Комплексная система мониторинга на Астраханском газоконденсатном месторождении

Сегодня АГКМ занимает особое место в мире среди месторождений углеводородного сырья как по количеству в добываемой пластовой смеси особо опасных компонентов (сероводорода до 30% и углекислого газа до 16% об.), так и по сложности управления технологическими процессами добычи и переработки сырья.

Специфические характеристики

К особенностям месторождения относятся:

• сложное геологическое строение (глубина залегания от 3700 до 4100 м);
• аномально высокое пластовое давление (612 атм), температура +110 °С;
• насыщенность газа коррозионно-агрессивными и токсичными компонентами;
• расположение месторождения вблизи населенных пунктов по преобладающим ветрам (восточный ветер до 20% годовой розы ветров);
• большое количество дней с неблагоприятными метеоусловиями для рассеивания выбросов загрязняющих веществ в атмосфере;
• наличие 5-километровой санитарно-защитной зоны;
• нахождение вблизи природоохранных объектов Волго-Ахтубинской поймы и границы Республики Казахстан.

Все это накладывает повышенные требования к надежности технологического оборудования, а также к охране окружающей среды.

Астраханское газоконденсатное месторождение расположено в югозападной части Прикаспийской впадины, в 60 км к северо-востоку от Астрахани. Размеры месторождения – более 4 тыс. кв. км. В разведанной части содержится 3,6 трлн куб. м газа и около 900 млн т конденсата. Период рентабельной эксплуатации просчитан до 2222 г.

Факторы риска

Высокая потенциальная опасность возникновения аварийной ситуации на АГКМ связана с:

• повышенной коррозионной активностью технологических сред;
• наличием и использованием в технологических процессах веществ, способных при разгерметизации технологического оборудования образовывать взрывоопасные и токсичные смеси;
• высоким энергетическим потенциалом технологических объектов добычи и переработки углеводородного сырья, характеризующим повышенный риск взрывопожароопасности ОПО и формирующим условия для аварийного выброса сероводородсодержащих сред. В таких условиях время распространения облака химически опасных отравляющих веществ до мест массового нахождения людей составляет менее 20 мин.

Круг первостепенных задач

Скорость принятия решений и правильность действий аварийно-спасательных формирований при аварийной ситуации определяется наличием и использованием технических решений, направленных на своевременное получение полной информации о возникновении и прогнозируемом развитии ситуации.

Для достижения указанных целей необходимо решить следующие задачи:

1. Обеспечить сокращение времени оповещения работников и населения о возникновении аварийной ситуации на опасных производственных объектах и повысить оперативность реагирования аварийно-спасательных формирований за счет:

• автоматизированного постоянного мониторинга содержания химически опасных отравляющих веществ в воздухе на территории эксплуатационной площадки АГК и вблизи населенных пунктов;
• внедрения интегрированной системы прогнозирования развития аварийной ситуации на производственных объектах с учетом актуальных значений метеорологических и  концентрационных параметров;
• автоматизированного оповещения технологических объектов, населенных пунктов, ответственных служб и должностных лиц о возникновении аварийной ситуации и зоне поражения;
• обеспечения единого центра управления и координации действий аварийно-спасательных формирований по локализации и ликвидации аварийной ситуации с использованием средств технологического видеонаблюдения и спутникового геопозиционирования.

2. Разработать функциональную схему аппаратно-технических и программных средств, позволяющую обеспечить одновременное автоматизированное выполнение функций мониторинга, предупреждения и поддержки действий по локализации и ликвидации аварийных ситуаций на опасных производственных объектах.

Этапы реализации комплексной системы

Для решения вышеуказанных задач была проведена масштабная работа:

1. На начальном этапе определены параметры поражающих факторов при возникновении ЧС на объектах газового комплекса.
2. Проведен анализ технологических сценариев развития ЧС техногенного характера на опасных производственных объектах, включая каскадное развитие аварий на нескольких технологических объектах.
3. Сформированы алгоритмы определения объектов оповещения и эвакуации при возникновении чрезвычайных ситуаций (рис. 1).

4. Проведена разработка технических требований к системе автоматизированного оповещения о возникновении ЧС на технологических объектах комплекса и в прилегающих к нему населенных пунктах, находящихся в его зоне влияния (рис. 3).

5. Разработаны технические требования к системам технологического видеонаблюдения и их интеграции в существующую информационную структуру газового комплекса (рис. 2).

6. Созданы технические решения по автоматической передаче значений датчиков контроля загрязнений на эксплуатационной площадке комплекса в программно-аналитический комплекс (ПАК), специально разработанный для целей прогнозирования аварийных ситуаций. Кроме того, для ПАК были созданы технические решения по передаче данных спутниковой системы навигации автомобильного транспорта аварийно-спасательных служб (рис. 4).

По итогам была реализована комплексная система мониторинга, предупреждения и подготовки к действиям по локализации и ликвидации аварийных ситуаций на опасных производственных объектах, включающая основные функциональные подсистемы:

• автоматизированная система мониторинга экологической, пожароопасной обстановки и газовой опасности;
• автоматизированная локальная система оповещения;
• подсистема телеметрии оборудования спасателей;
• подсистема технологического видеонаблюдения;
• подсистема спутниковой навигации и контроля перемещения автотранспорта аварийноспасательной службы;
• подсистема обработки, хранения, отображения и передачи данных.

