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2.1自动化数据的控制与采集
在油气自动化生产过程中,信息的自动化收集与处理是整个自动化控制的重点。自动化数据采集系统采用集散型控制结构,运用两级SCADA自动化监控系统来实现对生产系统内各技术参数的实时数据收集与控制。油气自动化生产中,在联合站、计量站、油井等相关技术控制区域设置信息收集与控制基站。基站与生产系统中各离散点通过传感器与变送器进行数据信息收集,并利用各自动阀门、压力参数通过自动程序的控制进行实时的调节以实现PID闭环控制,从而构成油气生产自动化控制的一级SCADA监控。基站通过光纤、WLAN等方式将实时数据信息及时传输到工控室、自控中心,通过自控中心与工控室的调度实现数据的动态显示与数据信息异常的及时处理,从而实现对生产系统的控制。由此构成油气自动化生产控制的二级SCADA监控系统。一级单元与二级单元相互之间通过电台进行数据交互,以实现整个网络的信息实时交互联系。
2.2多媒体视频监控系统
多媒体视频监控系统一般由视频客户端、视频监控单元、视频监控中心组成,设置在厂区生产系统及其附属设施、系统的视频监控单元将实时的视频监控信息编码成数据流通过网络传输到视频监控中心,通过转码解流将视频信息反应到视频客户端上,由此实现实时的视频监控。而在整个视频监控系统中比较重要的一个部分是网络视频器,主要负责各种多媒体影像声音的采集以及该视频影像的压缩编码;同时,将网络用户以及监控中心的实际控制命令有效地往前端设备上进行传输。目前,MPEG-4网络视频编码器的压缩比例相对较高,运动补偿性方面较为优越,逐渐成为主流。由于大部分采油厂的视频监控多置于室外,所以,一般要选用能够进行360°全景扫描的恒温监控设备,实施对整个尤其生产自动化系统的全天候监视。后端的监控中心主要是由交换机、多媒体电视强以及视频服务器等等设备有机组成的。其中,视频服务器主要是用来管理源于网络视频编码中的相应的网络视频流,并运用组播技术提供相应的视频服务给相关的网络用户,真正实现多媒体数字化实时监控以及网络点播检索行为的有效运行,监控中心可以授权网络用户,这部分被授权的网络用户称作是客户端,客户端为外网用户以及本地网用户均可以。
2.3宽带Ethernet网络系统
2.3.1网络结构
各信息收集基站(联合站、计量站、油井等)收集的数据信息汇集到工区控制处理器,工区工控室通过报表生成、实时图像存储等数据处理后传送到厂部自动化控制指挥中心,以方便厂部领导及技术人员实时浏览各基站主要技术参数、主要实时信息以及异常信息的监测与处理。各基站与工控室、工控室与自控中心之间的连接一般采用光纤、数字微波、WLAN等多种传输方式,通过点到点、点到面、面到面的星状连接网络构建出油气生产系统无线通信网络。
2.3.2组网方式
各基站之间的信息传输组网一般采用可靠性较高、受干扰程度较低的光纤进行连接。从厂部局域网引出光纤连接到油田信息网,如果从厂部到工控室之间的信息连接系统如小容量微波系统不能满足宽带传输的需要,可通过在两端加装E1/RJ45网桥的方式实现微波系统扩容。在基站站点过多、涉及范围过密集、涉及地理环境过于复杂的局部区域,可采用光纤/WLAN混合的方式进行组网,以避免区域光纤连接的复杂性。
我厂6台10万m3/日·台重油催化裂解炉自1991年投产以来,一直使用广州市石化总厂重油作为生产原料。但从1999年初后,提供给我们的重油油质发生变化,影响了油制气生产,主要表现为吨油产气量低。气化效率低、除灰水含渣少和焦油水沟产生较大量的浮油等。为对比不同油质重油对煤气生产的影响,我厂从1999年7月下旬开始,购入一批重油进行生产试验对比。经过近一个月的运行,发现吨油产气量和气化效率等主要工艺指标明显提高,证实了油质对生产效果有较大的影响。为便于比较,以下将1999年年初以来的一直使用的重油称为旧油,以7月下旬试验所
用的重油称为新油。
2两种不同油质重油的主要性质参数
2.1物化性质对比
物化性质对比详见表1。
2.2两种重油组分数据
两种重油组分数据详见表2,以RIPPIO方法测得。
两种不同油质的重油主要区别:
新油密度小、闪点高、粘度大、残碳高、芳烃含量较少、沥青、胶质含量高;
旧油密度大、闪点低、粘度小、残碳低、芳烃含量较多、沥青、胶质含量低。
3两种不同油质重油的生产效果
在两种不同油质重油的生产对比试验期间,我们主要以3#炉单台炉或3#、6#两台炉连续运行,并分别进行对比,表3、4为生产统计所得的数据。
从生产数据统计可见,无论是3#炉单炉或是3#、6#炉两台炉运行,在投用了新油后,气化效率均有所提高,其中3#炉单台炉运行时,气化效率可提高5.47%。3#、6#炉运行时,气化效率平均提高7.06%。
4两种不同油质的重油在3#炉单炉测试中的数据
试验期间,为验证生产数据的可靠性,我们曾在7月17日下午、8月11日上午以煤气缓冲罐来标定短时期的3#炉吨油产气量及气化效率,表5为测试中的原始数据。
可见3#炉投用新油后,气化效率可提高4.28%,与生产统计结果基本吻合。
5两种不同油质的重油生产期间制气炉炉况及煤气成分对比
在新、旧油对比试验期间,3#炉一直保证了长时问稳定运行,表6、7是试验过程中3#炉的工艺参数及洗气箱出日煤气成分的数据。
从试验期间新、旧油生产状况的对比,主要有以下几个工艺变化:
(1)新油裂解产生的煤气热值即使达到6000Kcal/M3时,焦油水沟也仅有少许浮油;而旧油投用时,煤气热值即使低至4000Kcal/M3时,焦油沟表面仍有大量浮油。从7月31日投用新油后,焦油量逐渐减少,且焦油质量出现变化,粘度明显增大,这与新油含残碳多,含油浆少有关,同时亦说明新油参与裂解反应的成份比旧油多,生成的焦油量相应要少。
(2)在催化床层及蒸上温度等工艺条件相近的条件下,新油裂解生成的煤气要比旧油裂解生成的煤气的热值高200—300Kcal/M3,其中煤气成分中重烃(CnHm)要高2—3%,且焦油产量低。这说明新油可裂解成分多,芳香烃少(见前面组分表,新油比旧油低15个百分点)。而旧油显然由于含油浆等不易裂解成分多,故有较大部分重油未经裂解既转为焦油,进入焦油水沟。
2鞍钢钢材加工中心生产系统优化模型2.1生产过程优化模型建立2.1.1产品品种产量优化模型①的建立1.有关情况分析:与产品生产利润最大化有关的主要因素有单位利润、加工能力、各种资源量及市场需求情况等。2.确定决策变量从生产现状分析来看,在生产过程中,主要挑选、加工各品种的废次钢材、向外输出各品种的废钢铁。在此,我们以各品种产量为决策变量,Xj(j=1,2,……n)为第j种产品的计划产量。每种产品的单位利润均由财务部门核出。3.约束方程系数和右边常数Bj的确定(1)为了简化问题,可以将所有废钢产品按其加工性质的不同,测算了每单位产品所需要的挑选工时、切割工时、打碎工时、打包工时、冷剪工时、爆破工时,及每天全厂所能提供的总工时,以便统一考虑生产能力。(2)各类产品的原料是生产回收和非生产回收入厂的废钢铁资源,生产科根据历年的统计资料及99年的计划回收情况,可估算当年的各大类原料的资源情况,从而给出一个资源供应的最大可能值。单位产品资源消耗情况可核定。(3)关于需求量情况。由生产科、经营科根据企业内部生产实际及外部的市场需求状况确定。4.目标函数的确定产品总利润是产品的单位利润与产品品种产量乘积之和.综上,品种优化模型如下:nMaxZ=ΣcjXj(j=1,2,…n)j=1
S.T.资源约束、加工能力约束:nΣAjXj≤(或=)Bj(j=1,……n)J=1需求约束:Xj≤(或=)Bj(j=1,……n)2.1.2内部配料优化模型②的建立内供的各品种废钢铁要通过装入料槽送到钢厂,如何组织装槽子即对输出的各类废钢铁进行配料也是生产过程中要考虑的问题,而不是直接将每种废钢铁输送到钢厂,这样既不能满足炼钢工艺的要求,也不符合经济核算上的需要。在满足工艺要求的前提下,尽可能提高或保持槽重,缩短装炉时间和冶炼时间。对内部输出的各种产品的配料进行优化,其主要的理论依据是满足工艺要求,满足操作要求,保证每个料槽的成本最低。1.有关情况分析:(1)根据鞍钢现行转炉炉口直径的大小,槽子形状为一端成斜开口形长方体,其体积为6.75立方米。从工艺上实践表明:若一个料槽中全部装入重型废钢,比如切头,在入炉装料时极易砸坏炉底,若料槽中全部装轻薄料,则需多加几次废钢料,这样将延长加料时间,直接影响冶炼周期,同时发生烧损,将降低产量。根据生产上的实践,槽重保持在14吨最为合适。(2)装料时,不同品种的槽料废钢铁因其堆积密度和单位成本不同而影响槽重和槽料成本③.单纯从提高槽重的角度分析,装槽时应多加入堆积密度高的废钢铁,单纯从降低槽料成本角度考虑,装料时应多加入单位成本低的废钢铁,这正是本配料模型所要解决的问题之一。(3)由于内供各种资源的需求量及资源存量情况的存在,把98年废钢铁资源量按12个月平均得出月均资源情况.2.输出配料模型的建立(1)确定决策变量根据各种内供输出原料的情况,确定以下14个变量X1,X2,……X14,分别代表料槽中切头、废模、废锭、剪切废钢、重型废钢、中型废钢、轻型废钢、普通包块、碎钢霄、废铁、杂铁、唐麻铁、爆破渣钢、挑选渣钢的投量。(单位为吨)(2)确定目标函数优化料槽中配料实质上是解决了槽重与成本间问题,也就是要在保证槽重和工艺要求的前提下,使槽料成本最低。槽料成本是各类装槽废钢铁与其单位成本乘积之和,即:nMinZ=ΣcjXj(j=1,……n)j=1(3)约束条件的确定①料槽单重约束。由于生产工艺上的要求,计划料槽单重为C1吨/槽,所以有,X1+X2……+Xj≥C1②料槽容积约束。