海洋能源網(wǎng)獲悉，日前，中海油研究總院自主研發(fā)的海上三甘醇工藝仿真與優(yōu)化系統(tǒng)在“深海一號(hào)”能源站操控中心正式交付使用。這標(biāo)志著我國深海油氣生產(chǎn)在智能化方向上邁出了關(guān)鍵一步，正式進(jìn)入“數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)智能優(yōu)化”的新階段。
中海油研究總院攻關(guān)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)近8個(gè)月，成功完成三甘醇脫水再生系統(tǒng)數(shù)字孿生與在線優(yōu)化技術(shù)的攻關(guān)與部署應(yīng)用。該系統(tǒng)有效破解了傳統(tǒng)天然氣脫水工藝依賴人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)參的行業(yè)難題，可助力節(jié)省三甘醇脫水及再生系統(tǒng)操作成本，為我國海上油氣生產(chǎn)智能化轉(zhuǎn)型提供了有力支撐。
傳統(tǒng)工藝的痛點(diǎn)與挑戰(zhàn)
三甘醇脫水及再生是海上天然氣處理過程中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其運(yùn)行效率和穩(wěn)定性直接關(guān)系到產(chǎn)氣質(zhì)量以及下游工藝的安全性與經(jīng)濟(jì)性。然而，在以往的生產(chǎn)過程中，主要依賴“設(shè)計(jì)值 + 經(jīng)驗(yàn)值”的操作模式。現(xiàn)場(chǎng)操作人員需要根據(jù)裝置設(shè)計(jì)初期設(shè)定的固定參數(shù)以及日常積累的經(jīng)驗(yàn)判斷，手動(dòng)調(diào)整三甘醇循環(huán)量、再生溫度、汽提氣流量等關(guān)鍵工藝參數(shù)。
一旦原料氣組分變化、含水量波動(dòng)或負(fù)荷偏離設(shè)計(jì)工況，操作人員往往只能“事后響應(yīng)”，進(jìn)行人為修正。這種模式不僅響應(yīng)滯后、調(diào)節(jié)粗放，還容易導(dǎo)致三甘醇過量循環(huán)、汽提氣浪費(fèi)等問題，影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與能效水平。在多變量耦合、多工況擾動(dòng)的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下，“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”的模式難以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的精準(zhǔn)感知和實(shí)時(shí)調(diào)控，更難以在多變量排列組合下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)優(yōu)化。此外，由于缺乏清晰的優(yōu)化路徑，受限于工況復(fù)雜、操作窗口有限、試錯(cuò)成本高，現(xiàn)場(chǎng)難以通過反復(fù)實(shí)操探索最優(yōu)策略，亟需更加智能、高效的優(yōu)化手段予以替代。
智能優(yōu)化系統(tǒng)的突破與創(chuàng)新
海上三甘醇工藝仿真與優(yōu)化系統(tǒng)的成功交付，為解決上述問題提供了全新的解決方案。該系統(tǒng)通過構(gòu)建海上油氣生產(chǎn)的智能決策中樞，改變了傳統(tǒng)三甘醇脫水生產(chǎn)的操作模式，實(shí)現(xiàn)了工藝流程優(yōu)化和科學(xué)決策。
該系統(tǒng)借助三甘醇脫水及再生在線仿真優(yōu)化技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)關(guān)鍵工藝過程的“可感知、可預(yù)測(cè)、可優(yōu)化”。通過輸入基礎(chǔ)物流參數(shù)(如進(jìn)氣流量、溫度、壓力等)作為邊界調(diào)節(jié)，系統(tǒng)能夠計(jì)算得到全流程工藝參數(shù)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行在線建模?；趦?yōu)化算法，系統(tǒng)能夠在多變量耦合的復(fù)雜環(huán)境下快速判斷最優(yōu)操作條件，不僅可向操作人員實(shí)時(shí)推薦調(diào)節(jié)策略，還可以模擬單一工藝變量變化對(duì)干氣含水率的動(dòng)態(tài)影響，幫助操作人員精準(zhǔn)評(píng)估調(diào)整效果。由此，工藝運(yùn)行從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)、被動(dòng)響應(yīng)”升級(jí)為“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、主動(dòng)優(yōu)化”。
據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張明介紹，由該系統(tǒng)推薦的優(yōu)化方案可助力“深海一號(hào)”能源站三甘醇循環(huán)量降低20%、汽提氣量縮減10%，預(yù)計(jì)每年節(jié)省操作費(fèi)超100萬元。未來，項(xiàng)目組將結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用反饋，持續(xù)完善系統(tǒng)功能，提升工藝仿真的應(yīng)用價(jià)值，為海上油氣現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)提供更精準(zhǔn)、高效的智能優(yōu)化服務(wù)。
在全球能源行業(yè)加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)下，推動(dòng)智能化技術(shù)賦能現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，提升產(chǎn)能與運(yùn)營效益，是我國海上油氣行業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵路徑。海上三甘醇脫水仿真優(yōu)化系統(tǒng)所涉及的工藝仿真數(shù)字孿生與能耗優(yōu)化技術(shù)具有廣泛的通用性，未來有望在我國其他相關(guān)海域推廣應(yīng)用。
該系統(tǒng)的成功交付不僅為“深海一號(hào)”能源站帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，更為我國海上油氣行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。隨著技術(shù)的不斷完善和推廣，海上三甘醇脫水仿真優(yōu)化系統(tǒng)將為構(gòu)建智慧能源體系提供關(guān)鍵技術(shù)支持，助力海洋能源產(chǎn)業(yè)向高效、安全、智能化邁進(jìn)，為我國海洋油氣資源的高效開發(fā)和可持續(xù)利用注入新的動(dòng)力。
