“深海一號”： 帶領(lǐng)油氣勘探開發(fā)走向超深水
“深海一號”能源站每年可穩(wěn)定供氣30億立方米。圖為“深海一號”能源站部分設(shè)施。新華社記者 張建松攝
編者按 在剛剛過去的2021年，各行各業(yè)循著“十四五”規(guī)劃勾勒的發(fā)展路徑，以科技創(chuàng)新為支撐，真抓實干，取得了一項又一項令人矚目的成就。本報于兩會期間推出特別策劃，聚焦能源、航天、交通等行業(yè)的重大突破，報道其背后的創(chuàng)新歷程，展現(xiàn)其對經(jīng)濟社會發(fā)展的貢獻。
累計生產(chǎn)天然氣超10億立方米！
前不久，我國首個自營1500米超深水大氣田“深海一號”交出了自正式投產(chǎn)以來的傲人成績單。
在海南陵水海域，全球首座十萬噸級深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺——“深海一號”，如同一個超大型“巨無霸”傲然矗立在藍海之上。
它可以把水下1500米深的天然氣采出來，通過海底管道接入全國天然氣管網(wǎng)，分離出的凝油再通過油輪運輸?shù)疥懙亍?/p>
從1500米的深海到千家萬戶的灶頭，天然氣完成這趟“旅途”只需1天。而這背后，卻是幾代中國海洋石油人走向“深藍”的不懈探索。
從跟跑到實現(xiàn)3項世界級創(chuàng)新、13項國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)的歷史性領(lǐng)跑，“深海一號”意味著我國深水油氣開發(fā)和深水海洋工程裝備技術(shù)的重大突破。
在被放棄的區(qū)域找到“寶藏”
2021年6月25日，中國海洋石油集團有限公司(以下簡稱中國海油)“深海一號”超深水大氣田投產(chǎn)儀式在北京和南海氣田現(xiàn)場隆重舉行。
“深海一號”大氣田距離海南省三亞市約150公里，所在海域水深1220米到1560米，氣田東西橫向跨度達到50公里。
2006年，中國海油與國外知名石油公司合作勘探瓊東南盆地，并于2010年在該區(qū)塊的中央峽谷鉆探第一口深水井，實現(xiàn)了南海西部深水勘探的突破。
但此后，由于該深水井單塊單層儲量規(guī)模太小，沒有開發(fā)經(jīng)濟性，加上對中央峽谷的油氣成藏條件認識不清，國外知名石油公司在2012年退出了該區(qū)塊的勘探權(quán)益。
敢為人先的中國海洋石油人沒有放棄。從全球范圍看，自新世紀以來，全球海洋油氣勘探開發(fā)步伐明顯加快，海上油氣新發(fā)現(xiàn)總儲量超過陸地，儲產(chǎn)量持續(xù)增長，已成為全球油氣資源的戰(zhàn)略接替區(qū)。
若從1956年鶯歌海油苗調(diào)查算起，我國海洋石油工業(yè)已經(jīng)走過了60多年的發(fā)展歷程。進軍深水將成為中國海洋石油的下一個戰(zhàn)略目標。
2014年8月18日，一束巨大的橘黃色火焰從鉆井平臺的燃燒臂中噴薄而出，瞬間照亮了夜幕下的中國南海。中國首座自主設(shè)計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺——“海洋石油981”，在陵水17-2區(qū)塊鉆獲大型氣田“深海一號”，測試收獲高產(chǎn)油氣流。
這是“海洋石油981”深水鉆井平臺投用以來，首次在深水領(lǐng)域獲得的重要發(fā)現(xiàn)，同時證明了南海瓊東南盆地巨大的天然氣資源潛力。之后，中國海油又在該海域相繼勘探發(fā)現(xiàn)了多個深水氣田，南海深處的能源寶藏逐漸展現(xiàn)在世人眼前。
這些深海大氣田的發(fā)現(xiàn)，得益于我國海洋石油人在勘探技術(shù)理論和基礎(chǔ)研究方面的堅持。
“以往國外大公司用的是傳統(tǒng)的大西洋被動邊緣理論，不適用于我們�！敝袊Ｓ褪紫茖W家謝玉洪說，“我們繼承傳統(tǒng)的油氣勘探技術(shù)理論，加強基礎(chǔ)地質(zhì)研究，建立了深水區(qū)油氣成藏模式，完善了深水油氣勘探技術(shù)，在瓊東南盆地中央峽谷水道找到了陵水17-2大型勘探潛力的構(gòu)造群。”
“保溫瓶內(nèi)膽”成就國際首創(chuàng)