料槽容积为C2立方米,装槽时,不应超过其容积,所以有,nΣ1/rjXj≤C2(j=1,……n)j=1③资源量约束。每个料槽中的资源量:0≤Xi≤Bj(j=1,……n)2.2安全库存模型③的建立2.2.1安全库存弹性控制模型产生的理论依据本文中,弹性定义为:弹性就是某一特征在一定时期的实际结果相当于其理想水准(亦称均衡标准)的变动程度或波动幅度。在我国的大多数企业中,企业的生产供给活动大多存在着这种弹性,但由于这些企业弹性的非均衡生产供给规律在不同年度及不同的月份的纵横时间中,其数量表现大小不等而又杂乱无章,而在物料管理中常流于盲目和简单化。因此,引用物理学中的“弹性”概念来构造存储弹性控制模型就更是具有必要性和现实性。其理论上的依据是:1.企业的生产经营活动是一个相互影响相互制约的有机系统组合。就物料管理而言,它的合理运行机制应是:“生产取决于市场(销售),供给服从生产,存储确保供给,采购依据存储。”因此,在产品营销正常情况下,物料的供给、存储、采购经营活动必须相应地服从生产的弹性,使产、供、销三个环节紧密衔接,协调平衡。2.企业在近期或将来生产经营诸要素可能有所发展,但相对于现有基础及管理方式来说相对稳定,一般不会出现异变。同时由于供给与生产密切相关而在数量上表现为正比例关系,生产规律必然代表供给规律,反过来供给规律又在很大程度上反映出生产规律。因此,可以运用有关生产或供给的近期历史统计资料,分析归结出企业呈弹性的非均衡生产(供给)规律,在结合近期将来可能出现影响的有关因素予以修正评测,则可比较准确预见近期未来生产供给的弹性态势,据此规划物料存贮弹性控制纲领,并在实施控制过程中不断及时修正完善。2.2.2安全贮存弹性控制模型的建立存贮弹性控制模型的逻辑思路可表述为:预测生产供给动态确定合理存贮水平控制收入(购进)调节存贮。它的基本思路是“以销定产,以产定供,以供定贮,以贮定收”和“对照目标,定期检查,分析症结,控制关键。”具体过程如下:1.某月供应弹性系数,反映该月实际供应量较月均衡供应量的波动幅度。可这样计算:月均衡供应量=全年实际供应量/12某月供应弹性系数=该月实际供应量/月均衡供应量2.某月预测供给弹性系数是根据近期三年同月历史统计资料分析整理里求得的一个预测值。在具体求值中,为了消除偏差使预测值更加准确,采用加权平均判定法,即:在三个预分析数值(供应弹性系数)X1,X2,X3,满足关系式X1≤X3≤X2或X2≤X3≤X1且?X3-X2?≤?X3-X1?,也就是说,若X3为中间值,X2与X3偏近,X1与X3偏远,在进行预测时,视X3为正常数值,X2为较正常数值,X1为非正常数值,那么对X3加权6/12,X2加权4/12,X1加权2/12,因为根据历史经验,一年中通常有六个月正常生产,4个月为较正常,2个月为非正常,所以有:某月预测供应弹性系数=同月正常弹性系数×6/12+同月较正常弹性系数×4/12+同月非正常弹性系数×2/123.确定某月计划供应量根据年度计划产量、物耗水平和生产供给弹性分布来计算,有月均衡计划供应量=全年计划供应量/12某月计划供应量=月均衡计划供应量×该月预测供应弹性系数4.某月预测弹性偏差系实际供应量与计划供应量的离差,它反过来验证某个存贮系统预测及规划的准确度与优化率,也是修正存贮控制目标和依据之一。某种预测弹性偏差=(该月实际供应量/该月计划供应量-1)×100%=该月计划供应执行偏差量/该月计划供应量×100%5.确定某月末库存量定额某月期末库存量定额系根据近期社会资源状况、交通运输条件等到货保障与及时程度,以及为补给该月后的短期计划供应量而定。其可按此公式计算:nY=∑Xi(I=1,2,……n)I=1其中,Y为某月末库存量定额;n表示合理存贮周转天数;Xi表示本月之后第i天的计划供应量。确定期末库存定额作为存贮标准有两层意义,一是实际库存量超过定额过大时表明出现了超库存积压;而当远远低于定额时,则表明潜伏着待料停工的危险。因此,在施行控制过程中,应设法使实际存量趋近于库存量定额,两者相差不能太大。与传统的库存量定额方法相比,此办法更能贴近实际状况。6.确定计划收入量、计划购进量为了弥补调节存贮量,使供、贮、收三环节协调平衡而确定的总收入量。某月计划收入总量=该月期末库存量定额+该月计划供应量―上月期末库存量定额一般来说,计划收入总量来源于三个渠道,即来自企业外部的购进量。所以在生产和非生产回收的计划量已经确定之下,为补足计划收入总量的差量部分而求得的购进控制期量。某月计划购进量=该月计划收入量-(该月计划生产回收量+该月计划非生产回收量)在此式中,计划生产回收量可依据成材率计算出;计划非生产回收量具有间发性和非规律性,可依据经验估计。7.计划购进量的调整此过程是一种前馈控制,以便及时纠正偏差,避免偏差积累成患而整个存贮控制奏效的关键改进措施定量化。某月初调整计划购进量=该月计划购进量±上月期末库存量定额执行增减差量若计算值为负时,表明现有存量超额存贮过大,为使存量降至正常水平,故月初调整计划购进量为0。综上1至7过程就是安全存贮的弹性控制模型。
3模型的求解与结果分析3.1生产过程优化模型的求解、灵敏度分析④3.1.1模型求解1.品种产量优化模型的求解。用Office97中的Excel97的规划求解,在表格中分别设立相应的单元格,可得该模型的最优解.2.配料优化模型求解:同样,在EXCEL97的工作表上可得该模型的最优解。3.1.2结果分析1.品种优化模型的结果分析(1)从工作表及运算结果报告上可得最大化的产品品种计划.(2)可看出各种资源的节余量及市场需求量的非饱和量。(3)可看出,生产加工能力状况、市场需求量限制是生产科、经营科通过预测得到的,在建模及求解过程中,它是作为模型外预测值处理的,需要说明的是市场预测工作本身是很重要的,预测方法是否科学,预测值是否准确,对建模及求解结果均有很大影响。(4)求解结果表明,当前的最优解是唯一的。这就是说,根据计算结果所确定的产品品种计划是唯一使总利润达到最大的生产计划,倘若考虑其他目标要求及影响因素,则应添加适当的约束条件重新计算出新的最优方案。2.配料优化模型的结果分析(1)从工作表及运算结果报告上看出,使单槽中成本最低的配料方法。(2)可得出各种资源的使用情况。(3)从极限值报告可得出在目前水平下,调整多装切头、重型废钢、中型废钢是不合适的,在上述原料短缺时,可适当考虑废模、废锭、爆破渣钢,尽管其将导致成本升高。3.1.3灵敏度分析1.品种优化模型的灵敏度分析影响品种优化的主要因素是资源量的变化(bi)和单位利润(cj)的变化。A.资源量bi的变化的影响。资源量变化,带来求解结果的变化.同样也可在Excel97下求解.B.目标函数系数(即单位利润cj)的变化对利润的影响由于各种废次材资源价格受钢材市场的影响必然会很大。同样可在Excel97下求解。此时品种结构发生变化,总利润也发生变化。2.配料优化模型的灵敏度分析同样,配料优化模型也受资源(bi)和单位利润(cj)的变化影响。A.资源量(bi)的变化情况:同样可得求解结果。在单重体积不变的情况下,增加其他原料的投量,成本是可以降下来的。B.目标函数系数(cj)的变化对目标函数的影响由于内部供料同样也受市场价格的影响,其必然对槽料的成本产生影响。3.1.4经济效益分析1.产品品种优化模型的经济效益分析通过观察模型求解结果,我们认为最优方案的效益是可观的。2.配料模型的经济效益分析同样,通过观察模型的求解结果,若采取其它资源代替切头,每槽可节约一定的价值。3.2安全库存模型求解与分析3.2.1安全库存模型求解.由2.2.2所描述的模型的各步,在Excel97上设计、输入公式,可逐步求解:本文所利用的数据为企业近三年的数据,并设计出供应弹性系数计算表和弹性控制计算表。从上表结果看出,由于受企业内部设备大修安排和市场需求的影响,使企业周期性地出现在每年一、二季度处于供给高峰,三、四月属于供给低谷。也可以看出,目前情况下期末库存定额与期末实际库存量之间差值就是超储那一部分。因此,要想达到压缩库存的目的,必须把超储的那一部分废钢铁逐渐销售出去。在目前的市场条件下,全国废钢铁市场是需求大于供给,销售上可行的。理想的库存量控制在定额执行偏差量为零,亦期末库存定额等于期末实际库存量,不过这在实际是不易做到的。实际中,依据经验,合理的库存量应控制在定额执行偏差量的数量在+2000―+3000吨左右。3.2.2经济效益分析采用上述模型后,在经济上是可观的。一是它可减低采购成本,二是可降低存储成本。若不采用此类库存控制措施,库存就会占用大量的资金,包括废钢铁的本金、利息、场地费、管理费等各种库存维持费用,废钢铁还会发生损失等,减少企业投资的机会。同时,企业生产经营中存在的问题也被掩盖。3.2.3优化方案的综合分析从上面的两个模型结果看,它们是我们厂生产系统的两个重要的子系统,通过对生产方案的优化,可取得巨大的经济效益。产品品种优化模型是在现有的资源状况、现有的产品品种、现有的工艺设备加工能力、现行的市场需求状况的基础上进行求解的,它主要适用于中短期计划,是用来对年度的生产计划进行安排,也可以用来对季度、月份的生产计划进行安排,但必须要搞清各种约束条件的限制值;配料优化模型是在固定的料槽容积、工艺要求的单重、及各种资源量的基础上进行计算的,通常,在炼钢转炉没有重大的改造的情况下,料槽也是一项固定资产,其容积是不变的,同样工艺要求的单重变化可能性不大,那么主要是各种资源量的限制值在变化;安全库存控制模型主要是以历史上的数字运用统计规律来预测每年、每月的库存量的,它主要是针对需求(鞍钢生产)的季节性变动的特点来计算的,笔者认为不妨在使用Excel97中的趋势分析曲线,比如线性模型、移动平均曲线等,在图表上进行预测,读出数据,用这些数据与弹性控制模型的计算数据相比较,如果差距很大则需要对数据进行修正,这样使预期库存控制更加贴近实际值。在实际应用上,是可行的。因为在目前,我们的生产系统在理论上、实践上并没有切时可行的科学方法,一切操作是凭经验的估计。如果按模型的计算制定生产计划,用以指导生产,在技术上、组织是没有障碍的。在设备的使用上,也能满足需要。4建议与对策4.1生产系统运行中存在的问题1.入厂原料常出现分类不准确。2.生产系统的各种数据的不准确性、不统一性,造成决策数据与实际数据有一定的差异。3.制定生产计划的不及时与生产组织的随机性。4.生产计划执行的偏差。5.各种原料消耗定额与工艺耗时定额尚需进一步核定。6.本文所采纳的数据大多数是鞍钢改造集中时期的数据,其波动性较大,伴随改造的结束,生产系统运行逐渐稳定,各项数据更贴近实际。4.2对策和建议4.2.1加强生产运作管理⑤⑥1.重视并制定好生产计划工作。2.生产系统应是整个企业降低成本和增加利润的中心。3.合理控制好库存量。建议本预期存贮弹性控制模型按下图实施,这些环节构成一个前馈控制闭环系统执行评价
