中国海油:屹立深海显神威

www.xpj8.com:2015-01-12 来源:

  在今年的国家科技奖励大会上,由中国海洋石油总企业组织国内百多家单位、历时近6年完成的“超深水半潜式钻井平台研发与应用”项目获得2014年度国家科学技术进步特等奖,这是我国海洋石油工业迄今为止获得的最高科技奖项。


  对于超深水钻井平台来说,获此殊荣可谓是实至名归。这座由我国自主设计、建造的首座第六代超深水半潜式钻井平台将我国大型海洋装备建造水平由第三梯队推入了世界先进行列。


  中国海洋石油总企业董事长王宜林说,“超深水钻井平台的研制成功及投入使用,标志着中国正式挺进海洋深水石油开发新领域,对保障中国能源安全、维护领海主权、建设海洋强国具有重要的战略意义。”


  向深水开发挺进


  国际上一般将水深超过300米的海域定义为深水,水深1500米以上的海域称为超深水。受技术水平限制,中国曾经只能徘徊在深水油气资源开发的门槛之外


  如今的“超深水钻井平台”恍若一个庞然大物,有45层楼高,面积有一个足球场大,重3万吨;又像科幻影片中的变形金刚,能稳稳地停在海面上,触角可以伸向3000米深的海底,钻进1万多米深的地层,基本可以覆盖南海地区。


  在同一家族中,它还有海洋石油201、海洋石油708等“五个弟兄”,各有特异功能,有的像八爪鱼一样趴在海面,12个触角如同千里眼顺风耳,可以将海底所经的地形变成全息图像;有的能看到海底蕴藏的宝藏,有的能抓起4000吨物体,准确地将管道、电缆放置到海底,能像做针线活一样细致……


  “兄弟齐心,其利断金”,以“超深水钻井平台”为旗舰组建的这支“深水舰队”已经成为我国深水油气资源勘探开发的一把利器。


  然而这支舰队组建之前,受技术水平限制,中国只能徘徊在深水(国际上一般将水深超过300米的海域定义为深水,水深1500米以上的海域称为超深水)油气资源开发的门槛之外。中国海油深水钻井船工程项目组总经理林瑶生告诉《经济日报》记者,“深水油气勘探开发被少数国际大石油企业垄断,在‘超深水钻井平台’交付之前,我国自主制造的勘探开发装备,主要局限在水深不到300米的海域,在深水区域的开发处于起步阶段。”


  我国南海油气资源极为丰富,油气资源储量约占我国油气总资源量的三分之一,但其中70%蕴藏于153.7平方公里的深海海域,因为没有大型深水钻井设备,只能眼睁睁地看着我国南海珍贵的油气资源被人开采。中国工程院院士、中国海洋石油总企业总技术顾问周守为说,“南海石油是主权油,能开采大家自己的石油,就等于维护了大家的主权。”


  当前,深水已成为全球油气资源勘探的热点区域。2000年以来全世界新增的油气发现中,大约70%油气新发现来自海上,其中深水区块的油气发现占全世界新增发现资源的50%左右。


  早在2002年,中国船舶及海洋工程设计研究院、上海交通大学等单位启动了“新型多功能半潜式钻井平台研制”,开始跟踪了解当时国际上最先进的设计水准和要攻克的关键技术。2006年中国海油启动“超深水钻井平台”项目,2008年正式开工建造,2010年2月26日建成出坞下水,2012年5月9日,“超深水钻井平台”在南海开钻超深水井,并成功钻探到水下1500米深度。


  中国海洋石油人在深水半潜式钻井平台领域实现了从第二代到第六代的跨越式发展,挺进了国际深水勘探开发俱乐部行列。


  破除技术“坚冰”


  与世界上类似平台对比,从设计的安全性、动力定位、钻井效率以及自动化程度等方面考虑,“超深水钻井平台”处于世界领先水平


  然而,向深海挺进谈何容易。业内人士都清楚,300米水深是分界点,此后,随着水深的增加,油气勘探开发技术难度和投入呈几何倍数增长。


  南海深水区的勘采难度更是如此。据先容,不同于墨西哥湾气候温和、海底平坦,南海深水区无风三尺浪,台风多,海底坡度大、地形崎岖,存在内波流——一种因海水密度、质量差异形成的海洋流。南海的内波流最快速度可达到2米/秒,能量巨大,几分钟或几十分钟内可将一座大型的轮船移位几十公里。环境条件如此恶劣复杂的南海,无疑对设计带来巨大挑战,对建造质量的要求几近苛刻。


  “海洋深水油气勘探极其复杂,这一活动的背后,往往是国家之间工业、经济、技术等深层次的竞争。”中国海油深水工程重点实验室副主任谢彬说。据先容,海洋油气开采成本是陆地开采的6倍至10倍,最贵的深水井钻井费用高达1亿美金。这么多钱投进去,如何保证打井的成功率?如何保障井位误差不超过1米?又如何提高技术含量、降低成本?


