投資60億元打造我國首座深水鉆井平臺“海洋石油981”，與“海洋石油201”等組建“深水艦隊”
國家經(jīng)典工程-深海鉆油 之 概述
【工程名片】 在中國南海蘊藏油氣資源豐富，但其中70%的油氣資源蘊藏在海面300米以下的深水區(qū)域，相當(dāng)于中國全部油氣資源的三分之一。長期以來，中國海洋石油工業(yè)勘探開發(fā)水深普遍小于300米，在深水區(qū)域的開發(fā)一直處于空白。
“海洋石油981”深水鉆井平臺全景圖
上世紀(jì)末，中國對深海采油技術(shù)設(shè)備立項，命名為“海洋石油981”工程，即最先進的第六代超深水半潛式鉆井平臺。
今年5月，“海洋石油981”、“海洋石油201”相繼在南海成功開鉆，中國海油正式挺進深水。從此，由“海洋石油981”、“海洋石油201”、“海洋石油708”、“海洋石油720”、“海洋石油681”、“海洋石油682”等組建起了中海油“深水艦隊”。這支艦隊對于進軍深海海洋油氣資源開發(fā)、提升深水作業(yè)能力、實現(xiàn)國家能源戰(zhàn)略等具有重要的戰(zhàn)略意義。 新京報記者 劉一丁 上海報道
地點：東經(jīng)115度19分，北緯19度54分。
船名：HAIYANGSHIYOU981，航速0節(jié)。
5月9日，南海荔灣6-1區(qū)域，中國首座自主設(shè)計、建造的深水鉆井平臺“海洋石油981”的鉆頭進入1500米深的水下地層，打下第一口鉆井，中國進軍深海油氣開發(fā)的序幕由此拉開。
作業(yè)水深從300米到3000米
它恍若一個龐然大物，有45層樓高，面積足有一個足球場大，重3萬噸。
它更像一個機械工廠，如科幻電影中的機械世界，能穩(wěn)穩(wěn)地停在海面上，觸角可以伸向3000米深的海底，鉆進萬米深的地層。
它的名字叫“海洋石油981”世界級深水鉆井平臺，前后投資60億元。
在同一家族中，它還有“五個兄弟”，各有特異功能，被稱為“神奇六俠”。它們是：海洋石油981、海洋石油201、海洋石油708、海洋石油720、海洋石油681、海洋石油682，這“五型六船”組建成一支“深水艦隊”，引領(lǐng)中油氣的鉆探與開發(fā)進入深水。
“弟兄五個”有的像八爪魚一樣趴在海面，12個觸角如同千里眼順風(fēng)耳，可以將海底所經(jīng)的地形變成全息圖像；有的能看到海底蘊藏的寶藏，有的能抓起4000噸物體，準(zhǔn)確地將管道、電纜放置到海底，能像做針線活一樣細致。
“兄弟齊心，其力斷金”，這支“深水艦隊”已經(jīng)成為深海勘探的一把利器。中國海洋石油總公司總技術(shù)顧問、中國工程院院士周守為介紹，組建之前，受技術(shù)水平限制，中國只能徘徊在深海油田開發(fā)的門檻之外。
據(jù)介紹，全球深水鉆井技術(shù)的最大深度已經(jīng)達到3052米，而中國使用本國裝備最多可以鉆到505米水深。在深水油氣的開發(fā)技術(shù)上，中國使用國產(chǎn)裝備，只能達到333米的作業(yè)水深，而目前國際上開發(fā)的最深油氣田已達到2438米。
“最大作業(yè)水深3000米，鉆井深度可達10000米……”“海洋石油981”提升了中國深水油氣資源開發(fā)能力和大型海洋裝備建造水平，跨入世界先進行列。
僅用“洋拐杖”學(xué)不到真技術(shù)
中國南海海域油氣資源儲量豐富，被譽為第二個波斯灣，有能夠支撐中國40年的石油儲量，該海域達到300萬平方公里，九段線內(nèi)大約200萬平方公里，傳統(tǒng)疆界的油氣儲量在350億噸左右，相當(dāng)于中國陸地儲量的約三分之一。
這片海域有可能繼墨西哥灣和波斯灣之后，成為中國乃至世界油氣供應(yīng)的新“后院”。
但其中70%的資源量蘊藏在南海深水區(qū)。從全球來看，向水深超過300米直至數(shù)千米的油氣富集區(qū)邁進成為大勢所趨。