中图分类号: P641.4+62 文献标识码: A
一.引言
由于石油及天然气的主要成分是烃类碳氢化合物,具有易燃、易爆、易聚集静电、易中毒等特性,而油气储运过程中是在特定的条件下进行,特别是输油管道,加热加压是管道运输的特点,故具有极大的火灾及爆炸危险性。一旦发生事故,可能造成巨大的经济损失和人员伤亡,并带来恶劣的社会影响。因此我们应该在油气的储运中坚决杜绝火灾的发生,安全合理的进行油气的储运。
二.油气储运的火灾危险性分析。
1. 设备故障带来的危害。
设备故障与日常检修及介质特性有直接关系。油气储运设备设计的不合理、工艺缺陷、管线的腐蚀、操作压力的波动、机械振动引起的设备疲劳性损坏以及高温高压等压力容器的破损,易引起泄漏及爆炸。如采用塑料管、橡胶管输送气态物料时,会因意外撞击、热胀冷缩、振动疲劳、自然老化等因素造成大量气体外泄。密封垫圈老化、损坏,也会发生泄漏。如果是可燃气体泄漏,遇到点火源就会发生火灾、爆炸;如果是有毒气体泄漏,就可能造成大量人员伤亡
2. 不防爆设备及电器带来的危害。
工艺设备及电器线路如果未按规定选用防爆型或未经防爆处理,泄漏的可燃液体、气体遇机械摩擦火花或电气火花极易发生火灾爆炸事故。
3. 防静电措施不到位。
油气储运过程中,防静电措施容易被忽视。油气在管道和设备内流动会因摩擦而产生静电,如果静电不能及时导除造成电荷积累,导致火花放电,就会引起火灾爆炸事故。
4. 违章动火作业。
在易燃易爆的储运设备及装置区域内进行设备检修,往往需要进行焊接与切割作业,以及使用喷灯、电钻、砂轮等可能产生火焰、火花和赤热表面的临时性作业。所以违章动火主要体现在以下四个方面:
第一,违章指挥,动火审批不严。为了抓生产、抢进度,一些领导不顾或忽视安全规定,在不具备动火的条件下贸然审批动火。
第二,盲目动火。有的职工不熟悉动火管理规定,或存在侥幸心理,不办理动火手续,有的职工本身不具备动火资格,忽视动火管理规定,贸然动火酿成火灾。
第三,现场监护不力。作为现场监护的监护员没有完全履行自己的职责,仅仅流于形式。
第四,扑救措施不力。在不配备相应的灭火器、无人现场监护的情况下动火,导致小火未能及时扑灭,终酿成大火。
5. 执行操作规程不严格。
第一,执行操作规程不严格,操作人员误操作。误操作表现为错开(闭)阀门,或未关严阀门;该置换的容器及管道未置换或置换不彻底;未采取优先措施拆卸设备等,都易造成超压、超温、油气泄漏,最终导致火灾。
第二,职工对于工艺操作系统缺乏全面的了解,特别是国外引进设备,仅仅局限于使用说明上的介绍,没有认真细致地研究过系统的操作要求、物理化学特性、工艺流程。将国内外相类似的设备、系统一概而论,生搬硬套。
第三,随意删改安全操作规程。设备、工艺系统的安全操作规程是经验教训的积累,但是由于操作的繁琐,致使操作人员删改规程,减低了安全性。也许类似操作了几次没有发生事故,造成操作人员思想麻痹,久而久之长期违反操作规程就形成了习惯性违章。
第四,缺乏严格的岗位培训。没有对上岗职工进行针对性的岗位操作培训,没有明确操作的规范性,致使在岗职工麻痹大意。
第五,监管机制不力。对于操作岗位的习惯性违章警惕性不高,没有充分认识到习惯性违章的严重危害性,没有制定相应的管理机制,形成一种明明是习惯性违章,却听之任之不予纠正的怪圈。
三.如何预防油气储运中的火灾危险。
1. 做好设备的维护保养。
定期对设备维护保养。针对各种设备的特性严格按保养规程进行维护,工艺流程操作前做好工作危害分析,控制操作风险。
2. 做好防火设计及安全装置。
第一,设备泄漏等往往起源于设计阶段,因此抓好防火设计十分重要。首先是设备的设计、选型、选材、布置及安装均应符合国家规范和标准。根据不同工艺过程的特点,选用相应的耐压、耐高温或耐腐蚀的材质,按规定进行制造和安装。其次是新建、改建、扩建生产装置布局,单元设备布置,防火安全设施的设计和实施应遵循有关规范,做好严格的防火审核工作,充分考虑防火分隔、通风、防爆泄压、消防设施等因素。同时对设备、电气的防爆要求严格把关,从而消除先天性火灾隐患。
第二,防火安全装置在生产中广泛使用并取得良好效果的有:①阻火设备。它包括安全液封、水封井、阻火器、单向阀、阻火阀等,其作用是防止火焰窜入设备、管道或阻止火焰在其间扩展。②防爆泄压设备。包括安全阀、爆破片(防爆片)、放空管等,安装于压力容器、管道等生产设备上,具有降压防爆的作用。③火星熄灭器。安装于产生火星的设备和装置,防止火星飞出引燃可燃物,如机动车辆使用的火星熄灭器。④自动探测器。用于检测可燃气体浓度、温度、烟雾等,当超过一定值(浓度)时自动报警,并与各种联锁装置联动。
3. 做好防静电处理。
油气储运的设备均应做好防静电接地。接地点应牢固,螺纹连接部位的电阻值过大时应充分利用跨接,使整个生产过程中的设备和管线的接地电阻值符合规范要求。
4. 落实动火作业措施。
(1).拆卸。在可能的条件下,拆卸禁火区内需要动火的设备、管道及其附件,移至安全的地方去动火,动火作业完成后再装回原处。
(2). 隔离。将需要动火的设备、管道及其附件和相关的运行系统做有效地隔离,如在管道上加堵盲板或拆掉一节管子等,阻隔易燃易爆的物料和介质进入动火作业点。
(3). 清理现场。动火要清理现场,这是最基本的要求。动火前应把动火点四周的易燃易爆物品转移至安全地方,现场应打扫干净。
四.关于防火的培训。
1. 强化安全培训。
油气储运的从业人员要相对稳定,加强职工的纪律性,制定并严格执行操作规程,提高职工业务素质水平和生产操作技能。
2. 全员安全培训。
经常进行消防安全教育,强化职工的消防安全意识,了解消防安全常识,增强职工的消防安全素质。
3. 岗位安全培训。
针对各种岗位职工,培训本岗位的安全操作规程,使之熟练掌握本岗位的安全操作规程,持证上岗。
4. 处置事故培训。
要针对工艺装置危险区实际情况,认真制订各种事故处置预案,并定期组织演练,在演练中发现问题修正预案,使预案贴近实战,提高处置事故的整体能力,一旦发生事故,能有效处置,最大限度的减少人员伤亡和财产损失。
五.结束语
天然气具有易燃易爆的特点,在储运中要格外引起注意,通过对火灾危险因素分析,提前做好相关对策,防范于未然,这样才能从根本上确保无火灾事故发生。
参考文献:
[1] 董守聪 王兴库Dong Shoucong Wang Xingku 油气储运中的火灾危险分析及预防 [期刊论文] 《石油库与加油站》 -2008年5期
[2] 刘喜何 油气储运中的火灾危险分析及预防 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年36期
[3] 黄郑华 李建华 李海林 湛爽 液化石油气火灾爆炸事故类型分析 [期刊论文] 《油气储运》 -2003年8期
[4] 李天祺 赵振东Li Tian-qiZhao Zhen-dong 油气储运系统钢结构设备地震火灾效应研究 [期刊论文] 《地震工程与工程振动》 -2005年6期
自Cross(1994)教授提出高分辨率层序地层学理论并由邓宏文教授(邓宏文,1995)将其引入到中国以来,高分辨率层序地层学在中国油气地质学研究中得到迅速推广和应用。到目前为止,己有大量文献对这一理论作了介绍并结合研究工作进行了应用.从发表的论文来看,大多数作者普遍认为高分辨率层序地层学是进行地层成因解释和地层对比的一个有用的工具,通过高分辨率层序地层学分析可以建立起地层形成和演化的系统概念,有利于进行地层的详细描述与对比。
目前,大庆外围油田扶杨油层主要是特低渗透、低产、低流度的油藏,探明地质储量6.3×108t,已动用地质储量2.6×108t,还有3.7×108t难采储量在目前技术经济条件下不能有效动用, 近年来,随着油田勘探开发的需要,相继进行了构造、地层、沉积相、油田地质、油藏工程等方面的研究工作,取得了大研究成果。而在今后及“十一五”期间,储量增长也主要以扶杨油层为主,扶杨油层属于浅水河流-三角洲相沉积,为中——薄层、薄互层砂泥岩组合,砂体类型主要为低孔、低渗河道砂体,主砂体集中在扶一组和扶二上部,砂体厚度相对较大,是将来开发的主要对象,但是由于受古河流体系的频繁摆动和周期性湖泛作用,导致扶杨油层河道砂体纵向上呈“透镜状”、平面上呈窄条带、断续条带状分布,为稳定性极差的“迷宫”式网状砂体分布模式[1]。
在大庆长垣东部地区扶杨油层对高分辨层序地层对比方法的应用,对该区域沉积储层进行综合评价,不仅为了下一步油田挖潜和改善该区开发效果,提出下部有利储集区带方向,而且该项研究对于大庆长垣以东扶杨油层的开发研究也具有一定的指导意义。
