曹耀峰：推動天然氣高質量發展是實現能源轉型升級的現實選擇
2019-12-09 13:23:31
摘要：加大天然氣的利用，推動天然氣的高質量發展，是推動能源革命向縱深發展，實現能源轉型升級的一個現實選擇。
以下為中國科學院院士曹耀峰發言文字實錄：
曹耀峰：女士們、先生們、朋友大下午好，受大會主席邀請參加這次論壇感到非常高興，我今天緊扣分論壇一天然氣高質量發展與清潔能源新業態，我的發言題目是普光氣田從安全高效開發到長周期持續穩產。
作為優質高效的清潔能源，加大天然氣的利用，推動天然氣的高質量發展，是推動能源革命向縱深發展，實現能源轉型升級的一個現實選擇。近年來我國石油天然氣對外依存度不斷攀升，隨著中美貿易摩擦升級，貿易保護主義抬頭，地緣政治更加復雜，所以說天然氣的供應形勢愈發嚴峻，制約著能源轉型升級的進程，當下我們各地都在落實總書記的指示，全面加大油氣勘探的力度。
中國目前發現最大的規模海相天然氣藏，普光氣田已經安全穩定的生產了十年，也充分證實了高酸性氣田的開發技術的可靠性、先進性，它形成的這些關鍵的技術已經為元壩、涪陵等氣田的成功開發提供了重要支撐。普光氣田已經穩產了十年，以它為主供氣田在媒體上播放的比較少，可能是因為比較危險，一直交流的比較少，現在可能是因為技術比較成熟了，加大天然氣的開發力度，處在現在這個特定環境，所以說我想在十周年這個關口加上還穩產八年，跟大家分享一下這些年的體會。
一共分兩個方面，一是開發大，二是持續穩產。為了有效利用高含硫的天然氣資源，國務院將普光氣田為主供氣田的川氣東送列為國家十一五的重大工程，這個工程分三部分，一是常規的上游氣田的開發，還有因為含硫化氫比較高，要把硫化氫脫除變成寶貝，也就是硫磺。第三部分是長輸管道，所以說它與西氣東輸不大一樣，這個主體部分是氣田開發，管道只是一部分加上天然氣凈化，這是一個龐大系統工程，規模開發是上中下游工程，建設要系統推進。國內外沒有可借鑒的成熟技術，面臨三大難題，工程管理、工程技術的難題特別是安全控制的難題。
面對這三大難題，我們工程建設的團隊，依靠工程管理創新來提高效益，依靠工程技術的創新來攻克難關，已經實現了普光氣田的安全高效開發，下面我分這三個部分一個個說。
一個是工程管理的創新，通過這張表，咱們可以看出它不是一個一般工程，是一個特大型開發型的復雜系統，它的工程管理難度是很大的，首先是項目眾多構成了一個龐大的項目群，項目之間關聯性很強，涉及的專業種類多、跨度大，是上中下游的產業鏈。并且參建隊伍構成復雜，相關利益方多，社會關注度高，高峰時期，近十萬人左右參與會戰。
這個大工程怎么組織？我們經過思考是創新了這么一個體系，叫系統論為指導創新構建了系統控制下的項目群集成管理模式，分三個層次。首先是項目管理，是起基礎性的作用；再就是項目群的管理，要溝通項目之間的各種復雜利益關系。再就是它橫跨了六省二市，社會開放性的管理也是非常重要的一個方面。下面有一張模型圖，我借圖說一下。
按照剛才說的三個層次，橫坐標是項目部，它要市場化運作，招投標，工程監理等手段，我們常說的工程的鐵三角，質量、工程、造價，它追求的主要是經濟效益，這也是世界通行的做法?？v坐標，它的載體就是成立了一個川氣東送指揮部，它追求的是項目群的協同機制，要整體規劃、技術集成，并且對安全有些方面要強勢監管，協同推進，它是追求協同效應，1+1大于2。這個坐標是國家成立了工程建設領導小組和指揮部，共同來作為載體，當時規格很高，曾培炎副總理是領導小組的領導。他是統一溝通協調機制，確保生態環保公共關系協調等社會責任的全面落實，他追求的是社會效應。一個大箭頭把這個立體最后達到這三個效應來系統控制，用系統論的思想來指導它，比如巨系統管理的理論，協同效應的理論等等來協同控制，最后達到政治、經濟、社會責任的和諧統一，簡單說就是這么一個模式。
這個管理模式，大家可以看到既保障項目管理的市場化運作基礎，又充分發揮了集中力量辦大事的優勢，將項目管理側重質量工期造價拓展到安全、技術、生態、公共關等更寬廣的領域，可以說是石油天然氣工程建設領域解決開放復雜巨系統理論的一次成功實踐，2011年也獲得了國家級企業創新成果一等獎，在后面幾個大成果也得到了很好的推廣。
下面講工程技術的創新，普光氣田有三高三深的特點。超深，平均埋藏深度5940米。高酸，硫化氫含量達到15%以上，特別是分壓達到9.5，這是高壓。高產480萬立方米，這么大的排量，如果一旦失控瞬間硫化氫從底下一下跑到井口，所以作為一個難題擺著，國內外專家都說這是一個世界級的技術難題。我們的創新思路，就是要學習借鑒、攻關創新、集成應用這樣一個創新思路，構建開放式的創新體系，創新形成了特大型超深高含硫氣田。