深水技術(shù)復(fù)雜，很多國家靠與有技術(shù)的公司合作，拄著“洋拐棍”走向深海。
周守為介紹，1996年，中海油與阿莫科公司合作開發(fā)了300多米水深的深海油氣田流花油田，具備了世界一流的技術(shù)。但與國外合作，只能使用油氣田，管理油氣田，而沒有學(xué)到深水勘探技術(shù)。
同時，與陸地勘探相比，海洋油氣勘探的鉆探費用要高得多，深水區(qū)的鉆探費用更為高昂，如果租賃外國鉆井船，一天的費用高達幾十萬甚至上百萬美元，而且海洋工程設(shè)備供不應(yīng)求，往往想租也租不到。
2005年起，“深水艦隊”起步，6年后，“深水艦隊”的出現(xiàn)，讓中國深水油氣開發(fā)站到了新起點。
2006年，在珠江口盆地，中國海油和哈斯基（中國）有限公司完成了中國第一口水深超過千米的深水鉆井，并發(fā)現(xiàn)了荔灣3-1大氣田。自此南海深水天然氣開發(fā)項目成立。
周守為認(rèn)為，“荔灣3-1”氣田的發(fā)現(xiàn)，揭開了中國深海油氣開發(fā)的序幕。
宣示主權(quán)，成為“流動的國土”
“深水艦隊”讓人對深海油氣開發(fā)充滿憧憬。
周守為認(rèn)為，建造“深水艦隊”既是一個國家能源安全戰(zhàn)略，同時也是一個進行了充分成本核算的商業(yè)開發(fā)計劃。
中海油將對南海實行深耕，并計劃在2020年左右，建成一個“深海大慶”，即達到5000萬噸石油或500億立方天然氣的產(chǎn)量。
周守為說，今后南海上十幾個氣田的天然氣產(chǎn)量，和未來深海開發(fā)技術(shù)帶來的產(chǎn)量，再加上從國外進口的LNG（液化天然氣）產(chǎn)量，足以撐起中國天然氣市場的半壁江山。屆時，南海天然氣將與陸上天然氣一起，使中國真正進入天然氣時代。
目前，南海周邊一些國家也在開發(fā)深海油氣，雖不具備技術(shù)，但通過“引入外資”，他們拄著比中國技術(shù)更先進的“洋拐棍”往深里走。
南海南部諸多油井林立，但并不都屬于中國。在“海洋石油981”開鉆儀式上，中國海洋石油總公司董事長、黨組書記王宜林把“海洋石油981”等稱為“流動的國土”。
這些深水裝備既能開發(fā)深水資源，也可以以資源開發(fā)的方式宣示國家主權(quán)，維護國家海洋資源權(quán)益。
據(jù)報道，在“十二五”期間，中海油還將建造第二批重大裝備，包括多功能動力定位船、飽和潛水支持船、深水潛具、5萬噸半潛式自航工程船、半潛式起重鋪管船等，所有這些工程作業(yè)船只和裝備都將在未來陸續(xù)加入“深水艦隊”的序列。
國家經(jīng)典工程深海鉆油 之 揭秘
在廣袤的南海海域，蘊藏著豐富的油氣資源。整個南海盆地群石油地質(zhì)資源量在230億至300億噸之間，天然氣總地質(zhì)資源量約為16萬億立方米，占我國油氣總資源量的三分之一。其中，70%的油氣蘊藏于152.7萬平方公里的深海區(qū)域。
此前，由于深水裝備不足，中國海洋石油工業(yè)勘探開發(fā)的海上油田，水深普遍小于300米。大于300米水深的油氣勘探開發(fā)僅處于起步階段。
今年5月9日，中國首座自主設(shè)計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”在南海荔灣成功開鉆。6天后，中國首艘深水鋪管起重船“海洋石油201”成功起航。這意味著中國長久以來在深水鉆井特大型裝備領(lǐng)域的空白，終于得到填補。
“五型六船”組成深海“聯(lián)合艦隊”，鉆井平臺“981”、鋪管起重船“201”南海投用
在香港東南320公里處的南海荔灣，屹立著一個海上版的“威震天”，身高137米，相當(dāng)于45層樓；主甲板長114米、寬79米，比一個標(biāo)準(zhǔn)足球場還要大；自重超過3萬噸，質(zhì)量相當(dāng)于2萬輛小轎車；電纜總長度逾900公里，加起來可以連接北京和青島兩座城市。