以高分辨率层序地层学及储层评价为主要研究手段,在此基础上进行油气储层的精细对比、油气储层沉积学特征、非均质性特征和储层的分布规律研究[2]。论文参考,低孔隙。论文参考,低孔隙。将高分辨率层序地层学与沉积学、储层评价有机结合起来,以形成一套行之有效的,适用于油田不同开发阶段的油气储层对比描述技术。论文参考,低孔隙。论文参考,低孔隙。
储层研究以钻井、测井、地震和动态资料为基础,以层序地层学、现代沉积学、石油地质学理论为指导,综合应用地质和地球物理方法,通过基准面旋回界面的识别,划分储层边界并进行储层的精细对比,在基准面旋回格架内,讨论砂体的沉积演化规律,预测砂体的空间展布,通过成岩作用研究,结合沉积研究结果和含油性特征,预测有利的储集部位,最后应用分析化验资料、试油和生产资料,形成有效储层的动用标准,(图1)为油田的下一步生产提供技术准备。论文参考,低孔隙。论文参考,低孔隙。
图1 主要工作内容与流程图
随着高分辨率层序地层学在储层评价中的应用,再加之各项技术的支持,其精确度也会越来越高,日后必将成为各大油田对低孔低渗的细粒储集层发育的地区进行深入的剖析式研究的主要手段。
参考文献:
[1]邓宏文,王红亮,李小孟.高分辨率层序地层对比在河流相中的应用[J].石油天然气地质.1997,18(2):90~95;
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主办单位:广州海洋地质调查局信息资料所
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创刊时间:1988
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1.2企业参与人才培养方案的修订及制定研究生的培养过程中实施“双导师”制,要求校内外导师联合指导研究生。在人才方案制定及修订过程中,充分发挥石油企业及相关行业专家在人才培养方案制定中的作用及校外导师在研究生个性化培养计划制定中的作用,优化课程体系框架,优选课程内容,突出课程与技术进步相协调,突出课程的实用性和综合性,增强理论与实践的结合。推进专业学位研究生课程体系和教学内容与职业资格评价标准的有机衔接,推进专业学位研究生培养内容与特定职业人才工作实际有机衔接,逐步实施专业学位授权与相应职业资格有机衔接。
1.3改进课程教学创新教学方法,重点加强案例教学。通过校内外的授课教师的案例库建设,逐步实现专业性实践性强的课程全部实施案例教学。其中,案例库建设中,必须有一定比例的行业及企业专家参与,将目前的工程问题带到人才培养的过程中。以项目的形式支持和鼓励校内教师、行业企业教师和专家共同开发教学内容,共同编写特色系列教材,鼓励与生产实际紧密结合的课程到现场进行教学。继续坚持校企共同授课制度,确保由企业行业专家授课的比例不低于专业课程的30%。完善课程教学评价标准,转变课程考核方式,全面实施“双及格制度”,注重培养过程考核和能力考核,着重考察学生运用所学基本知识和技能解决实际问题的能力和水平。
1.4加强研究生实践基地建设以企业研究生工作站建设为核心的实践教育基地既是专业学位研究生培养的重要平台,也是企业合作的重要平台。目前该校已与河南油田、西南油气田重庆气矿、中石化西南工程公司等多家单位建立了研究生工作站作为研究生的实训平台。同时,根据研究生发展的需要,适度地扩展了工作站数量,确保了每个研究生在学制期内累积不少于一年的专业实践经历和不少于2项的完整工程实践项目的研究经历。为了使研究生企业工作站发挥更大的实效作用,进一步完善研究生工作站的运行机制、充分调动建站企业的积极性、发挥好研究生管理委员会及校内外导师在研究生在站期间的指导作用,切实提高研究生在站的学习实效。
1.5加强校企双导师队伍建设导师是研究生培养的第一责任人,校企双导师作为学校和行业企业联合培养专业学位研究生的重要形式和载体,需长期坚持。进一步完善导师遴选与考核办法,明确好校内导师和校外导师的责任权利,加大考核力度,提高导师的责任心,完善导师考核评价标准及评价体系。
1.6加强研究生的毕业论文写作的管理研究生的科技创新、科学研究题目来自于现场生产实践。学生在整个培养过程中实行到企业去寻找工程实践问题、回到学校或在现场在校内外导师的指导下进行实验与研究,再到现场进行实验确定是否已解决工程实践的问题。同样,研究生的毕业论文选题尽管可以多种多样,但必须来自于选场生产实际,完成的研究也必须解决现场问题,确实可以企业的生产带来好处。在论文完成过程中,在学校时,校内导师作为主要的导师进行指导。在企业工作时,校外导师作为主要的负责人指导学生毕业论文的完成。在论文的审查与答辩过程中,必须有三分之一的校外导师参与论文的答辩过程,确保论文的工程实践性。
2打造双师型教师队伍
2.1着力提升教师工程实践能力充分发掘校企在联合培养研究生和师资队伍建设中的作用,建立教师教学发展中心,加大学校实验教学研究院的建设力度,完善和巩固新进教师工程实践制度,实施“教师教学能力提升工程”,进一步优化提升专业教师的实践教学和工程实践能力,进一步优化师资的学员结构和专业技术职称结构。首先在进校选拔教师时就要充分考虑是否有现场工作经历、是否有从事过现场生产项目的研究或者是否到现场进行了不少于1年的工作锻炼。同时,校内导师每年必须到现场进行生产实践锻炼,并以专兼职的方式从企业引进和聘任高级技术人才和管理人才参与教学工作,使专兼职教师的人员比例达到专业教师队伍总数的30%以上,具有工程实践能力的专任教师比例在60%以上,构建结构合理、实践经验丰富、专兼结合的双师型结构教师队伍。
2.2转变教师绩效考核方式通过对普通教师、学科带头人、学术带头人及科研骨干的考核实现由主要考核教学业绩向工程实践能力的转变。不仅要有工程实践项目的支撑,还必须要有实验室的建设过程。建立基于教学效果与工程实践能力提升的激励制度,提升教师实践教学的考核比重。明确规定没有企业工作或企业锻炼经历的教师必须到企业去“顶岗实习”。与企业建立教师定期挂职锻炼和顶岗工作机制,联合审理挂职或顶岗工作岗位,教师挂职或顶岗期间待遇不变,在考核和各类评优和晋级中,对具有企业工程实践经历的教师优先考虑。对工科教师由副教授晋升教授的条件中增加需有半年以上的企业工程实践经历的要求。形成教师工程实践能力提升的措施、控制、考核闭环,推进“双师型”队伍建设。
3构建产学研的合作新机制
按照“优势互补、资源共享、互利双赢、协同创新”的原则,构建人才培养、科学研究、社会服务多元一体化的产学研合作育人机制及育人模式,实现校企协作办学、共同研究、合作育人、合作就业、合作发展。重点解决好行业企业与人才培养的积极性问题。学校为企业培养优秀人才、提供科技服务、解决技术难题等,找准企业参与人才培养的兴奋点,让企业有“利”可图。通过深化教学改革,加强校内实践基地建设,强化校内实践环节,降低企业接纳学生专业实践的风险和成本,使企业乐意为学生的生产实践提供良好的平台和环境。
我们清醒地认识到,中国石油大学(北京)材料工程专业型硕士的培养刚刚起步,比起国外著名高校材料工程专业硕士研究生的培养存在较大差距。我们就材料工程专业的教学、实践、企业工作站科研与生活、毕业论文等方面存在的问题调查了已经毕业和在站的材料工程专业硕士研究生。学生普遍反映,与同一工作站其他高校的材料工程专业硕士生相比,中国石油大学(北京)学生在站时间为1年半至2年,其他高校学生大多为1年,中国石油大学(北京)学生在进入工作站之前已经开展了10周的工程实践训练,学生进入企业工作站所安排的研究课题相对较快,他们在进站工作中和工作站的员工接触非常融洽,都能够很快地适应工作环境,增长了社会见识,增强了沟通能力,而且企业工作站导师与校方导师之间有良好的沟通,学生能够很快地融入企业工作站的科研工作中。学生可以经常到油气田现场工作,对现场工作的认识更加深刻,现场工作经验非常丰富。学生也反映,尽管已有10周的工程实践经验,但是由于缺乏科研经验,导致进入课题研究的时间比较长,而工作站还很少对学生的课题研究进度进行考核和监督,致使课题的进展缓慢,最终影响论文的完成进度。工作站地点离学校较远,学生很少能回到学校和导师进行深入的面对面交流,致使导师对学生的研究情况不了解,而学生在研究过程中遇到的问题也不能得到彻底的解决,导致学生不能对课题进行深度的研究。在实际的课题研究过程中,由于现场工作条件测试手段的局限性,学生只能学会一些简单的检测技术,导致学生的学术深度不够。学生对目前的情况提出了自己的解决办法,包括:(1)研究生应带着项目进工作站,且在进入工作站之前,应该进行一些有关项目的培训工作;(2)要求进站研究生定期回学校汇报工作情况;(3)加强和工作站的沟通,由工作站抽查学生的出勤情况;(4)根据情况,实行专业型硕士研究生与不同的企业工作站实行双向选择;(5)在派遣学生进入工作站之前,应考察工作站的食宿医疗状况。通过分析,我们总结出专业型研究生培养过程中所存在的一系列问题:(1)由于专业型硕士研究生没有科研经验,不知道如何开展课题研究;(2)学校导师不知道每个研究生的具体研究内容、研究过程中存在的困难、课题进展情况、现场导师的指导情况等;(3)作为专业型硕士研究生应该掌握现代化的检测手段,并能够利用这些手段分析研究材料的性能、结构,但由于现场实验室的实验手段、仪器设备相对比较落后,导致现场的学生只是从事比较简单的金相分析、硬度分析、尺寸测量等没有科技含量的工作,这对于提高研究生的创新能力极为不利;(4)学生到现场后,认为自己不属于单位的工作人员,上班时间不去单位,甚至长期不到试验现场,缺乏自律性的学生没有把自己看做是一名研究生,工作积极性和主动性不够高,而现场导师也不能及时把他们的状况反馈到学校,导致学校、企业工作站和研究生之间缺乏相互沟通。由此可见,真正培养出市场紧缺的应用型人才,仅靠企业工作站明显不能满足要求。
