圖為“海葵一號”與“海基二號”。 |
“3,2,1,啟動油井!”9月19日,珠江口盆地海域,隨著投產(chǎn)指令發(fā)出,水下機(jī)器人緩緩開啟300多米深的采油樹,汩汩原油噴薄而出,我國首個深水油田二次開發(fā)項(xiàng)目投產(chǎn)。
這一天,兩個“能源重器”——亞洲首艘圓筒型浮式生產(chǎn)儲卸油裝置(FPSO)“??惶枴?、亞洲第一深水導(dǎo)管架平臺“?;枴睌y手上崗,標(biāo)志著我國全類型深水油氣裝備的設(shè)計、建造和安裝能力達(dá)到世界一流水平。
歷時近4年,項(xiàng)目開發(fā)采用了什么新模式?建造應(yīng)用了哪些新技術(shù)、新手段?記者進(jìn)行了采訪。
創(chuàng)新模式讓開發(fā)成本降低近10億元
國際上,通常將水深超過300米海域的油氣資源定義為深水油氣。我國首個深水油田二次開發(fā)項(xiàng)目由流花11—1和流花4—1兩個油田組成,平均水深約305米,高峰日產(chǎn)油約2700噸。
1996年建成投產(chǎn)的流花11—1油田,是開發(fā)難度極大的深水礁灰?guī)r油田,歷經(jīng)多年開采,采出程度不足20%?!艾F(xiàn)在,流花油田開采壽命延長30年,迎來二次開發(fā)機(jī)遇?!敝袊S蜕钲诜止靖笨偨?jīng)理袁瑋說。老油田煥發(fā)新生機(jī),如何選取經(jīng)濟(jì)高效的開發(fā)模式是個難題。項(xiàng)目團(tuán)隊通過論證比選,提出“深水導(dǎo)管架平臺+圓筒型FPSO”開發(fā)模式。這一模式有何新意?
先看“?;枴?,它將生產(chǎn)系統(tǒng)從水下搬到平臺上,主要負(fù)責(zé)原油開采和預(yù)處理。“?;枴笨偢叨冗_(dá)428米,總重量超5萬噸,導(dǎo)管架相當(dāng)于“地基”,支撐海上油氣平臺搭載的300余套設(shè)備,相比于以往全水下生產(chǎn)系統(tǒng)模式,能夠大幅降低工程建設(shè)和生產(chǎn)成本。
再看2.5公里外的“??惶枴?,它從傳統(tǒng)的船型結(jié)構(gòu)變?yōu)閳A筒型結(jié)構(gòu),負(fù)責(zé)將“海基二號”開采的原油,處理成合格原油進(jìn)行儲存、外輸?!昂?惶枴笨傊亓考s3.7萬噸,最大儲油量6萬噸,每天可處理原油5600噸。相較常規(guī)船型結(jié)構(gòu),圓筒型FPSO,對于各方向風(fēng)浪流敏感性較低,可以更好適應(yīng)深水環(huán)境;同時,體型更小、空間更緊湊、鋼材用量少,儲油效率明顯提升。
最后是連接“海基二號”和“??惶枴钡乃鹿芾|。7條管纜總長度69公里,承擔(dān)著油氣資源、光電信號傳輸?shù)闹匾饔谩?/p>
“開創(chuàng)‘深水導(dǎo)管架平臺+圓筒型FPSO’的模式,推動項(xiàng)目開發(fā)成本降低近10億元,讓大量潛在的深水邊際油田開發(fā)成為可能?!敝袊S蜕钲诜止玖骰ㄓ吞镩_發(fā)項(xiàng)目副總經(jīng)理王火平說。
“能源重器”更穩(wěn)當(dāng)、更精細(xì)、更智能
“??惶枴薄昂;枴眲?chuàng)下多個首次,國內(nèi)沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒,加之所在海域風(fēng)向多變、內(nèi)波流頻發(fā),給建造技術(shù)和工藝提出了更高要求。
有“定海神針”固定,扎根更穩(wěn)當(dāng)。
中國海油深圳分公司流花油田開發(fā)項(xiàng)目工程師王德洋告訴記者,“海基二號”導(dǎo)管架底部有4個邊角,每個邊角各有4根裙樁套筒、直徑近3米,共16根,樣子類似火箭底部的推進(jìn)器。在打樁錘和水下機(jī)器人的配合下,16根長約170米、直徑約2.7米的鋼樁,如同“定海神針”,分別插入裙樁套筒、深深釘入海底,再用特質(zhì)水泥將空隙填滿。
針對“??惶枴?,項(xiàng)目團(tuán)隊則采用多點(diǎn)系泊方式進(jìn)行安裝,12條錨腿分為3組、每組4條,從東北、東南、西北3個方向提供穩(wěn)定的系泊力。