它就是中國首座深水鉆井平臺“海洋石油981”。
作為中海油深海“五型六船”（五種型號、六艘可在水深3000米海域工作的深海工程裝備）的旗艦，“981”的意義絕不僅僅體現(xiàn)在上述數(shù)字中。今年5月，它的鉆頭在南海荔灣6-1區(qū)域約1500米深的水下探入地層，標(biāo)志著中國海洋石油工業(yè)的“深水戰(zhàn)略”邁出實質(zhì)性的一步。
身經(jīng)百戰(zhàn)
戰(zhàn)臺風(fēng)“我自巋然不動”
“981”諸多“世界之最”里，有許多設(shè)計是按南海海況量身定做的。
相比淺水作業(yè)，深水作業(yè)對船只技術(shù)參數(shù)、設(shè)備的可靠性要求近乎苛刻。此外，南海波浪較大、臺風(fēng)頻繁的海況環(huán)境，也增加了油氣勘探開發(fā)的難度。據(jù)氣象部門統(tǒng)計，南海是世界上臺風(fēng)繁多的地區(qū)之一，幾乎全年都有臺風(fēng)。
為此，“981”首次采用了200年一遇風(fēng)浪參數(shù)，對平臺的總強度和穩(wěn)定性進行校核。
然而，當(dāng)“981”在調(diào)試階段遭遇臺風(fēng)時，著實讓設(shè)計方中國船舶工業(yè)集團公司第七零八所、船東中國海洋石油總公司捏了一把汗。
去年6月的一個下午，七零八所接到制造方電話：第5號強熱帶風(fēng)暴“米雷”正朝著閩浙沿海一路北上，要求所里設(shè)計人員盡快為正在舟山附近海域進行水下推進器安裝的“981”做好壓載方案、穩(wěn)性分析和拋錨方案等緊急預(yù)案。
完成預(yù)案報告已接近午夜。七零八所設(shè)計人員稱，無論是設(shè)計方、施工方還是中海油項目組，都沒有處置如此大型、現(xiàn)代化半潛平臺海上抗臺風(fēng)的經(jīng)驗。隨后，幾經(jīng)調(diào)整的預(yù)案發(fā)給了平臺海上項目組，平臺上所有人員安全撤離，只留下“981”獨自接受臺風(fēng)“米雷”的挑戰(zhàn)。
兩天后，臺風(fēng)警報解除，“981”安然無恙。
過了兩個月，“981”又迎來中心風(fēng)力高達15級的臺風(fēng)“梅花”。中海油“981”項目總經(jīng)理林瑤生說，當(dāng)時他整晚沒敢睡覺。“要是60億造價的‘981’完了，我也沒法活了。”
今年，“981”開赴南海荔灣后，先后經(jīng)歷了13號臺風(fēng)“啟德”、14號臺風(fēng)“天秤”和15號臺風(fēng)“布拉萬”，身經(jīng)百戰(zhàn)的“981”都是巋然不動。
定海神針
深海區(qū)采用“動力定位”
要想在3000米的深水區(qū)打井，就必須要保證整個平臺紋絲不動，準(zhǔn)確找到井口位置，“981”又是如何做到的呢？
這要歸功于它的錨泊定位和動力定位（DP）的組合定位系統(tǒng)。
通常來說，淺水平臺都采用錨泊定位，用錨與其索鏈的系泊方式來約束平臺在風(fēng)浪中盡量保持不動。風(fēng)、浪、流可能來自不同方向，一般平臺都會采用呈輻射狀的多個錨泊。在1500米水深海區(qū)作業(yè)時，“981”會采取錨泊定位。在3000米水深海區(qū)，拋錨鞭長莫及，就必須要采用動力定位。
所謂DP，就是在精確計算的基礎(chǔ)上，靠推進器的反作用力抵消風(fēng)、浪、流等對船體的作用力，達到平衡定位目的。例如，平臺在風(fēng)浪的作用力下有向東位移的趨勢時，DP通過控制推進器，讓平臺產(chǎn)生向西的動力，與風(fēng)浪的作用力保持平衡，從而保證平臺穩(wěn)定不位移。
“981”所采取的DP-3，是目前世界上最先進的動力定位技術(shù)。