(二)授课与学术交流的现状
专业型研究生区别于学术型研究生最主要的特征就是实践和应用能力。教育部指导意见明确指出专业学位研究生在校期间,必须保证不少于半年的实践教学,但受传统教学模式的影响,对在校研究生的培养大多仍然采用“教师授课—学生听课—考试”的本科化模式,即以教师为授课主体,将课本知识灌输给学生,或者教师布置要讨论学习的内容,让学生自己准备某一专题的内容,然后由该生讲授。这种传统的授课方式会导致学生专业知识面狭窄、综合能力低和学生充分利用学校和教师资源来提升自己的学习水平较低。从学术交流角度来看,研究生本是学科前沿的代表,应主动参与学术交流活动,但从实际情况来看,参与学术交流活动的研究生比例偏小,尤其是到工作站后参与学术交流的机会更少,大多以课题研究代替社会实践居多,不少学生没有安排实践,参与科研课题级别分布明显,牵头主持过课题的学生数量不多。可见,突出实践能力培养是全日制专业型研究生教育与学术型研究生教育区别之所在。因此,我们应对学生的学术交流、工程实践训练、企业站实习等问题制订切实可行的方案,提高学生创新能力。
(三)毕业论文现状
学位论文是研究生科学研究的重要成果,也是衡量研究生能否获得学位的重要依据之一。为了实现全日制专业学位研究生的培养目标,在评价学位论文质量时要摒弃以学术需求为导向的传统思维。专业学位论文不像学术学位论文那样注重原创性,而是侧重实践探索的创新,体现综合运用相关专业知识分析和解决实际问题,以及独立承担专业领域实际工作和管理工作的能力。此外,专业学位论文要突出社会性、经济性和实用性。专业学位论文必须立足于实践,在调查研究的基础上针对实践工作中需要研究的问题,或者制约某个部门、行业或企业发展所亟须解决的问题进行研究。再次,学位论文形式可以多种多样,可采用调研报告、应用基础研究、规划设计、产品开发、案例分析、项目管理、文学艺术作品等多种形式,主要体现专业型研究生运用知识解决实际问题的能力。专业硕士的培养目标是培养更多应用型、复合型的高层次专门人才,但并不是不要求了解最先进的分析手段,只是解决具体的问题即可。而已经毕业的2009级材料工程专业硕士学位论文远没有达到上述目标,其存在一定缺陷。譬如,一名学生开展二氧化碳驱输送系统腐蚀控制研究,主要针对近年来国内几大油田均进行二氧化碳驱先导试验后发现,二氧化碳驱过程中存在不同程度的腐蚀问题,导致某些工艺设施使用寿命仅为1~2年,为此必须开展缓蚀剂、防腐涂料等技术攻关以解决二氧化碳驱油注采输系统中金属设施的腐蚀问题。该生研究了二氧化碳驱采出水的腐蚀规律,针对二氧化碳驱的腐蚀条件,选择了多种材料进行筛选试验,确定了两种可行的金属材料,并筛选了缓蚀剂和防腐涂层。文中采用的实验手段包括压腐蚀挂片试验、高压腐蚀试验、腐蚀速率的测定、缓蚀剂合成及筛选试验、涂层优选试验。在论文中,只是开展了腐蚀试验,测定了腐蚀速率,没有提出较为创新性的试验。大多专业型硕士研究生论文都存在类似的问题,即创新能力不强、所从事的工作大多是企业工作站工作人员就可以开展的工作、所使用的仪器设备大多是比较普通的仪器设备,这表明专业硕士的培养环节仍缺乏创新能力的培养。
二、提高材料工程专业研究生培养质量的对策
(一)授课方式
要求在完善研究生专业基础知识结构的基础上以启发讨论式为主,辅之以其他多种形式的教学形式。在讲授基础知识后,以小组讨论的方式开展启发式教学。研究生在探讨问题的过程中,可以发表各自见解,同时将点滴的灵感融入集体配合协作之中。在授课内容上,授课教师根据学生在实际中需要掌握的知识去组织内容,提供若干参考教材、课程相关论文以及在相关学科中具有影响力或者有争论的论文给学生,扩大学生阅读面,跟踪最新的与课程相关的热门理论和实际应用情况,从而提高学生的创新能力。同时,授课教师可讲授学科前沿领域所面临的技术难题以及所对应的措施,使研究生少走些弯路,研究生学位论文也能够站在更高的起点,引导研究生进行深入思考。
(二)招生与录取对策
我们对报考材料科学与工程系的研究生大力宣传国家关于发展全日制专业学位研究生教育的各项政策,大力宣传经济社会发展对于应用型、高素质人才的迫切需要,大力宣传发挥好全日制专业学位硕士研究生作用对于促进我国经济社会又好又快发展的重要意义,营造良好的舆论环境,形成优秀人才踊跃报考专业硕士的氛围。同时增加全日制专业学位推荐免试的人数并给予相关的政策支持。报考专业型硕士研究生的学生优先录取,报考学术型研究生若不能被录取,没有机会转为专业型硕士研究生。录取为专业型研究生的,给予全日制专业学位更高的待遇,奖学金的评选也采取倾斜政策,全日制专业学位研究生所享受的待遇高于学术型硕士研究生。与此同时,由于专业型硕士研究生都要到工作站开展毕业论文或毕业设计工作,学校导师也希望招学术型研究生而不希望招专业型研究生,为此,应制定政策要求带学术型研究生的导师每年缴纳不同数额的配套经费,带的人数越多缴纳的数额越高,而指导专业型研究生不需缴纳任何费用,并且给予一定补助。
(三)制订合理的培养方案
材料工程以材料科学、机械和力学等自然科学学科为基础,主要研究材料的组织结构、合成与加工、性质和使用性能之间的关系,解决实际生产中出现的材料问题。随着我国油气资源勘探开发不断向高原、沙漠、山地和海域等地质条件比较恶劣的地区扩展,恶劣地质条件对油气装备用材料性能提出了更高要求,材料工程专业研究生需解决复杂油气田开采及储运过程中所面临的复杂难题,因此提出材料工程专业研究生应能够运用现代信息技术获取信息并进行调研分析的能力,应具有较强的综合运用材料工程专业理论和技术手段提出、分析并解决材料工程实际问题的能力,确定了几个培养方向。(1)腐蚀与防护工程:开展油气装备金属材料的H2S/CO2腐蚀机制与寿命预测研究,研究钢和耐蚀合金在高温高压H2S/CO2条件下的腐蚀失效机理及防护措施,解决油气安全生产所面临的关键问题。(2)高分子材料工程:基于高分子材料的微观结构与性能关系,通过分子结构设计、修饰新方法新技术,以高分子材料在高温高压高H2S/CO2介质中的老化机理为指导,开展高强、耐磨、耐腐蚀橡胶、涂层及工程塑料的研究与应用。(3)石油工程材料:基于材料科学理论,开发石油新型装备材料以及材料性能表征,满足日益苛刻的油气田环境对材料的要求。(4)先进功能材料:以材料的多功能化与智能化为目标,研发先进的功能材料及智能材料,满足现代高技术发展对先进功能材料的需求。要求专业硕士研究生入学后在学校导师和现场导师的指导下,明确研究方向、学习相关课程及进行资料和文献调查研究。每位硕士研究生在论文开题之前,必须阅读至少40篇与所从事的研究工作相关的文献,其中外文文献的数量不得少于15篇,并写出文献综述报告。工程硕士专业学位论文形式可以是工程设计、技术研究或技术改造、工程管理类型。论文工作应有明确的工程应用背景或来源于工程实际,有一定的技术难度,论文成果具有一定的先进性和实用性。对不同形式的论文有不同的要求,对于工程设计类论文,应以解决生产或工程实际问题为重点,要求设计方案正确、布局及设计结构合理、数据准确、设计符合行业标准;对于技术研究或技术改造类项目论文,要求分析过程正确、实验方法科学、实验结果可信;对于工程管理的论文,要求应有明确的工程应用背景,研究成果应具有一定经济或社会效益,统计或收集的数据可靠、充分,理论建模和分析方法科学正确。在入学后的第四学期开展中期考核,包括考核学生的选题与工程实际、工程技术和产业背景的关联度,对工程实际产生作用或价值,以及是否有利于解决当前工程实际、工程技术面临的难题,是否对产业有重要技术创新。考核学生课题的进展情况,如与开题报告时相比,完成课题研究工作的比例,是否在中期考核前取得相应科研成果;考核学生是否完成实践活动并提交实践报告;考核学生参加课题组内报告和参加国内外教授的学术报告情况,以及下一阶段工作安排的合理性和可行性,是否能按期完成课题研究,是否能按期完成学位论文等相关工作。
(四)工程实践课程的制订
中国石油大学(北京)材料工程研究生工程实践课程,安排在入学一年课程学习之后。以腐蚀与防护工程方向为例,我们开展10周的涉及腐蚀与防护相关的专业实习,是全日制硕士专业学位研究生了解油气田生产开发过程中石油装备材料与腐蚀防护技术专业知识的重要实践教学环节。通过现场材料与腐蚀工况、防腐措施的调研实习,辅以现场工程技术人员和教师的讲授等实践环节,熟悉油气田生产开发的主要设备和工艺流程,了解我国油气田生产开发过程中使用材料以及材料腐蚀与防护技术应用现状,增强学生对油田现场所使用的金属材料、非金属材料以及材料腐蚀与防护专业的感性认识,培养学生综合应用专业理论知识解决现场腐蚀与防腐问题的工程实践能力。通过专业实习,学生应达到以下基本要求:(1)了解井下管柱系统、井口装置与阀门、集输站场等关键部件的材质、腐蚀工况条件及腐蚀失效现象;(2)了解油田现场主要采取的控制或预防腐蚀的各种措施及其效果;(3)了解油田现场采取的腐蚀速度监测检测技术、腐蚀评定方法和标准;(4)总结油田现场腐蚀失效规律,分析油田现场发生腐蚀失效的可能原因和腐蚀机理,评价防腐措施的有效性。
(五)试验平台建设
重点是筹措经费建立研究生专用实验平台,大力开展实验教学,着力培养研究生的创新思维、实践能力和动手能力。在实验室环境、硬件设置、软件安装方面,按照研究生的教学和科研要求进行规划。如腐蚀与防护工程方向的实验室,设有制样室、常温常压室、高温高压室、电化学室、环境力学室等。近年来,学校加大投入,先后买入了多台电化学测量仪器、高温高压釜、慢拉伸试验机、拉扭疲劳试验机等,完全可以满足学生在腐蚀与防护工程方面的教学和科研需求,所提供的优质科研条件在研究生实践教学环节中得到了充分利用,使研究生科研能力及实践能力的培养更加系统和全面,极大地提升了材料工程专业研究生的科研创新能力和实践能力。
