全球超過70%的油氣資源蘊(yùn)藏在海洋之中，其中40%來自深水。如何掌握開啟海洋能源寶藏的鑰匙？這是全球能源領(lǐng)域的前沿課題，也是世界大國科技角逐的戰(zhàn)場(chǎng)。
今年6月25日，我國自主建設(shè)的水深最深、勘探開發(fā)難度最大、地層溫壓最高的深水氣田“深海一號(hào)”二期項(xiàng)目全面投產(chǎn)，成為我國迄今產(chǎn)量最大的海上氣田，標(biāo)志著我國邁出了以深水氣田群建設(shè)實(shí)現(xiàn)深海油氣規(guī)模化開發(fā)的關(guān)鍵一步，對(duì)提升我國海洋資源開發(fā)能力、支撐海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略具有重要意義。
邁向深水領(lǐng)域
國際上一般將水深超過300米海域的油氣資源定義為深水油氣，1500米水深以上稱為超深水。
作為海洋大國，我國海洋油氣資源豐富。僅南海石油資源量約248億噸，天然氣約42萬億立方米，約一半蘊(yùn)藏在深海海域。由于總體勘探程度相對(duì)較低，海洋油氣資源開發(fā)特別是南海油氣資源開發(fā)是我國長期、大幅增產(chǎn)的重要方向。
“深海一號(hào)”大氣田位于距海南省三亞市150公里的陵水海域。2014年，我國首座自主設(shè)計(jì)、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺(tái)“海洋石油981”在該海域深水區(qū)鉆探獲高產(chǎn)油氣流，“深海一號(hào)”大氣田誕生。據(jù)測(cè)算，這是我國海域自營深水勘探的第一個(gè)重大油氣發(fā)現(xiàn)，探明地質(zhì)儲(chǔ)量超千億立方米，也是“海洋石油981”深水鉆井平臺(tái)投用以來首次在深水領(lǐng)域獲得的重要發(fā)現(xiàn)，證明了南海瓊東南盆地巨大的天然氣資源潛力。
但深水領(lǐng)域的這一重大發(fā)現(xiàn)，意味著作業(yè)難度倍增。海面下水深每增加1米，壓力、溫度、涌流等情況就會(huì)完全不同，開發(fā)難度呈幾何倍數(shù)增加。
中國工程院院士周守為表示，從深水油氣開發(fā)的層面看，深水是未來能源的重要接替區(qū)。“深海一號(hào)”大氣田所在海域水深在1200米至1500米左右，屬于超深水。該氣田的勘探開發(fā)，攻克了一系列深水技術(shù)難題，代表我國已躋身世界深水油氣開發(fā)陣營，能夠自主開發(fā)、建設(shè)深水油氣田。
攻克技術(shù)難題
從淺水走向深水，需要采用完全不同的作業(yè)裝備及開發(fā)技術(shù)，目前國際上只有少數(shù)幾家大型石油公司具備深水開發(fā)技術(shù)能力。在該項(xiàng)目之前，我國從未開展過1500米級(jí)全海式深水油氣處理裝置的研發(fā)和使用工作。
同時(shí)，深水工程試錯(cuò)成本高，1500米深處的水下生產(chǎn)系統(tǒng)，設(shè)備表面受到1500米水柱的壓力，相當(dāng)于150個(gè)大氣壓壓在設(shè)備的外表面。任何表面破損或連接部位的疏忽，都可能破壞設(shè)備保護(hù)層甚至擠壓設(shè)備本體產(chǎn)生形變，直至生產(chǎn)系統(tǒng)的某些設(shè)備完全報(bào)廢。
“深海一號(hào)”大氣田的核心生產(chǎn)裝置，是我國自主研發(fā)建造的全球首座10萬噸級(jí)深水半潛式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)——“深海一號(hào)”能源站。這一最新海洋工程重大裝備，實(shí)現(xiàn)了3項(xiàng)世界級(jí)創(chuàng)新、運(yùn)用了13項(xiàng)國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)，被譽(yù)為迄今我國相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)集大成之作。
據(jù)介紹，“深海一號(hào)”能源站尺寸巨大，總重量超5萬噸，最大投影面積有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)大??；總高度達(dá)120米，相當(dāng)于40層樓高；最大排水量達(dá)11萬噸，相當(dāng)于3艘中型航母。
