专业领域的引路人,时常教导我认定自己的专业发展方向,脚踏实地的干下去,她做事认真投入的工作态度深深的影响着我

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如今已经成为流动安全专业首席的他,也更清楚地认识到“薪火相传”的重要。对于科室新来的员工,无论是理论知识学习还是做人做事上的问题,他都是知无不言,答疑解惑,分享自己的工作经验和专业知识,并且根据各人的专业特长,分配相应的工作任务,让他们拥有更多的成长机会。

他说道“深水油气资源开发对保障我国能源可持续发展具有重大的战略意义,而深水油气田流动安全方面要研究的问题还有很多,要做好“传帮带”的工作,培养更多的流动安全专业人员,团队共同聚力为深水油气田开发献上一份力”。

图文丨伍壮

编辑丨伍壮 李佳斌

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