揭秘“深海一号”大气田！中国海洋油气勘探开发进入“超深水”！
集大成之作
由中国自营勘探开发的首个1500米超深水大气田“深海一号”25日在海南岛东南陵水海域正式投产，标志着中国海洋石油勘探开发能力全面进入“超深水时代”。
2021年以前，中国还没有一个真正意义上属于自己的深水自营大气田。如今，“深海一号”项目坐拥3项世界级创新，应用13项国内首创技术，攻克10多项行业难题，被视作中国海洋工程建造领域的集大成之作。
从无到有，从有到优，它的投产背后有哪些值得关注的“不一般”？
意义不一般：带动南海万亿大气区
“深海一号”气田位于距海南岛150公里的琼东南盆地，探明储量超千亿方，能稳产30亿方/年天然气生产供应10年以上，其中每年向香港供气超10亿方。中国海油在南海天然气生产供应能力由此提升到每年130亿方以上，为海南省年用气量的2.6倍。
中国工程院院士周守为说，从保障国家能源安全层面看，中国去年的原油、天然气对外依存度分别超过70%和40%，“深海一号”气田投产后，高峰年产天然气33.9亿方/年，可以满足粤港澳大湾区四分之一的民生用气需求，凝析油24.7万方，对于保障国家能源安全特别是用能比较集中的华南、华东地区意义重大。
值得一提的是，“深海一号”大气田所在海域水深约1200至1500米，属于超深水。从浅水走向深水，“深海一号”的一小步，却是中国能源事业的一大步。
中国南海油气资源丰富，约一半蕴藏在深海海域。中国海油介绍，目前，南海莺歌海、琼东南、珠江口三个盆地天然气探明地质储量近8000亿立方米，到2025年，累积探明储量将达1万亿立方米。“深海一号”气田的勘探突破和成功开发，打开了一扇通往南海深水油气“宝藏”的大门，进一步展现了该区域油气产量的巨大潜力。
据了解，“深海一号”能源站未来还可带动周边新的深水气田开发，形成气田群，依托已建成的连通粤港澳大湾区和海南岛自由贸易港天然气管网大动脉，建成南海万亿大气区，最大限度开发生产和输送天然气资源，有效带动周边区域经济发展和能源结构转型。
难度不一般：水深量变后的难度质变
开发位于超深水区的“深海一号”大气田难度有多大？
事实上，深水不只是“水深”，海面下水深每增加一米，压力、温度、涌流等情况就会完全不同，开发难度呈几何倍数增加。
此外，“深海一号”气田所处海域位于欧亚、太平洋和印澳三大板块交汇处，经历了多期构造活动，凹陷结构多样、水深变化大，地质结构复杂，在钻井过程中要克服高温高压、超深海水、极端天气等诸多难题。
从浅水走向深水，需要采用完全不同的作业装备、生产设备及开发技术，目前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。
在“深海一号”项目以前，我国海上油气田主要依托建造在大陆架上的导管架平台实现开采和处理，从未开展过1500米级全海式深水油气处理装置的研发和使用工作。因为相关装备属于世界海洋工程制造领域中金字塔顶端产品，难以在短时间内取得突破，需要巨大研发投入和时间成本。
同时，深水工程试错成本高，1500米深处的水下生产系统，设备表面受到1500米水柱的压力，相当于150个大气压压在设备外表面。任何表面破损或连接部位的疏忽，都可能破坏设备保护层甚至挤压设备本体产生形变，直至生产系统的某些设备完全报废。
业内人士介绍，水下生产系统没有容错率，不允许出错。如果一个关键部件出现问题，可能造成水下管汇、脐带缆终端等整个单元系统失效，出现灾难性后果。
速度不一般：20余月建成“海上巨无霸”
难度大、任务重，如何将深水油气开采出来？中国海油设计建造出一座“海上巨无霸”——“深海一号”能源站。
“深海一号”能源站是中国首个自主设计建造的半潜式生产平台、全球首座半潜式储油生产平台。总重量超过5万吨，最大投影面积相当于两个标准足球场大小；总高度120米，相当于40层楼高；最大排水量达11万吨，相当于3艘中型航母。仅船体工程焊缝总长度就达60万米，可环绕北京六环3圈；使用电缆长度超800公里，可环绕海南岛一周。
建造这样一个“海上巨无霸”，需要多长时间？近年国际上统计的半潜式平台项目，从决策实施到投产，平均周期为38.4个月。而“深水一号”能源站只用了20多个月，为世界最短用时；从开工建造到大合龙，更是只有短短的16.5个月，比国际同行业同规模半潜式平台提前18个月。
更令人惊叹的是，这一建造速度，是“基建狂魔”在空前考验下实现的。
由于中国海洋石油工业起步晚、挺进深水晚，作为储油、外输和生产运营为一体的世界首例级深水半潜式生产平台，“深水一号”能源站有“30年不进坞”等设计要求，以及建造、安装精度高等世界级技术要求，对于经验几乎为零的中国人来说，建造难度空前。
由于各方面原因，“深海一号”能源站设备总体开发方案进度计划一度严重受阻，总体落后20%。直到2019年10月，外国专家们依然十分不看好这个项目，称“想要按期完工是根本不可能的”。2020年初，突如其来的新冠肺炎疫情更令“深海一号”能源站本就刻不容缓的攻坚任务难度呈几何级数增长。
面临质量管理和安全保障等方面的巨大挑战，中国海油项目团队坚持“防疫和生产”两手抓，及时采取封闭式管理策略，在作业高峰期安全组织上千人昼夜奋战。
自2020年3月29日船体回型段成形后，“深海一号”项目越干越顺、越干越好、越干越快。2020年5月，“深海一号”能源站的陆地建造工作让“进度飘红”彻底变成历史。
技术不一般：实现多项世界级创新
“深海一号”能源站的建造不止于快。“爆表”的“中国速度”，还建立高水平的“中国质量”之上。
“深海一号”能源站实现了3项世界级创新，即世界首创立柱储油、世界最大跨度半潜平台桁架式组块技术、世界首次在陆地上采用船坞内湿式半坐墩大合龙技术，同时运用了包括1500米级水深聚酯缆锚泊系统设计与安装、30年不进坞维修的浮体结构疲劳设计与检测等在内的13项国内首创技术，攻克了10多项业界难题。
能源站还引进了人员定位系统，无死角开展安全网格化管理，克服受限空间作业多、交叉作业多等难题，取得了1700万工时无事故的骄人成绩；在全球首创半潜平台立柱储油，最大储油量近2万立方米，实现了凝析油生产、存储和外输一体化功能。
“深海一号”能源站工程质量之高，从细节上可见一斑。在合龙阶段，能源站对涂装质量和精度控制有着非常严格要求，组块和船体连接点间距不得超过6毫米。
去年10月，重逾1.5万吨的桁架式半潜平台组块与相当于20层楼高的下部船体精准合龙，合龙上面立柱和甲板下结构只有5毫米偏差，好于预期。通过成功实施合龙工程，中国半潜平台船体总装快速搭载和精度控制技术已达到世界先进水平。
而以“深海一号”为示范工程，中国海油还将建立“半潜式平台+水下生产系统”深水油气田开发工程模式，打造深水设施“供应链”和深水制造“联合体”，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。
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编辑：陈昊星
责编：周 锐