  一系列技术“坚冰”挡在中国海洋石油人面前。


  “中国海油30多年的发展史实际上是一部科技进步史。”中国海洋石油总企业董事长王宜林表示。当那些“大胡子”、“洋鬼子”用异样的目光审视着中方员工时,致力于建设中国海洋石油工业体系的中国海油人暗下决心,一定要自强。


  正是在这样的决心驱使下,中国海油人攻克了一个又一个技术难关。最让谢彬难以忘怀的是,如何在深水区准确定位。“南海海洋环境特殊,不仅存在18级的强台风,而且存在号称‘水下魔鬼’的内波。在这样的环境下要准确地找到井口位置,必须保证整个平台纹丝不动,而要做到这一点,难度极大。”谢彬说。


  谢彬先容,如何让风浪产生的作用力与推进器产生的反作用力保持平衡,需要精确的计算。单是这个环节往往要采用200年一遇的环境参数,几个研究人员没日没夜地花上好几天功夫去进行大量的计算和模拟分析。经过刻苦攻关,研究人员最终确定了锚泊定位系统和DP3动力定位系统组合的定位系统方案,形成了适合“超深水钻井平台”的定位系统。


  目前,该组合定位系统是世界上最先进的动力定位技术,能让“超深水钻井平台”成为惊涛骇浪中的“定海神针”,确保平台全天候作业。


  组合定位系统并非是“超深水钻井平台”唯一让人称道的地方。“它还首次突破半潜式平台可变载荷9000吨,为世界半潜式平台之最,大大提高了远海作业能力。同时在安全性方面,也首次采用了最先进的本质安全型水下防喷器系统。在紧急情况下可自动关闭井口,能有效防止事故的发生。”谢彬说。


  林瑶生表示,与世界上类似平台对比,从设计的安全性、动力定位、钻井效率以及自动化程度等方面考虑,“超深水钻井平台”处于世界领先水平,足以跻身世界前三名。


  带动装备业提速


  中国海洋油气正在进军深水,可以预计,未来我国的深水油气业、深水装备制造业将得到更大更好的发展


  “超深水平台”的成功研制即投入使用,吹响中国进军深海的号角。自2012年在南海首钻以来,已先后钻井17口、完井4口。特别是2014年8月18日,该钻井平台在陵水17-2测试获得高产油气流,创造了中国海油自营气井测试日产量最高纪录。“陵水17-2的发现,让世界看到,在全球深水油气勘探格局中,我国已占有一席之地。”林瑶生对此心感骄傲。


  不仅如此,“超深水钻井平台”的拉动效应正在发酵。实际上,作为中央企业,建设“超深水钻井平台”之初,中国海油便考虑借此机会带动国内装备业发展。


  锚链便是其中的一个典型。生产R5级系泊链之前,我国在系泊链生产上以R3、R4级为主。平台项目组考虑到R4级锚链不能满足设计需要,便联系到国内相关锚链企业,提出技术要求,邀请对方进行R5级锚链的研制。如今,历经多次强台风考验的R5级系泊链已经逐渐被国际油企业所认可,“超深水钻井平台”也成了R5级锚链的一张活的宣传“名片”。


  林瑶生告诉记者,除锚链外,平台是由外高桥造船厂制造,以及水密门、钻井泵等均由国内厂商提供,鉴于“超深水钻井平台”在南海恶劣海况中国足球协会超级联赛深水作业,这些厂商也一跃在相关领域进入国际先进水平。


  得益于国内深水油气资源的开发,这些国内深水设备制造商们有了一条相对容易的跨越之路。“通过‘超深水钻井平台’的设计建造,国内上百家承包商参与平台设计建造,增强了造船、机械、钢铁、电子等行业的整体技术能力和国际竞争力,培养和锻炼了上千名深水技术人才。”林瑶生说。


  眼下,中国海洋油气正在进军深水,可以预计,未来我国的深水油气业、深水装备制造业将得到更大更好的发展。


  (本文章摘自1月12日《经济日报》)

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