創新路徑，依托國家兩項科技重大專項，一是高含硫氣藏安全開發技術，大型高含硫氣田開發示范工程，還有六大技術。一是高產高效開發技術創新，針對這些難題和投資大的特點，我們采取的設計路線是少井、高產，繼承創新了一整套的配套技術，從而建成了我國第一個超百億方的高含硫大氣田。這里面主要的技術有超深礁灘相氣藏開發技術，還有油塊鉆井技術等等得到實施，成功率達到百分之百，另外是這個氣藏是聚后的，高含硫由長工技術的300米提高到150米。再就是高含硫要達到高產，研發多級注入，日產由30萬立方米達到80萬立方米。
第二大技術是腐蝕防護技術的創新，因為這個硫化氫在這里面既有強腐蝕又是巨毒，所以材料這一關是非常重要的。高含硫氣田的管材腐蝕評價與優選，我們建立了專門的實驗室經過一系列的研究，我們解決了選材標準，可以在安全的環境下自主選定。
再就是腐蝕劑、緩蝕劑監測、智能監測、陰級保護綜合防腐工藝，解決了復雜山地“濕氣輸送，集中處理”的難題，國家要求是0.076每年每毫米，普光氣田是每年0.057，完全在控制標準之內。
前面這兩大技術，想在巨毒硫化氫下零事故，堅決不能出問題，第三大問題是復雜山地高含硫氣田安全控制技術創新，心里想的是零事故，它萬一出來了怎么辦？必須有所準備才能萬無一失。為什么要這樣？我這里順便說一下，硫化氫是巨毒大家都知道，如果PPM達到1000，你聞一口立即致人死亡，而普光氣田是15萬個PPM，所以它是絕對不能有所泄露的，這種高危環境，我們提出技術設計無缺失，監測控制無缺位、培訓演練無缺員、應急救援無缺憾”這樣的安全閉環。
高含硫天然氣泄露監測技術，遠程控制，一旦泄露你第一時間知道，而且很快。第二個是高含硫連鎖關斷技術，氣田是單井單站三條輸出站以及四級關斷，凈化廠是單裝置、單系列，四級關斷，任何一個系統的關斷可以阻斷全部的關斷。這還不夠，這個技術高含硫天然氣泄露3D擴散模型，這是做了風洞實驗，調查了若干年的氣象條件，來制定搬遷范圍，比如你關斷了，但兩個閥室之間的天然氣還是要泄露的，還是會造成危害，這一類的極端天氣做風洞實驗之后就會在多大距離之內是半致死濃度、多少是致死濃度，這個里面是絕對不會有人的，最后整體搬遷確定距離。
光這些還不夠，投資1.9億建設了國家級的油氣田救援示范基地，這個是一旦有事故的時候，一系列的手段全部都配足，并且開展了大型的聯合應急演練，這些都要做到位。甚至于一旦出了事，周邊哪些居民在那，有多大歲數，誰去背誰，都得提前演練好。
第四，高含硫天然氣特大規模深度凈化技術創新，要把富有硫化氫15%，二氧化碳8%要在這個凈化廠里脫除干凈，簡單說要把硫化氫變成硫磺，變廢為寶，這一個凈化廠投資規模相當于一個千萬噸級煉廠，整個復雜的我們本著上述原則建成了世界第二大高含硫天然氣凈化廠。這里面主要技術包括固定床、水解有機硫和兩級吸收，達到一類氣標準。再就是大規模的硫磺要高效回收，總回收率達到99.9%。硫磺儲運，因為氧化之后的粉塵會自燃的，研發了這套自動轉運與密閉定量裝備技術，2010年投產當年這個產量是全國硫磺產量的40%。
再就是管道，管道也達到國家一級標準，一直到上海，七穿長江，開鑿隧道72條，達到德國評價的工業實踐最好水平。僅用4年時間成功開發普光氣田，起到了重要的示范，對推動天然氣工業發展做出了重要貢獻，也是我們國家成為世界上少數幾個掌握大型高含硫氣田的核心技術國家，這個項目獲得了2012年度國家科學技術進步特等獎，當年是繞月工程、特高壓輸電和普光氣田這三個。
第二個我簡單說一下，它已經穩產了八年，在生產過程中，我們過去是非常害怕，恐懼感，但硫化氫的對象沒有變，采取了一系列的措施，就不展開說了。同時，我們在已經穩產八年的基礎上，累計產氣77692億方，我們想根據目前開發認識的成果和進一步的技術研究，認為它可以再穩產八年，分了三部分。一個是老區的調整挖潛，包括控水、增壓等等，提高產出率。第二部分，周邊的滾動，同樣的層析。另外周邊的一些新區，這幾年做了大量的工作，資源是落實的，我們認為資源可以落實到2025年，這是開發方案，我就不念了。
很重要的工作，再穩產八年，同樣是硫化氫，我們組織了兩千余人十個月全方位的調研，對前面的工作進行的總結，又提出了新的要求。在此基礎上普光氣田我再穩產八年這個目標，專家們最后的評估是技術是可行的，安全也可行的，中石化已將普光氣田長期安全生產在動態不斷推進。普光氣田的安全高效開發經過近十年持續穩定的安全生產運行，充分驗證了技術裝備、管理運行體系的安全性、可靠性和穩定性，展望未來板伴隨著它再穩產八年的實施，必將探索出一條符合我國資源稟賦，為保障能源安全做出新的貢獻，謝謝。
注：本文系能源新聞網整理自中國科學院院士曹耀峰在2019年全球能源轉型高層論壇的發言文字實錄，未經本人審閱。