(六)企业工作站与学校优势资源共享,合作申报科研课题
重点是拓宽企业工作站与学校的沟通渠道,大幅增加前沿实践性、创新应用性课程,打通学校和企业工作站的沟通渠道,让三大石油公司相关机构参与大学课程体系建设。为此,学校组织导师深入三大石油公司相关机构实践基地考察调研实践课题,根据企业工作站对专业型研究生培养的目标要求完善课程设置体系,强化课程的实践创新性。与此同时,我们聘请了大量企业工作站的导师,让有丰富实践经验的专家教授走进课堂,讲授实践性质较强的课程,导师和学生共同探讨实践性课题中的设计、研究和问题等,依托各企业工作站实践基地或以实践基地为主组织研究生课程教学,让学生身临其境地学习、感受。学术型研究生主要从事自然基金项目的基础研究工作,专业型研究生的创新能力的提高,需要从具有高技术难度的技术难题入手,其中作为技术骨干参与国家863项目、国家科技部中小企业创新基金、科技部星火计划和国家科技部科技支撑计划等项目,对于提高研究生的创新能力具有巨大推动作用。我们与部分企业工作站已经开展了这方面的合作,取得了良好的效果。譬如,我们与一家企业共同申报国家科技部科技支撑计划,主要开展采输系统二氧化碳腐蚀控制关键技术研究,进入该企业工作站的学生主要围绕该计划开展如下工作。(1)开展二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀影响因素及影响程度研究:针对二氧化碳驱高含二氧化碳采出液性质,找出影响二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀的主要因素。(2)产出井及集输系统耐二氧化碳腐蚀涂、衬层以及耐蚀材料的优选研究:针对二氧化碳驱体系的特点,研究玻璃钢环氧树脂内衬层、煤焦油环氧树脂防腐涂层、纳米陶瓷涂层、超高分子量PE内衬复合管、玻璃钢管、合金管等在该腐蚀体系中的耐蚀性能并优化耐二氧化碳腐蚀涂、衬层。(3)产出井及集输管线二氧化碳腐蚀体系缓蚀技术研究:在确定二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀的主要影响因素的基础上,利用筛选、复配、优化等技术手段研究适合二氧化碳驱腐蚀体系的缓蚀剂,并研究缓蚀剂可行的现场加注工艺技术。(4)产出井及集输系统阻垢技术研究:利用筛选、复配、优化等技术手段研究适合不同部位的阻垢剂并研究阻垢剂的加注工艺技术。通过共同攻关,许多技术难题得到克服,研究生的创新能力得到极大提高。实践证明,共同合作申报科技攻关项目,让学生参与其中是切实可行的培养途径。
石油勘探开发是高科技、高风险、高投入的知识密集型行业。随着知识成为企业资本和最重要的生产要素,石油企业在战略中重视并研究自己的知识管理已成为必然。目前国际上许多油气公司都在积极探索,寻求实施知识管理的办法,试图形成一套完整的知识管理体系,以提高勘探开发决策水平,减小风险,降低成本,提高效益,从而提高企业的生存和竞争能力,增强企业实力,促进企业可持续发展。
江汉油田勘探开发业务的开展基于现有的图书馆文献信息资源。搭建一个网络环境下开放的分布式知识共享平台,整合现有的文献信息资源,构建知识资源的管理系统,促进相同区域和不同区域之间的知识交叉共享,引进外部的知识,对提高整个油田的创新能力具有特别重要的意义。
1油田图书馆知识资源分布状态
油田图书馆现有的知识资源由两部分组成:即纸本文献资料和数字信息资源。
1.1图书馆馆藏纸本文献资料
截至2007年底,油田图书馆馆藏图书158,890册;各类期刊现、过刊53,000多册,以石油地质类图书和期刊为主馆藏。日常业务由图书馆自动化集成系统(ILASII)运行。
ILASII系统不包含了传统的图书馆自动化业务,而且设计了征订订购系统、联机编目系统、专项服务系统、电子阅览室系统、预约/预借/闭架借书系统、联合目录管理系统、期刊目次管理系统、网上流通系统、我的图书馆等等,形成了一个大的系统家族。
1.2图书馆数字资源
采用先进的计算机技术,让数字化文献在网络上传播、安全共享,对油田图书馆带来了很深远的影响。主要数字资源包括自建电子期刊、自建数据库、引进数据库和因特网上的公共数字资源:
1.2.1自建电子期刊
三新科技信息网于2001年9月25日正式开通。从2002年3月开始每周都有新信息上网。现已累计报道文献量达到900篇、330万字。其主要栏目有:①腾飞进军号:刊登有关领导的讲话和指示;②科技新视野:主要登载当今世界“三新”技术的最新动向和原始研究论文:③神州嘹望塔:主要登载国内油田、大专院校和科研机构的研究成果及动向;④江汉科技城:报道江汉油田在勘探、开发和科研攻关等方面的进展情况;⑤网上读书城:登载《江汉石油科技》和《国外油气地质信息》的摘要供读者查阅;⑥创新金点子:选择性地刊登一些有关“三新”技术方面的读者来信或论文。
1.2.2自建数据库
《江汉油田科技成果数据库》是由研究院开发建没的二次文献型数据库,是江汉油田图书馆文献、技术档案等信息部门以及各二级厂处、科研单位了解我局科技成果、开展科研工作、成果查新、信息检索的必用工具。
《江汉油田科技成果数据库》收录了1973年至2005年江汉油田的科技成果,专业范围包括石油地质与勘探、石油物探、测井、钻井、油气田开发与开采、油气田建设工程、机械设备与自动化、油气田环保与综合利用等专业。约220万字。
该数据库的检索路径有分类检索:主要按石油地质、石油物探、钻井工程、测录井工程、油气田开发、地面建设、计算机应用、油盐化工等类别;关键词检索、课题完成人姓名检索以及综合性检索等检索方式。
该数据库目前链接于江汉油田局域网可供8000多个用户直接查询。
1.2.3引进数据库
江汉油田图书馆引进了《中国石油文摘数据库》、《国外石油文献数据库》和《中文科技期刊数据库》等12个数据库。
①中国知网
江汉油田图书馆购买了中国期刊全文数据库中有关本行业的理工A、理工B两专辑。开通了镜像站,月访问量约15000次,下载5000篇,该网信息量大,资料更新快,资料比较齐全,给科研人员的科研工作带来了极大的方便,现在已成为科研人员的主要文献资料获取方式。
②万方学位论文数据库
江汉油田图书馆引进的第一个镜像资源,该馆根据油田科研生产的实际需求引进了理学和工业技术分类中的石油、天然气工业及地球科学。它的引进,填补了油田在学位论文信息方面的空白,给科研工作者的科研工作又提供了一个强大的技术支撑。经过几年的运行,科研工作者对它的普遍反映是文章专业性、可参考能力强,由于它是作为一个镜像资源,所以它的访问速度也相当地快。访问量累计已达236030次,累计下载53600篇。
③《中外石油文献数据库》
该数据库包括《中国石油文献数据库》和《国外石油文献数据库》,是由中国石油天然气集团公司开发建设的综合性、二次文献型数据库。
两库分别收录了中文期刊256种,外文期刊近200种(包括,英、俄、日、法、德等语种)。此外,还收录了会议论文、科研成果报告、学位论文、考察报告、技术讲座总结、专利、技术标准和科技图书等多种类型的中、外文文献。两库收录石油文献的专业范围包括石油地质与勘探、石油物探、测井、钻井、油气田开发与开采、油气田建设工程、海上油气勘探与开发、油气加工、油气储运、机械设备与自动化、油气田环保与综合利用以及石油工业经济和企业管理等石油工业12个专业大类。
④《美国石油文摘数据库》
该数据库由Tulsa(美国塔尔萨)大学编辑出版,是一个查找石油勘探开发有关文献和专利最权威的英文数据库,收录的文献包括:地质、地球化学、地球物理、钻井、油气开采、油藏工程和开采方法、管道及储运、生态学和污染、替代燃料和能源、辅助工艺和其他矿产品等。
⑤《中国科技成果数据库》
该数据库始建于1986年,是国家科技部指定的新技术、新成果查新数据库。数据主要来源于历年各省、市、部委鉴定后上报国家科技部的科技成果及星火科技成果。其收录成果范围有新技术、新产品、新工艺、新材料、新设计、涉及化工、生物、医药、机械、电子、农林、能源、轻纺、建筑、交通、矿冶等十几个专业领域。《中国科技成果数据库》数据的准确性、详实性已使其成为国内最具权威性的技术成果数据库。
1.2.4因特网上的公共数字资源
因特网上的公共数字资源可免费获取,根据油田科研生产需要,主要以专利文献数据库为主:
①《中国专利数据库》
该数据库记录了1985年实施专利法以来的全部中国专利文献的全文,面向公众提供免费专利检索服务和全文提供服务。提供检索的内容包括中国发明专利、实用新型专利、外观设计专利相关说明书、附图、权利要求书的摘要与全文。
②《美国专利数据库》
该数据库由美国专利与商标局提供,可以检索并浏览美国专利全文。收录了1790年至今的美国专利,1790至1975年的专利只能通过专利号和现行美国专利分类号进行检索,1976年至今的专利可以通过多个检索人口进行检索。
③《欧洲专利数据库》
该数据库是由欧洲专利组织(EPO)及其成员国的专利局提供的,可以免费检索。在数据库中可以查到文摘、著录信息和说明书全文的国家有:欧洲专利组织(EPO)、法国、德国、瑞士、英国、美国、专利合作条约组织(EPO。可以查到文摘和著录信息的国家有:中国、日本。仅可以查到专利文献著录信息的国家有澳大利亚、俄罗斯、香港、印度、爱尔兰、奥地利、比利时、巴西、保加利亚、加拿大、古巴、丹麦、埃及、埃拉、非洲地区知识产权组织、欧亚专利局(EurasianPatentOffice)等。检索结果记录中可以得到的项目内容:发明名称、专利号、公开日期、发明人、申请人、申请号、优先权号、国际专利分类号、欧洲专利分类号、等同专利号、权力要求项、专利说明书全文、专利附图等。