“深海一號(hào)”探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量超1500億立方米，最大作業(yè)水深超1500米，最大井深在5000米以上。二期項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)面臨極端地質(zhì)條件，地層最高溫度達(dá)138攝氏度，地層最大壓力超69兆帕，相當(dāng)于家用高壓鍋工作壓力的1000倍，海上建井和水下生產(chǎn)系統(tǒng)搭建都面臨技術(shù)挑戰(zhàn)。
經(jīng)過連續(xù)開發(fā)建設(shè)，最終形成“深海一號(hào)”能源站、“四星連珠”海上平臺(tái)、水下生產(chǎn)系統(tǒng)和長距離海底輸氣管線等裝置的超大規(guī)模油氣生產(chǎn)設(shè)施集群，主要設(shè)施地理跨度超170公里。
中國海油海南分公司“深海一號(hào)”二期項(xiàng)目平臺(tái)部副經(jīng)理喻發(fā)令先后參與“深海一號(hào)”大氣田兩期項(xiàng)目建設(shè)。他介紹，“深海一號(hào)”二期項(xiàng)目在業(yè)內(nèi)首創(chuàng)“水下生產(chǎn)系統(tǒng)+淺水導(dǎo)管架平臺(tái)+深水半潛式平臺(tái)遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)”的開發(fā)模式，構(gòu)建起作業(yè)水深跨度超1500米的超大規(guī)模油氣生產(chǎn)設(shè)施集群。
在各方共同努力下，“深海一號(hào)”完成遙控生產(chǎn)改造、建成我國首個(gè)超深水智能氣田，獲評(píng)首批卓越級(jí)智能工廠，同時(shí)形成具有中國特色的超深水氣田生產(chǎn)運(yùn)維技術(shù)體系。
經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)
中國海油海南分公司陵水—崖城作業(yè)公司總經(jīng)理李勁松表示，“深淺結(jié)合”“新老結(jié)合”是“深海一號(hào)”二期建設(shè)的基本思路，也是該項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)的關(guān)鍵所在。該項(xiàng)目建成了我國南部海域首個(gè)“四星連珠”油氣生產(chǎn)平臺(tái)。
平臺(tái)目前搭載的設(shè)備設(shè)施，既能加工產(chǎn)出高品質(zhì)天然氣、實(shí)施淺水天然氣井鉆探作業(yè)，又能應(yīng)對(duì)深水流動(dòng)性保障等深海油氣開發(fā)特有技術(shù)難題，還能依托與平臺(tái)相連的海底管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、多方向的天然氣輸送和調(diào)配。“深海一號(hào)”二期項(xiàng)目的全面投產(chǎn)，讓建成近30年的淺水氣田生產(chǎn)裝置，搖身一變成為了新建“深水大氣區(qū)”的油氣傳輸樞紐。
目前，“深海一號(hào)”兩期項(xiàng)目23口深水井全部投產(chǎn)，最高日產(chǎn)能達(dá)1500萬立方米，已達(dá)到最高產(chǎn)能設(shè)計(jì)狀態(tài)，預(yù)計(jì)年產(chǎn)能夠超過45億立方米。“深海一號(hào)”成為我國產(chǎn)量最大的海上氣田和華南地區(qū)“由海向陸”保供的主力氣田，截至目前累計(jì)產(chǎn)量已超120億立方米。氣田所產(chǎn)的深水天然氣能夠通過香港、海南三亞、廣東珠海等多地的陸岸終端流向粵港澳大灣區(qū)和海南自由貿(mào)易的工業(yè)和民生用戶，并接入全國天然氣管網(wǎng)。
有關(guān)專家表示，“深海一號(hào)”大氣田兩期項(xiàng)目建設(shè)搭建起的生產(chǎn)設(shè)施集群和深水氣田開發(fā)建設(shè)完整技術(shù)體系，未來有望帶動(dòng)寶島21—1等深水復(fù)雜油氣藏開發(fā)，進(jìn)一步提高海洋油氣對(duì)國內(nèi)能源供給的支持力度。
周守為表示，從長遠(yuǎn)看，南海還有更寬的海域、更多超深水的領(lǐng)域等待勘探開發(fā)，“深海一號(hào)”大氣田開發(fā)所建立起來的技術(shù)、裝備體系，為我們今后走向深藍(lán)、走向深海奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