Техническая оснащенность в цифрах

В результате внедрения комплексных организационно-технических решений на АГКМ:

• обеспечена передача сигнала о срабатывании подсистемы раннего обнаружения и оповещения диспетчерского персонала о превышениях предельно допустимой концентрации по углеводородам и сероводороду на объектах добычи и переработки, а также прогнозирование развития аварийной ситуации и переноса облака загрязняющих веществ с учетом реальных метеоусловий и параметров работы производственных объектов;
• в оперативных подразделениях спасателей внедрены 84 аппарата, оснащенных системой телеметрии;
• расширены зоны оповещения о возникновении аварийной ситуации до 59 объектов (41 технологический объект АГК и 18 населенных пунктов);
• обеспечено технологическое видеонаблюдение с использованием 27 стационарных видеокамер и 23 видеокамер, установленных на оперативных транспортных средствах аварийно-спасательных формирований;
• задействованы 44 комплекта системы спутниковой навигации ГЛОНАСС, установленных на автотранспорте аварийно-спасательных формирований;
• обеспечен мониторинг содержания загрязняющих веществ с использованием 14 автоматических постов контроля загрязнений, расположенных по периметру санитарнозащитной зоны, а также передвижных постов;
• смонтированы 4 тепловизора системы обнаружения ландшафтных пожаров, проведена подготовка к интеграции с имеющимися информационными ресурсами и системами обеспечения безопасности.

Цели достигнуты

Созданная на Астраханском газоконденсатном месторождении комплексная система позволила обеспечить:

• ведение экологического мониторинга, контроль состояния газовой безопасности и пожароопасной обстановки;
• поддержку принятия решений при локализации и ликвидации аварийных ситуаций;
• сокращение времени оповещения работников предприятия и населения в 10 раз;
• удаленный контроль за действиями аварийно-спасательных формирований;
• возможность интеграции с другими информационными системами.

Реализованные научно-технические решения получили положительную оценку профильного научно-исследовательского института по проблемам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям МЧС России и Главного управления МЧС России по Астраханской области. Демонстрация работы функциональных возможностей комплексной системы мониторинга дочерним обществам ПАО "Газпром" и зарубежным компаниям показала заинтересованность в практическом использовании данных решений на эксплуатируемых и вновь вводимых производственных мощностях на предприятиях нефтегазовой отрасли.

Перспективы дальнейшего развития

Реализованный комплекс программно-технических средств позволяет беспрепятственно наращивать функционал и территорию охвата формирующегося на АГК комплекса безопасности. Эти возможности легли в основу следующего проекта "Автоматизированная локальная система оповещения о чрезвычайных ситуациях на опасных объектах ООО "Газпром добыча Астрахань", который планируется реализовать к 2022 г.
Проектом предусматривается модернизация и расширение существующей системы:

1. С помощью дополнительных звукоусилительных блоков и громкоговорителей будет обеспечено оповещение людей на остальных территориях объектов Общества на АГК, не попавших в первоначальный проект или реализованных позже.
2. В сильнозашумленных установках предусматривается светозвуковая сигнализация.
3. Водители автотранспорта Общества, приближающиеся к зоне возможной ЧС, будут оповещаться через подсистему связи водителей, а водители на территории СЗЗ — с помощью светодиодных знаков-табло "Опасность".
4. В дальнейшем планируется развертывание подвижного пункта управления, который позволит управлять системой через ИССПД, дистанционно, располагаясь вне санитарно-защитной зоны.
5. Модернизация системы оповещения позволит управлять ею не только с ЦПГБ, а и внутри территориальных секторов, на которые система разделена. Такое использование допустимо как в производственных целях, так и для организации оповещения работников об опасности на местах, например при обнаружении оператором установки угрозы загазованности атмосферного воздуха.

При этом в системе оповещения будут существовать приоритеты, позволяющие пункту управления более высокого уровня перехватывать управление системой оповещения. Система оповещения будет также сопряжена с территориальной системой централизованного оповещения Астраханской области.

Резюме

Таким образом, в результате проведенной работы создан ситуационный центр принятия решений, который, с учетом сложности и опасности АГК, позволяет сократить сроки реагирования, обеспечить управление сложными мероприятиями по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, выработку и поддержку оперативных решений, скоординировать работу, обмен информацией и управление системами мониторинга и обеспечения безопасности.

Логика создания подобных комплексов безопасности очень проста. Сегодня в условиях постоянного динамичного развития, усложнения задач, минимального количества времени и при увеличивающемся росте массива данных крупные промышленные компании нуждаются в комплексных информационно-аналитических и технологических инструментах, необходимых для сбора и анализа разнородного массива данных и, самое главное, принятия правильных управленческих решений. Дело в том, что управленческие ошибки на опасных предприятиях, подобных нашему, помимо колоссального материального ущерба, могут подвергнуть опасности здоровье и жизнь работников и населения, проживающего вблизи комплекса, создать угрозу экологического характера. Избежать подобных рисков позволяет создание на предприятиях ситуационных центров, подобных нашему.

Поэтому будущее — за новыми интеллектуальными разработками, за цифровыми технологиями, которые необходимо развивать.

Изображения предоставлены автором

Фото обработано нейросетью