从以上分析可知,油田图书馆知识资源比较丰富。但各模块分别链接于江汉油田局域网,向油田读者提供初级服务,尚未构建统一的服务平台,知识化服务体系尚未建立。
2江汉油田图书馆知识管理系统的构建
根据笔者对油田图书馆部分科研读者所作的调查表明:科研读者目前利用图书馆文献资源的途径以局域网下载资料为主。到馆借阅逐渐递减;现有的电子资源能满足大部分的科研工作基本需要,但个性化和针对性的数宅资源还不能满足需要;大部分读者希望建立门户网站,提供简便检索方法,让读者自由使用电子资源。由此本文提出了江汉油田图书馆知识资源管理系统的构建方案:
2.1门户网站系统
江汉油田图书馆门户网站是在网上访问图书馆知识资源的入口点。主要任务为:
信息。包括新闻公告、专题资源、新书推荐、专题服务、读者指南、下载浏览器、FAQ等。这些栏目具有动态更新的特点,属于图书馆日常业务工作范畴,需要进行授权管理,规范数据加工过程与数据格式,及时、及时更新。这些栏目的实现是通过图书馆网站的功能来完成的。
系统嵌入。如电子资源、馆藏检索、咨询台、馆际互借与原文传递、站内导航等,各栏目分别由一个个功能独立的应用系统支持,构成了图书馆数字服务平台。这些子系统的建设可以引进第三方成熟产品,也可以自主开发。在建设过程中,网站系统扮演着重要的角色,它可以实现对这些栏目的创建、修改、删除等管理操作,以便支持这些功能。
2.2电子图书库
江汉油田图书馆目前尚没有图书数据库。为了满足油田广大员工对电子图书的需求,目前急需建设一个能够与已建资源相互补充的电子图书库。由于之前的期刊、论文等资源相对比较专业,所以此项目需建设一个集石化、采矿、工业技术图书及综合社科类图书资源为一体的综合性图书数据库。
江汉油田电子图书数据库的读者定位为江汉油田的内部员工,所有江汉油田的员工将可以通过江汉油田内部局域网或互联网在任何时间任何地点访问江汉油田的电子图书数据库。
为了能够使得电子图书数据库与传统纸书起到相互补充、相互带动的作用,江汉油田的电子图书数据库需要与现有的纸书管理自动化系统实现无缝连接。通过纸质书系统与电子书系统的互联和互检,读者将能够从纸书图书馆到电子图书馆进行自由的切换访问并获取相应的借阅、查询等服务。
电子图书库应该具备资源管理、系统管理、用户管理等主体功能,为了能够及时监控电子图书的借阅、流通和使用情况,电子图书库的管理平台需要提供相关统计功能,并能定期生产统计报告,以方便图书馆迅速了解图书借阅情况,并调整相应服务策略或进行相关决策。
用户管理方面需要实现两者管理方式,lP范围用户管理和非IP范围用户管理。资源管理方面可以设置相关的检索方式,读者可以通过系统检索电子图书,实现简单检索、模糊检索、全文检索、分类导航等多种检索方式,无论是从书号、书名、作者还是图书类别或图书内容等都可以实现查询。为了能够保证广大江汉油田员工能够第一时间获得更多好书和新书,电子图书库的图书资源需能够定期更新,更新后的资源能迅速上架。
2.3资源数字化加工系统
资源数字化加工系统实现纸质资源,包括图书,期刊、报纸、图集、文件等多种形态文献的数字化,其工作流程包括扫描、上传、标引、等。资源数字化加工系统支持数字图书馆用户的检索、浏览等操作,是专题资源建设、新书通报等服务的基本支撑工具。在江汉油田图书馆中,数字化加工资源仅仅是对购买电子资源的补充,主要是用于建立本馆特有油气勘探开发知识资源的特色数据库,因此,只要具备扫描、转换、元数据加工和等基本功能即可。
通过调研,方正德赛(DESi)特色资源库建设系统解决方案将各式各样的文献资源数字化,统一成符合国际标准格式的电子资源,再进行深度数据加工和加密处理后在局域网上安全,或者以光盘介质出版,供特定范围内的读者进行使用。
2.4跨库检索系统
跨库检索系统是借助单一的检索接口,利用统一的检索方法,实现对分布式、异构信息资源检索的系统。用户通过标准的Web浏览器接El,向系统提交检索请求,跨库检索系统在接收到用户的检索式后利用并发机制将其转化为各个数据源能够识别的模式,同步发送到目标资源获取相关检索结果,系统对来自不同数据源的结果进行整合,将结果记录转化为统一的标准格式,并进行排序、去重等操作,最终,形成格式统一的结果集,显示给用户。
近年来,随着电子资源建设的发展,油田图书馆购买了大量的数字资源,由于不同厂家系统结构的差异,用户要进入不同的资源系统,按不同检索规定进行查询,才能找到所需的信息,手续繁杂,费时费力。电子资源的种类越多,用户的检索负担越重。通过跨库检索系统,可以有效地解决这个问题。从这个意义上说,跨库检索系统是小型专业数字图书馆建设的核心内容,是进行资源整合及一站式服务的重要手段。方正CAII.S统一检索系统可以解决这个问题。
CALLS统一检索系统能够提供以下三类检索服务
1)对多种异构数字信息资源系统的联邦检索服务。
2)对各种数字资源元数据联合仓库的跨库检索服务。
王先彬研究员(以下简称王):关于石油的非生物成因问题,已经争论了一百多年了。到目前为止,可以这么说,人类所发掘的油气多跟有机成因论有关。从人类开发利用能源资源的发展史来看,人类最原始的能源资源是木柴,这是人类的第一个能源时代。随着科学技术发展和蒸汽机的出现,需要有更大的能量供给,于是人类就开始使用煤,这是人类的第二个能源时代。随着内燃机的出现,需要液体燃料,人类又开始使用石油,从而进入了第三个能源时代。当然,一直到现在,人类的能源结构始终不是单一的。边远贫穷的农村、山区里边照样烧木柴。
按照现在的说法,以目前的石油勘探技术、理论、观念,在本世纪后期,常规石油就走到顶了,没了。但这个“没了”,也不是个绝对的概念。为什么呢?因为有些地方按照原来的勘探技术还没有去找,随着勘探程度的增加,又有可能会发掘新的石油资源。但不管怎样,似乎现在大家都认可,常规石油已经快走到尽头了。那么下面怎么办?石油完了以后,怎么办?在这种背景下,既然常规有机成因说快走到头了,那么无机成因说的观点自然会引起人们的强烈关注。
要我来看,人对能源的问题,不是没有出路的。随着的科学技术发展、观念的转变,人类必然会找到未来所需要的能源资源。但是这个转变,是个漫长而艰辛的过程。上世纪二、三十年代,西方学者认为中国是贫油的。为什么贫油?因为国外大量的石油出在中、新生代海相碳酸盐岩地层中,但中国以古生代为主的海相地层,时代老、有机质含量低、热演化程度高,难以形成巨型油藏。我国老一辈科学家们,从玉门开始,经过长期艰苦卓绝的努力,提出了“陆相生油理论”。指出,不仅海相地层可以生油,陆相地层也可以生油。大庆油田的发现,更表明陆相地层不仅能形成油田,还能形成大油田。经几代人不懈努力奋斗,提出和发展的“中国陆相生油理论”,指引了中国石油工业勘探开发的前进方向。陆相石油理论打破了“中国贫油”的谬论,支撑了中国石油工业五十多年的飞跃发展。
回过头来,我们再看看中国古生代海相油气问题。如果说,中国海相地层难以形成大油田,哪么能否形成大气田呢?
中国海相碳酸盐岩的油气资源前景,一直是人们普遍关注的热点和难点问题。它直接影响着我国油气勘探的战略部署和勘探投入。迄今我国油气资源开发主要集中在埋藏较浅的陆相地层中。后备资源严重不足。世界范围内,诸多大油气田均产于中、新生代的海相碳酸盐岩中。但问题在于中、新生代时期,中国大陆经受了强烈的构造运动,形成了极为复杂的地质格局,对油气的形成、演化和分布产生了巨大的影响。
天然气的特殊物理化学性质、多种成因类型和来源,使得它与石油既有一定的联系,但其生、运、聚、保又与石油存在巨大的差异。从天然气的特殊性质的角度,研究海相碳酸盐岩的成气机制(而不是成油机制)和运移、聚集特征,或许会使我们对我国碳酸盐岩有新的认识。中国高演化的海相碳酸盐岩地区,应以寻找天然气为主要勘探方向。普光和塔河大气田的发现,为此提供了强有力的证据。由于观念、理念的转变,我们的天然气产量提高了,占的比重越来越大,大家都在用啊!
我们再来谈谈非常规油气资源。应该说“常规”和“非常规”是一个相对的概念。按现行理论、勘探开发技术和工艺,可大规模生产的就是常规。非常规油气则是指,尚缺乏坚实的理论基础,或缺乏成熟的勘探技术和工艺途径,尚不能大规模生产,但又显示了巨大资源前景的油气资源。比如,深层天然气、煤层气、致密岩气、水溶气、天然气水合物,以及非生物成因天然气等。当前,被世人称之为“页岩气革命”的页岩气勘探开发问题,也引起广泛的关注和兴趣。页岩气开采的确使美国能源结构发生了巨变。但是,能否在世界其他地区复制,尚存在很大疑问。中国页岩气赋存的地质条件与美国大相径庭。现行资源潜力调查和评价精准度改善,开发工艺技术水平效率的提高,以及减少大量水资源消耗、相应的环境安全和开采成本等,均是需冷静思考和认真研究、解决的关键科学技术问题。
人们常谈到氢气是清洁、高效、无污染的能源(氢气燃烧释放大量能量,仅产生水)。就此而言,氢气可作为能源。但在自然界能否形成独立的能源资源,却又是另一回事。自然界氢气含量极低,不可能聚集成为资源。如果认为自然界存在巨量的水就是氢气资源,这在概念上是非常错误的。因为从水制氢必须消耗大量的其它能源,比如,太阳能、核能、电能、天然气等能源。因此,确切地说氢气不是能源资源,而仅仅是能量载体。现今,氢气用做能源必然以消耗其它能源为代价,人类进入氢能源时代尚为时过早。“氢燃料电池”出现固然可减小城市大气污染,但不能减少制氢所消耗的能源和可能污物排放问题。世界上从来就没有免费午餐。
记:那您觉得氢动力汽车有可能成为一代产品吗?