1500米，通常被國際上定義為深水與超深水的分界線。盡管超深水區(qū)蘊藏著豐富的油氣資源，但深入的每一步都“難如登天”——水深每增加1米，壓力、溫度、涌流等情況都會發(fā)生劇變。一套安裝在水下1500米處的設(shè)備設(shè)施，受到的壓力相當于在指甲蓋上站了一個體重300斤的人。而且深水開發(fā)對技術(shù)、裝備能力、關(guān)鍵設(shè)計指標的要求都極高。國際上只有少數(shù)幾家大型石油公司具備深水開發(fā)技術(shù)能力。
因此，“深海一號”超深水大氣田在2014年獲勘探發(fā)現(xiàn)時，多數(shù)人的反應(yīng)是，對外合作，共同開采。
但彼時國際油價正斷崖式下跌，國際石油公司紛紛打起退堂鼓。再加上其他客觀原因，“深海一號”能源站走上自主創(chuàng)新之路。
難度大、任務(wù)重，怎么辦？中國海油當時已經(jīng)掌握300米水深油氣田開發(fā)，但對于深水氣田涉足未深，由“淺”入“深”，幾乎沒有實踐經(jīng)驗。
2014年秋，開發(fā)方案設(shè)計工作提上日程。35歲的李達成為項目副經(jīng)理兼浮體負責人。
“我們從2014年10月份開始研究，在2015年5月份提出建設(shè)一個帶儲油的半潛式生產(chǎn)平臺的選項。”李達說。
業(yè)界嘩然。很少人能想到，此前從未獨立進行過深水設(shè)計、首次“自主答題”的中國海油人，會選擇一條連外方深水同行都沒想過的路——借鑒“保溫瓶內(nèi)膽”原理，開創(chuàng)半潛式平臺立柱儲油的世界先例。
按照世界類似油氣田的常規(guī)設(shè)計，新建凝析油外輸管線是技術(shù)上可行的方案。但這樣一來，將增加約8億元的成本。
能不能設(shè)計一個平臺，既能滿足氣田的生產(chǎn)需求，又能暫時儲存少量凝析油？一個新點子在設(shè)計團隊中閃現(xiàn)。
他們在平臺的4根浮體立柱內(nèi)分別設(shè)置5000立方米的凝析油艙，并為油艙裝上量身定做的“護體鎧甲”，既能解決凝析油儲存問題，又避免了油體遭碰撞泄漏的風險。
這項被稱為“凝析油U型隔離與安全儲存技術(shù)”的創(chuàng)新之舉，開創(chuàng)了半潛式平臺立柱儲油的世界先例。
隨后，“深海一號”又誕生出另外兩項世界首創(chuàng)：5萬噸級超大結(jié)構(gòu)物大變形半漂浮精準合龍技術(shù)、世界最大噸級開敞結(jié)構(gòu)物預(yù)斜回正荷載橫向轉(zhuǎn)移技術(shù)。同時其運用了1500米級水深聚酯纜錨泊系統(tǒng)的設(shè)計與安裝技術(shù)、30年不進塢檢修的浮體結(jié)構(gòu)疲勞的設(shè)計與檢測技術(shù)等13項國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)。
“潛入”深海的腳步不停
“深海一號”的投產(chǎn)，是我國深水油氣開發(fā)和海洋工程裝備技術(shù)的重大突破，標志著我國海洋石油勘探開發(fā)能力實現(xiàn)從300米深水向1500米超深水的歷史性跨越。
“深海一號”氣田成功達產(chǎn)10億立方米，則驗證了我國自主創(chuàng)建的深水油氣資源勘探開發(fā)生產(chǎn)運維完整技術(shù)體系的先進性與可靠性，也標志著我國進入了深海油氣勘探開發(fā)先進國家行列。
“深海一號”能源站投產(chǎn)后，所產(chǎn)天然氣將通過海底管道接入全國天然氣管網(wǎng)，每年向粵港瓊等地穩(wěn)定供氣30億立方米。
目前，以“深海一號”為重要樞紐，中國海油正積極推動“深海二號”(陵水25-1)等氣田的開發(fā)，推動南海萬億大氣區(qū)建設(shè)從藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實，以更好地滿足粵港澳大灣區(qū)和海南自貿(mào)區(qū)(港)日益增長的清潔能源需求。
更可貴的是，以“深海一號”大氣田為代表的深水項目，不僅帶動了我國造船、鋼鐵、機電等民族工業(yè)的發(fā)展，還讓中國海油成為高質(zhì)量共建“一帶一路”、深化國際能源合作的堅定踐行者。
本報記者 操秀英