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“深海一号”: 带领油气勘探开发走向超深水

2022-03-08 13:19来源:青年创投网

“深海一号”能源站每年可稳定供气30亿立方米。图为“深海一号”能源站部分设施。新华社记者 张建松摄

在刚刚过去的2021年,各行各业循着“十四五”规划勾勒的发展路径,以科技创新为支撑,真抓实干,取得了一项又一项令人瞩目的成就。本报于两会期间推出特别策划,聚焦能源、航天、交通等行业的重大突破,报道其背后的创新历程,展现其对经济社会发展的贡献。

累计生产天然气超10亿立方米!

前不久,我国首个自营1500米超深水大气田“深海一号”交出了自正式投产以来的傲人成绩单。

在海南陵水海域,全球首座十万吨级深水半潜式生产储油平台——“深海一号”,如同一个超大型“巨无霸”傲然矗立在蓝海之上。

它可以把水下1500米深的天然气采出来,通过海底管道接入全国天然气管网,分离出的凝油再通过油轮运输到陆地。

从1500米的深海到千家万户的灶头,天然气完成这趟“旅途”只需1天。而这背后,却是几代中国海洋石油人走向“深蓝”的不懈探索。

从跟跑到实现3项世界级创新、13项国内首创技术的历史性领跑,“深海一号”意味着我国深水油气开发和深水海洋工程装备技术的重大突破。

在被放弃的区域找到“宝藏”

2021年6月25日,中国海洋石油集团有限公司(以下简称中国海油)“深海一号”超深水大气田投产仪式在北京和南海气田现场隆重举行。

“深海一号”大气田距离海南省三亚市约150公里,所在海域水深1220米到1560米,气田东西横向跨度达到50公里。

2006年,中国海油与国外知名石油公司合作勘探琼东南盆地,并于2010年在该区块的中央峡谷钻探第一口深水井,实现了南海西部深水勘探的突破。

但此后,由于该深水井单块单层储量规模太小,没有开发经济性,加上对中央峡谷的油气成藏条件认识不清,国外知名石油公司在2012年退出了该区块的勘探权益。

敢为人先的中国海洋石油人没有放弃。从全球范围看,自新世纪以来,全球海洋油气勘探开发步伐明显加快,海上油气新发现总储量超过陆地,储产量持续增长,已成为全球油气资源的战略接替区。

若从1956年莺歌海油苗调查算起,我国海洋石油工业已经走过了60多年的发展历程。进军深水将成为中国海洋石油的下一个战略目标。

2014年8月18日,一束巨大的橘黄色火焰从钻井平台的燃烧臂中喷薄而出,瞬间照亮了夜幕下的中国南海。中国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台——“海洋石油981”,在陵水17-2区块钻获大型气田“深海一号”,测试收获高产油气流。

这是“海洋石油981”深水钻井平台投用以来,首次在深水领域获得的重要发现,同时证明了南海琼东南盆地巨大的天然气资源潜力。之后,中国海油又在该海域相继勘探发现了多个深水气田,南海深处的能源宝藏逐渐展现在世人眼前。

这些深海大气田的发现,得益于我国海洋石油人在勘探技术理论和基础研究方面的坚持。

“以往国外大公司用的是传统的大西洋被动边缘理论,不适用于我们。”中国海油首席科学家谢玉洪说,“我们继承传统的油气勘探技术理论,加强基础地质研究,建立了深水区油气成藏模式,完善了深水油气勘探技术,在琼东南盆地中央峡谷水道找到了陵水17-2大型勘探潜力的构造群。”

“保温瓶内胆”成就国际首创

1500米,通常被国际上定义为深水与超深水的分界线。尽管超深水区蕴藏着丰富的油气资源,但深入的每一步都“难如登天”——水深每增加1米,压力、温度、涌流等情况都会发生剧变。一套安装在水下1500米处的设备设施,受到的压力相当于在指甲盖上站了一个体重300斤的人。而且深水开发对技术、装备能力、关键设计指标的要求都极高。国际上只有少数几家大型石油公司具备深水开发技术能力。

因此,“深海一号”超深水大气田在2014年获勘探发现时,多数人的反应是,对外合作,共同开采。

但彼时国际油价正断崖式下跌,国际石油公司纷纷打起退堂鼓。再加上其他客观原因,“深海一号”能源站走上自主创新之路。

难度大、任务重,怎么办?中国海油当时已经掌握300米水深油气田开发,但对于深水气田涉足未深,由“浅”入“深”,几乎没有实践经验。

2014年秋,开发方案设计工作提上日程。35岁的李达成为项目副经理兼浮体负责人。

“我们从2014年10月份开始研究,在2015年5月份提出建设一个带储油的半潜式生产平台的选项。”李达说。

业界哗然。很少人能想到,此前从未独立进行过深水设计、首次“自主答题”的中国海油人,会选择一条连外方深水同行都没想过的路——借鉴“保温瓶内胆”原理,开创半潜式平台立柱储油的世界先例。

按照世界类似油气田的常规设计,新建凝析油外输管线是技术上可行的方案。但这样一来,将增加约8亿元的成本。

能不能设计一个平台,既能满足气田的生产需求,又能暂时储存少量凝析油?一个新点子在设计团队中闪现。

他们在平台的4根浮体立柱内分别设置5000立方米的凝析油舱,并为油舱装上量身定做的“护体铠甲”,既能解决凝析油储存问题,又避免了油体遭碰撞泄漏的风险。

这项被称为“凝析油U型隔离与安全储存技术”的创新之举,开创了半潜式平台立柱储油的世界先例。

随后,“深海一号”又诞生出另外两项世界首创:5万吨级超大结构物大变形半漂浮精准合龙技术、世界最大吨级开敞结构物预斜回正荷载横向转移技术。同时其运用了1500米级水深聚酯缆锚泊系统的设计与安装技术、30年不进坞检修的浮体结构疲劳的设计与检测技术等13项国内首创技术。

“潜入”深海的脚步不停

“深海一号”的投产,是我国深水油气开发和海洋工程装备技术的重大突破,标志着我国海洋石油勘探开发能力实现从300米深水向1500米超深水的历史性跨越。

“深海一号”气田成功达产10亿立方米,则验证了我国自主创建的深水油气资源勘探开发生产运维完整技术体系的先进性与可靠性,也标志着我国进入了深海油气勘探开发先进国家行列。

“深海一号”能源站投产后,所产天然气将通过海底管道接入全国天然气管网,每年向粤港琼等地稳定供气30亿立方米。

目前,以“深海一号”为重要枢纽,中国海油正积极推动“深海二号”(陵水25-1)等气田的开发,推动南海万亿大气区建设从蓝图变为现实,以更好地满足粤港澳大湾区和海南自贸区(港)日益增长的清洁能源需求。

更可贵的是,以“深海一号”大气田为代表的深水项目,不仅带动了我国造船、钢铁、机电等民族工业的发展,还让中国海油成为高质量共建“一带一路”、深化国际能源合作的坚定践行者。

责任编辑:柳五

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