王:氢动力是可以的,问题是怎么制氢。城市里面开出几辆氢动力汽车很时髦,看起来也挺好的。但这种情况下,你就得消耗别的地方的能源资源,消耗别的地方的环境质量,来得到你所谓的城市发展、清洁。
记:我觉得您有很强的怀疑精神,您的学问做得有点老子说的“恍兮惚兮”的感觉,不确定性非常大。
王:人类认知自然过程本来就是从无知到有知,由不确定趋向于较确定。
记:从科学原理、科学实验上讲,您对石油无机成油论是持赞成态度呢还是否定态度?
王:早在20世纪70年代初期,我就开始关注、思考“非生物成因烷烃理论”,相继开展了有关非生物成因天然气的野外考察、实验室分析测试和理论研究,积累了较丰富的基础资料,至今已40多年了。
记:对非生物成因油气这一重大科学问题,您是如何开展科学研究工作的呢?
王:根据对“原始非生物成因烷烃理论”的基本认识和理解,以及由此而拓展的相关地球科学问题开展了大量的研究工作。比如,太阳系形成演化和地球原始(前生命)有机质的特征、丰度和演化;地球深部甲烷等烃类的热力学稳定性;地幔流体(气体)的化学组成和氧化-还原特征;地球内部高温、高压和不同氧逸度条件下C-H-O流体体系的组成与演化;地幔脱气作用与地壳烷烃的赋存状态、运移和聚集特征等诸多科学问题。
记:您这项研究至少可以证明有一部分天然气是无机成因的?
王:是的。世界众多地区的观察结果(包括我们的结果)表明,非生物成因烷烃气体广泛存在于众多地质环境中,但能否形成有商业价值的天然气藏,是广泛关注和引发争论的焦点。我们同大庆油田的郭占谦教授自上世纪90年代开始,并持续至今的合作研究成果,表明非生物成因烷烃能够聚集形成商业天然气藏。可以说,中国松辽盆地非生物成因天然气藏的发现和确证,为研究和寻找非生物成因天然气资源,提供了一个典型实例。
记:天然气的无机成因说我看学术界好像基本上达成共识了。
王:非生物成因石油和天然气能否成为油气资源,这是世界学术界和油气勘探部门争论逾百年的科学难题。要达成“共识”,尚为时过早,也许会永远如此。不过虽争论不休,但也不断取得了诸多重要进展,对此理论的关注已波及诸多学科领域。
记:您觉得什么原因导致在勘探开发这个实践中,对非生物成因油气学说重视不够?
王:事实上对有机成因论的不断深入研究亦重视不够。如,我们前面所谈及的非常规天然气(深层天然气、煤层气、致密岩气、水溶气、天然气水合物等)。
记:您在中科院兰州地质所工作,这个所原来的主要研究方向是什么?
王:早年主要研究陆相生油理论及其在勘探实践中的应用,上个世纪60年代至今主要研究天然气成因理论及其在勘探实践中的应用。
记:那你们跟油田联系应该非常紧密了?
王:是的。通过与油田合作,承担他们的科研和勘探任务,我们与诸多油田建立了长期密切的合作关系。
记:我看过您的简历,您当过这个所的所长,在您当所长期间,在您力所能及的范围之内,对改变科学研究方向、目的和风气能起多大作用?
王:可以说是无能为力。因为涉及传统观念和理论的强有力约束,也涉及科研任务、科研经费、甚至科研人员升职、工资、就业等社会环境因素的制约。
就非生物成因气研究而言,探索性太强、争论太大,让学生介入的风险自然就很大,因此,我基本不让他们参与其中。仅让他们知道我在干什么,或参与野外考察采样,做些实验分析等。
我的学生进来后,我首先要考虑的是他们自身的兴趣和爱好,特别是毕业后的就业问题。在这种背景下,帮助他们选择和确定研究方向和选题,通常是给他们半年左右的时间查阅国内外文献,根据选题写出综合评述报告和研究方案。要求他们不要罗列文献,而是要有自己的观点,凝练出学位论文要解决的科学问题。这样一来他们对自己如何完成学位论文已心中有数,他们所了解和掌握的相关知识已远胜于我。在完成学位论文中,他们既有兴趣又有信心,我也乐得轻松、省事。
记:那您的学生当中有人接受您的无机成因气的理论吗?
1 概述
集输与注水系统生产优化开拓性地将地面流程模拟技术大规模应用在油田上游企业,不仅带来节能降耗、安全生产等直接效益,而且在提高生产决策质量、改善生产工作效率、增进人员技术水平等方面能够发挥积极的管理效力,推动油田企业经营更加科学化、精细化、规范化、集约化。
2 国内外集输与注水系统现状
20世纪80年代后期,随着计算机技术和网络技术的迅速发展,流程工业控制开始突破自动化孤岛模式,出现了集控制、优化、调度、管理、经营于一体的综合优化新模式。20世纪90年代以来,计算机集成生产系统的研究已成为自动化领域的一个前沿课题。国外大型流程企业、特别是石油化工企业均重视信息集成技术的应用,纷纷构架工厂级、公司级甚至超公司级的信息集成系统。
近年来英国、美国、西欧等国家已有多家石油公司在实施流程模拟、先进控制与过程优化项目,推动了流程工业综合优化技术在实际生产中的应用,如AGIP、BP、Shell石油企业都相继建立了综合优化系统。目前国际先进的油田生产信息系统是对油田生产过程进行建模(建立油藏模拟模型、油气集输模型、注水生产模型、机采模拟模型、热采生产模型、污水处理和电力系统等模型)。然后通过开放模拟环境将油田生产模型集成起来,形成完整的油田生产整体模型,即虚拟油田生产系统。
我国在流程工业综合优化技术与系统的研究与产业化过程中同国外先进技术相比还存在一定差距,应用的深度和广度、系统化程度不够,国内应用主要以引进为主。生产过程优化在石化炼油行业的流程企业应用较多,在油田采集生产过程中较少[1]。目前在油田企业上海油气分公司平湖油气田、中石油大庆油田采油六厂开展了综合流程优化工作,并且取得了一定效益。与国外相比,国内油气集输与注水系统存在设备运行效率不高、工艺流程不尽合理、能耗较高等问题。随着油田勘探开发工作的不断深入,老油田高含水、新区低品质油藏占的比例不断增加,地面条件也更加复杂,对油气集输与注水系统的技术要求也越来越高,特别是老油田单靠某一新型设备或某一单元的技术改造,节能降耗的空间不大,因此必须重视系统的整体优化。
3集输与注水系统优化在江苏油田的应用与创新
在节能减排作为国家“十一五”节能规划工作目标的背景下,中国石化2007年提出了在油田企业开展地面油气生产系统优化工作,实现节能减排的要求,在此背景下,江苏油田进行了集输与注水系统生产优化项目建设工作。
3.1 主要建设内容
集输与注水系统优化项目在江苏油田推广应用的建设内容包括:
(1)建立采油厂的油气集输工艺模型,并进行优化分析,提出优化分析报告。
(2)建立采油厂的注水工艺模型,并进行优化分析,提出优化分析报告。
(3)将集输与注水系统生产优化项目涉及的数据集成到“江苏油田勘探开发一体化数据中心”。
(4)实现模型优化分析所需油水井生产动态数据的自动导入。
(5)开发4类用户操作界面,站级油气生产操作界面、站级注水生产操作界面、厂级油气生产管理操作界面、厂级注水生产管理操作界面。
(6)建立局级集输与注水系统生产精细化管理查询显示系统。
3.2 系统技术路线
江苏油田集输与注水系统生产优化模型系统由三层组成,第一层为队(区块)级生产管理优化层,包括各站级的集输和注水优化模型;第二层为厂级生产管理优化层,将各站级集输和注水优化模型进行整合集成,形成厂级的集输和注水优化模型。第三层为局级管理优化层,将各厂级优化模型数据集中管理分析期刊网,实现精细化管理的量化,提供决策依据。
图1 集输与注水系统生产优化模型系统结构图
数据层:将来自源头数据库的生产数据通过数据接口软件导入模型,数据导入周期为每天一次。静态数据通过数据调研手动添加到数据层。
流程模拟优化层:将导入生产数据的集输和注水模型调整后,依据生产实际,对进行优化分析后,通过模型接口软件将分析结果提交到应用层。
功能应用层:利用模型优化分析的结果,制定集输与注水系统的生产优化方案,以及精细化管理方案。
通过开放数据接口如ODBC、OLE DB,从数据采集层中提取集输与注水系统的数据送给模型。
集输和注水模型是利用流程模拟软件,通过采集现场数据,建立起来的虚拟生产系统,通过实际生产数据对模型进行校核,使模型与实际生产过程相吻合,达到模拟实际生产过程的目的[2]。
图2 系统技术路线图
通过分析,系统的技术路线主要包括四个部分:(1)数据收集;(2)建模(包括数据接口及操作界面开发);(3)模型校核;(4)优化分析。
江苏油田引进软件的运行及授权采用客户端/服务器(C/S)模式,网络主干要求百兆以上,桌面十兆以上,需要配置授权服务器、模型存储服务器、客户端操作专用计算机。
根据系统配置原则和江苏油田实际情况,充分利用现有硬件设备和软件资源,同时购买配置上游专用软件,还开发相应的模型操作界面及数据接口软件[3]。软件配置见表1。
表1 系统软件配置表
序号
软件名称
江苏油田数量
备注
1
上游专用工艺流程模拟软件
Aspen HYSYS
3套
艾斯本公司
2
模型操作界面Aspen Simulation Workbook(ASW)
3套
艾斯本公司
3
原油处理包(根据化验据模拟原油)Aspen HYSYS Crude
1套
艾斯本公司
4