全球超過70%的油氣資源蘊藏在海洋之中，其中40%來自深水。如何掌握開啟海洋能源寶藏的鑰匙？這是全球能源領域的前沿課題，也是世界大國科技角逐的戰(zhàn)場。
今年6月25日，我國自主建設的水深最深、勘探開發(fā)難度最大、地層溫壓最高的深水氣田“深海一號”二期項目全面投產(chǎn)，成為我國迄今產(chǎn)量最大的海上氣田，標志著我國邁出了以深水氣田群建設實現(xiàn)深海油氣規(guī)模化開發(fā)的關鍵一步，對提升我國海洋資源開發(fā)能力、支撐海洋強國戰(zhàn)略具有重要意義。
邁向深水領域
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，約一半蘊藏在深海海域。由于總體勘探程度相對較低，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”大氣田位于距海南省三亞市150公里的陵水海域。2014年，我國首座自主設計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺“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”大氣田誕生。據(jù)測算，這是我國海域自營深水勘探的第一個重大油氣發(fā)現(xiàn)，探明地質(zhì)儲量超千億立方米，也是“海洋石油981”深水鉆井平臺投用以來首次在深水領域獲得的重要發(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”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)、建設深水油氣田。
攻克技術難題
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，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)技術能力。在該項目之前，我國從未開展過1500米級全海式深水油氣處理裝置的研發(fā)和使用工作。
同時，深水工程試錯成本高，1500米深處的水下生產(chǎn)系統(tǒng)，設備表面受到1500米水柱的壓力，相當于150個大氣壓壓在設備的外表面。任何表面破損或連接部位的疏忽，都可能破壞設備保護層甚至擠壓設備本體產(chǎn)生形變，直至生產(chǎn)系統(tǒng)的某些設備完全報廢。
“深海一號”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10萬噸級深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺——“深海一號”能源站。這一最新海洋工程重大裝備，實現(xiàn)了3項世界級創(chuàng)新、運用了13項國內(nèi)首創(chuàng)技術，被譽為迄今我國相關領域技術集大成之作。
據(jù)介紹，“深海一號”能源站尺寸巨大，總重量超5萬噸，最大投影面積有兩個標準足球場大小；總高度達120米，相當于40層樓高；最大排水量達11萬噸，相當于3艘中型航母。
“深海一號”探明天然氣地質(zhì)儲量超1500億立方米，最大作業(yè)水深超1500米，最大井深在5000米以上。二期項目開發(fā)建設面臨極端地質(zhì)條件，地層最高溫度達138攝氏度，地層最大壓力超69兆帕，相當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)搭建都面臨技術挑戰(zhàn)。
經(jīng)過連續(xù)開發(fā)建設，最終形成“深海一號”能源站、“四星連珠”海上平臺、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)設施集群，主要設施地理跨度超170公里。
中國海油海南分公司“深海一號”二期項目平臺部副經(jīng)理喻發(fā)令先后參與“深海一號”大氣田兩期項目建設。他介紹，“深海一號”二期項目在業(yè)內(nèi)首創(chuàng)“水下生產(chǎn)系統(tǒng)+淺水導管架平臺+深水半潛式平臺遠程操控系統(tǒng)”的開發(fā)模式，構建起作業(yè)水深跨度超1500米的超大規(guī)模油氣生產(chǎn)設施集群。
在各方共同努力下，“深海一號”完成遙控生產(chǎn)改造、建成我國首個超深水智能氣田，獲評首批卓越級智能工廠，同時形成具有中國特色的超深水氣田生產(chǎn)運維技術體系。
經(jīng)濟高效開發(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，“深淺結合”“新老結合”是“深海一號”二期建設的基本思路，也是該項目經(jīng)濟高效開發(fā)的關鍵所在。該項目建成了我國南部海域首個“四星連珠”油氣生產(chǎn)平臺。
平臺目前搭載的設備設施，既能加工產(chǎn)出高品質(zhì)天然氣、實施淺水天然氣井鉆探作業(yè)，又能應對深水流動性保障等深海油氣開發(fā)特有技術難題，還能依托與平臺相連的海底管網(wǎng)實現(xiàn)跨區(qū)域、多方向的天然氣輸送和調(diào)配。“深海一號”二期項目的全面投產(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”兩期項目23口深水井全部投產(chǎn)，最高日產(chǎn)能達1500萬立方米，已達到最高產(chǎn)能設計狀態(tài)，預計年產(chǎn)能夠超過45億立方米。“深海一號”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)。
有關專家表示，“深海一號”大氣田兩期項目建設搭建起的生產(chǎn)設施集群和深水氣田開發(fā)建設完整技術體系，未來有望帶動寶島21—1等深水復雜油氣藏開發(fā)，進一步提高海洋油氣對國內(nèi)能源供給的支持力度。
周守為表示，從長遠看，南海還有更寬的海域、更多超深水的領域等待勘探開發(fā)，“深海一號”大氣田開發(fā)所建立起來的技術、裝備體系，為我們今后走向深藍、走向深海奠定了堅實基礎。