有創(chuàng)新技術(shù)支撐,建造更精細(xì)。
建造要求有多精細(xì)?海油工程流花油田總包項(xiàng)目經(jīng)理舒?zhèn)チ信e了幾組數(shù)據(jù):“??惶枴庇?0多萬個零部件組成,90多米直徑的船體,集成700多臺關(guān)鍵設(shè)備,電纜總長可繞北京五環(huán)路5圈還多,船體和上部模塊間不足6米的高度需布置2萬多米管線;船體由120多個異形分段組成,主尺寸公差必須控制在25毫米以內(nèi)……
有孿生平臺賦能,運(yùn)行更智能。
扎根300多米的深水,“?;枴睂?dǎo)管架看不見、摸不著,如何進(jìn)行監(jiān)測運(yùn)維?王火平說,380組監(jiān)測傳感器、海底全剖面流觀測平臺等系統(tǒng)的安裝,讓240多公里外的陸地指揮中心,可以模擬生成一座數(shù)字孿生導(dǎo)管架,實(shí)現(xiàn)對風(fēng)浪流等環(huán)境數(shù)據(jù)和導(dǎo)管架狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測,提升數(shù)字化運(yùn)維水平。
“??惶枴眲t是全球首個集成海洋一體化監(jiān)測、船體運(yùn)動與系泊數(shù)字孿生等近10套數(shù)智化系統(tǒng)于一身的圓筒型FPSO,可在臺風(fēng)期間實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn)。前不久,“??惶枴薄昂;枴睂?shí)現(xiàn)移動5G網(wǎng)絡(luò)通信覆蓋,為深水油氣田數(shù)智化發(fā)展提供了更有力保障。
海洋油氣勘探開發(fā)加快突破
近10年,全球七八成的新油氣田發(fā)現(xiàn)在海洋,其中近2/3集中在深水區(qū)。我國深水油氣勘探開發(fā)仍處于初期階段,增儲上產(chǎn)前景廣闊。
中國海油聯(lián)合國內(nèi)40多家先進(jìn)制造業(yè)企業(yè),在流花11—1和流花4—1油田二次開發(fā)項(xiàng)目建設(shè)中,攻克一系列技術(shù)難題,帶動產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。
高鹽高濕和風(fēng)浪流等復(fù)雜海況,對“?;枴睂?dǎo)管架的鋼材強(qiáng)度提出挑戰(zhàn)。如果采用傳統(tǒng)鋼材,導(dǎo)管架下水重量將達(dá)到約4.2萬噸,超過當(dāng)時國內(nèi)外建造場地、施工船舶等資源的極限承載能力。中海油研究總院工程研究設(shè)計院副院長付殿福介紹,他們聯(lián)合國內(nèi)各大鋼廠進(jìn)行試生產(chǎn),自主研發(fā)了新型超高強(qiáng)鋼厚板,攻克輕量化設(shè)計關(guān)鍵技術(shù),使導(dǎo)管架減重約5000噸,節(jié)省材料及船舶改造費(fèi)上億元。
首個深水油田二次開發(fā)項(xiàng)目投產(chǎn),是我國海洋油氣勘探開發(fā)及工程技術(shù)裝備飛速進(jìn)步的縮影。過去10年,“深海一號”能源站推動海洋油氣勘探開發(fā)能力向1500米超深水跨越;自主研發(fā)的“璇璣”系統(tǒng)打破國外壟斷,精準(zhǔn)控制地下數(shù)千米的鉆頭“瞄著”油層去、“聞著”油味鉆;深水、淺水水下采油樹和海洋拖纜、海底節(jié)點(diǎn)地震勘探采集裝備均實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化自主研發(fā)……
國家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示,2023年我國海洋原油產(chǎn)量突破6200萬噸,增量連續(xù)4年占全國原油增量的60%以上,助力國內(nèi)原油2億噸長期穩(wěn)產(chǎn)的基本盤進(jìn)一步夯實(shí)。
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