該系統(tǒng)讓“981”成為驚濤駭浪中的“定海神針”，確保平臺全天候作業(yè)。“自重3.1萬噸、可變載荷9000噸的‘海洋石油981’航行定位，可以保證游離但不偏離1米。”動力定位師說。之所以在1500米以內(nèi)的淺水區(qū)采用錨泊定位而不是DP，是出于節(jié)能考慮。這樣二位一體的組合定位，國際上沒有先例。
S形鋪管
最快一天可鋪管5公里
“981”將深海油氣開采出來后，如何運輸成為新的難題。這時，“五型六船”中的另一位成員“海洋石油201”就要發(fā)揮作用了。
除了配備4000噸重型海洋工程起重機外，“201”還是國內(nèi)首艘具有3000米級深水鋪管能力的工程船。
經(jīng)由它鋪設(shè)的管道，“981”開采出的油氣集中到FPSO（浮式儲油卸油裝置，可對原油進行初步加工并儲存，被稱為“海上石油工廠”），再由油輪運往陸地。
據(jù)“201”生產(chǎn)方、熔盛重工海工所設(shè)計所副所長鐘宏才介紹，管道的裝載、儲藏、焊接全部在“海洋石油201”船內(nèi)完成。
管子在位于主甲板上的雙節(jié)點預(yù)制線上完成切削、焊接和檢驗工序。加工好的雙節(jié)點管將通過滾輪和傳送機構(gòu)，送往鋪管作業(yè)線起點處的對中站。一個90米長的托管架連接在船艉，以保證管子在入水的時候有一個合適的彎曲度。
這就是深海S形鋪管技術(shù)。鐘宏才介紹，S形鋪管可以適應(yīng)不同管徑從淺水到深水的長距離海管鋪設(shè)，鋪管效率較高。“201”可鋪設(shè)口徑為6至60英寸的海管，當(dāng)鋪設(shè)雙節(jié)點48英寸管子時，鋪管速度高達5公里/天，處于世界領(lǐng)先水平。
國家經(jīng)典工程深海鉆油之 目擊
海洋石油201，中國首艘自主設(shè)計、建造的3000米深水鋪管起重船，2011年5月命名，它的曾用名為“88船”，來自之前的編號“H1088”。它的建造者是一群平均年齡30歲左右的年輕人。
“海洋石油201”是“深水艦隊”五型六船中的一個，深海石油開發(fā)的核心裝備之一，負責(zé)深海海底鋪管和吊裝任務(wù)。
在其船艉端尾部設(shè)有S型托管架，托管架長約90米，分3節(jié)，可有系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)，保證海管以一合適的彎曲度進入海中。
設(shè)計方一副總裁曾說，誰能把這艘船造出來，世界上所有的海洋工程船都能造。對于“88船”的建造，負責(zé)舾裝的宋雙印用一個字形容難。
10000多個報警點，10倍于油輪；470多個艙室，5倍于油輪；800多公里的電纜量，8倍于油輪。最難的是這一切沒有經(jīng)驗可循。
“88船”屬于海工產(chǎn)品，建造中每個細節(jié)要求“苛刻”。每條焊縫要打磨得能照出人影。檔案管理十分嚴(yán)格，每道工序都能追溯到每個工人。
2011年5月28日，“88船”開赴青島做最后階段的安裝、調(diào)試。27歲的熔盛重工員工宋雙印在“88船”上負責(zé)舾裝和調(diào)試，他說，在調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)船上最重要的動力定位推進器無法正常運行，這意味著整條船失去了在海面上的定位能力。
最后發(fā)現(xiàn)是小角色造成了大麻煩。因船停留數(shù)月，推進器處于靜止?fàn)顟B(tài)，比混凝土還堅硬的海蠣子將推進器卡住，導(dǎo)致無法升降。潛水員將海蠣子一點一點鏟掉，推進器順暢的運行起來。
2012年5月，調(diào)試完備的“海洋石油201”奔赴南海。
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