耕海十年:从300米到1500米 油气工业进入“超深水时代”

耕海十年:从300米到1500米 油气工业进入“超深水时代”
2022年10月18日 19:55 能见派

近日,从中国海油获悉,十年来,中国海油已在南海北部深水海域共计勘探开发荔湾3-1、流花16-2等油气田11个,特别是2021年我国首个自营超深水大气田“深海一号”成功投产,标志着中国海洋石油工业勘探开发和生产能力实现了从300米到1500米超深水的历史性跨越,使我国海洋石油勘探开发能力全面进入“超深水时代”。

中国海油董事长汪东进表示,我国深水油气勘探开发仍处于初期阶段,增储上产前景广阔。当前,我国南海莺歌海、琼东南、珠江口三个盆地总体探明天然气储量近8000亿方;在珠江口盆地先后发现多个深水油田,实现了我国深水原油勘探重大历史性突破。

他谈到,未来中国海油将持续加大国内油气勘探开发力度,坚持以油气勘探为龙头,以“寻找大中型油气田”为目标,坚决当好保障国家能源安全的“主力军”。

2000年以前我国深水油气产量基本为零,2012年占比仅为8%左右。随着位于珠江口盆地的中国首个深水气田群、首个深水油田群,以及琼东南盆地的“深海一号”超深水大气田等深水油气田的陆续投产,深水油气年产量已达上千万吨。

中国自主研发建造的全球首座十万吨级深水半潜式生产储油平台——深海一号能源站。

建立“深海舰队” 最大作业水深达3000米

深水是未来全球油气资源的主要接替区。数据显示,近10年新发现的101个大型油气田中,深水油气田数量占比67%、储量占比68%。要想叩开深水油气勘探开发的大门,装备制造尤为关键。

2021年6月25日,我国首个自营超深水大气田“深海一号”投产,而气田的“心脏”就是由我国自主研发建造的全球首座十万吨级深水半潜式生产储油平台——“深海一号”能源站。

它由24万个零部件组成,布置了超过200多套油气处理设备,按照“30年不回坞检修”的高质量标准设计,设计疲劳寿命达150年,可抵御千年一遇的极限环境条件;其最大排水量达11万吨,相当于3艘中型航母,是我国海洋工程装备技术集大成之作。

“深海一号”能源站实现了新材料研发、新装备研制、新技术应用多达64项,该项目的示范性研发应用,将使半潜式油气生产平台的关键设备自主化率由33%提高到80%。

2012年以来,为高效勘探开发深水油气田,中国海油先后投入使用一系列由我国自主设计建造,担负地球物理勘探、地质勘察、钻井作业、海底铺管、物资保障和油气生产等职能的深水油气装备。

目前,中国海油已组建形成了以“海洋石油201”“海洋石油720”为代表的庞大“深海舰队”,10年来,公司深水钻井平台从3座增加到现在的10座,其中超深水钻井平台3座,最大作业水深达3000米。

截至2021年底,中国海油拥有各类深水船舶平台66艘,其中1500米作业水深的深海装备15艘,深水油气勘探开发装备能力得到大幅提升,极地低温地区不再是海上油气钻井作业的禁区,中深水海区、高温高压地层、超深埋藏地层的油气勘探开发也有了利器。

我国自主投资建造的第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油982”。

构建起深水开发“中国标准”和“中国方案”

在大型深水油气装备建造和应用的同时,我国深水油气勘探开发技术也得到了快速提升。

以深水钻完井技术为例。2006年,中国海油成立深水钻完井研究项目团队,利用对外合作机会派往国外深水项目进行学习,但是“外国人对技术资料和数据严密封锁,任何人在司钻房的时间都不能超过4小时。”

历经10余年的技术攻关和自主创新,中国海油的海上钻井技术和作业能力实现了从浅水向超深水的跨越,基本掌握了国外石油公司30年累积的常规深水、超深水及深水高温高压整套深水钻探技术的应用,一举打破国外垄断,构建了“国”字号的深水探井钻井技术体系。

依托这些技术,中国海油先后勘探发现了“深海一号”大气田、陵水25-1等一系列深水大气田,为建成南海万亿大气区提供了技术和资源基础。10年来,中国海油在我国南海北部深水海域共计勘探开发油气田11个。

中国海油不仅建立起自主知识产权的技术体系,更在国际上构建起深水开发“中国标准”和“中国方案”。譬如,水下采气树的设计、选型、生产等系列相关技术标准。

目前,中国海油正以“深海一号”为示范工程,努力构建以国内产业链为主的深水工程技术体系,不断带动“全链条”能力提升,增强产业链供应链自主可控能力。

与此同时,距离“深海一号”大气田约70公里处的“深海二号”(陵水25-1)也正在加速推进项目开发建设,预计2022年内正式开工。

经过近十年不懈努力,我国深海油气工程建设也取得历史性突破,以固定式深水海洋平台、全海式油气生产装备、海上施工装备技术为代表的深海油气工程建设一体化能力跃居世界先进水平,使我国一跃成为全球少数几个能够自主开发深水油气资源的国家之一。

固定式导管架平台是世界范围内应用最广泛的海洋油气开发装备,通过将生产系统从水下搬到固定式海洋平台上,可大幅降低钻完井、工程以及后续的生产操作成本。然而,随着水深的增加,导管架所受环境荷载迅速增加,对设计建造技术提出极大挑战。受技术能力限制,过去很长一段时间,我国的固定式导管架平台一直被局限在浅水海域使用。

2012年以来,中国海油加强深水超大型固定式海洋平台科技攻关,设计建造关键技术取得重要突破。2014年4月,亚洲最大导管架平台荔湾3-1建成投产,我国深水超大型固定式海洋平台设计建造能力突破3万吨。

我国首个深水大气田——荔湾3-1。

2022年7月15日,中国海油自主设计建造的亚洲首例300米级深水导管架平台“海基一号”建设完工。导管架高达302米,相当于100多层楼,重达3万吨,所用钢材可制造1艘中型航空母舰,按照百年一遇的恶劣海况进行设计,创新应用2项世界首创、21项国内首创先进技术,标志着我国深水超大型导管架成套关键技术达到亚洲领先水平。

“海基一号”平台是我国首次尝试深水导管架平台开发模式,可降低开发投资约15%,并将大幅减少后续钻完井和生产操作成本,提升油田采收率及经济性。

中国海油旗下海油工程陆丰油田群区域工程项目经理阳连丰介绍,“通过自主攻关,我们的深水导管架关键技术实现了从基础理论、结构、设计理念、施工工艺到运行维护等全方位提升,为经济有效开发我国200至400米水深海域的油气资源开拓了一条新路。”

亚洲第一深水导管架“海基一号”在南海东部珠江口盆地海域成功滑移下水并精准就位。

“如今水下核心设备制造者绝大部分都是中国人”

随着海洋油气开发走向更深更远,“浮式生产平台+水下生产系统”的全海式油气生产装备成为首选,因其造价高昂、备设施集成程度高、设计建造难度大,这类装备被视为海洋工程领域“皇冠上的明珠”。

中国海油将FPSO(浮式生产储油卸油装置)、半潜式生产平台和水下生产系统作为自主研发优先方向,依托重点工程项目,采取“产、学、研、用”相结合、工程项目与科研项目紧密结合的科技创新模式,攻克一系列关键核心技术,全海式油气生产装备自主研发制造技术能力实现跨越式发展。

——2018年,海油工程承揽的35万吨级FPSO巴西国油P67/P70成功相继交付,开创了我国自主集成世界级超大型FPSO的先河。

——2020年5月,由我国自主设计、建造和集成的中国最大作业水深FPSO“海洋石油119”建造完工,突破10多项关键技术,完成30多项工艺创新,刷新了国际同类单点的最快集成记录。

——2022年8月,由我国自主研发的亚洲首艘圆筒型FPSO船体合拢和上部模块建造同步展开,项目实现10项关键设备和系统的自主化,填补国内多项海洋工程行业技术空白,打破了自2007年世界首艘圆筒型FPSO投用以来国外企业的技术垄断。

亚洲最大十二缆深水物探船——海洋石油720。

此外,历经近10年攻关,我国水下生产系统自主研发制造也终破茧成蝶。在“深海一号”大气田建设中,中心管汇、跨接管、海管终端等70余台水下生产关键设备,均由中国海油自主建造。

中国海油还联合多家国内制造厂家和科研院所,成功自主研发了我国首套500米级深水水下生产系统等关键装备。

“2012年以前,水下生产系统几乎看不到中国人的身影。如今,水下核心设备的制造者绝大部分都是中国人。”哈斯基石油中国有限公司生产及开发副总裁Tracy感慨道。

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