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躍居世界先進(jìn)水平！我國深水油氣有哪些突破？
來源 | 中國海油
1月28日，從中國海洋石油集團(tuán)有限公司獲悉，5年來，經(jīng)過不懈努力、共同奮斗，我國海洋石油事業(yè)發(fā)展取得歷史性成就，以深水半潛生產(chǎn)平臺(tái)、FPSO（浮式儲(chǔ)卸油裝置）系統(tǒng)總體集成技術(shù)、中心管匯等水下生產(chǎn)系統(tǒng)為代表的深水油氣裝備制造能力躍居世界先進(jìn)水平。
中國海油董事長、黨組書記汪東進(jìn)表示，“十三五”期間，中國海油深入貫徹落實(shí)“海洋強(qiáng)國”戰(zhàn)略，以加大國內(nèi)油氣勘探開發(fā)為引領(lǐng)，不斷推動(dòng)我國海洋石油工業(yè)快速發(fā)展，持續(xù)深化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，提升自主科技創(chuàng)新能力，在海洋工程裝備規(guī)模、作業(yè)能力、競(jìng)爭(zhēng)力和深水油氣裝備制造能力等方面實(shí)現(xiàn)了跨越式突破，為保障國家能源安全作出重要貢獻(xiàn)。
01. 從淺入深：深水半潛平臺(tái)制造實(shí)現(xiàn)全新突破
深海，是未來全球油氣資源的重要接替區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球超過70%的油氣資源蘊(yùn)藏在海洋之中，其中44%來自深海。2014年8月，我國首個(gè)千億級(jí)自營深水大氣田——陵水17-2氣田橫空出世，打開了一扇通往深水油氣“寶藏”的大門。
深海油氣開發(fā)，除了風(fēng)險(xiǎn)和投入呈幾何倍數(shù)遞增外，裝備制造是關(guān)鍵瓶頸。只有自主掌握深水裝備制造技術(shù)，才能真正擁有深水開發(fā)的主動(dòng)權(quán)。
作為我國最大的海上油氣生產(chǎn)商，早在“十二五”時(shí)期，中國海油便斥巨資打造了“五型六船”深水艦隊(duì)，實(shí)現(xiàn)了深海鉆探能力從300米到3000米水深的巨大跨越，然而用于深水油氣田開發(fā)的生產(chǎn)裝備建造仍停留在300米以內(nèi)水深范圍。
“十三五”期間，中國海油決定將半潛生產(chǎn)平臺(tái)等典型深水裝備制造技術(shù)作為重點(diǎn)發(fā)展方向，對(duì)關(guān)鍵核心技術(shù)持續(xù)攻關(guān)。
近日，從中國海油傳來喜訊，由我國自主研發(fā)建造的全球首座十萬噸級(jí)深水半潛式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)——“深海一號(hào)”能源站在山東煙臺(tái)交付啟航，標(biāo)志著我國深水油氣田開發(fā)能力和深水海洋工程裝備制造技術(shù)取得重大突破，對(duì)提升我國海洋資源開發(fā)能力、保障國家能源安全和支撐海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略具有重要意義。
中國海油陵水17-2氣田開發(fā)項(xiàng)目總經(jīng)理尤學(xué)剛告訴記者，“深海一號(hào)”能源站實(shí)現(xiàn)3項(xiàng)世界級(jí)創(chuàng)新，運(yùn)用13項(xiàng)國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)，攻克10多項(xiàng)行業(yè)難題，可謂是中國海洋工程建造領(lǐng)域的集大成之作。
“深海一號(hào)”能源站代表了當(dāng)今世界半潛式生產(chǎn)平臺(tái)的最高水平和發(fā)展方向，它采用世界首創(chuàng)立柱儲(chǔ)油，最大儲(chǔ)油量近2萬立方米，實(shí)現(xiàn)了凝析油生產(chǎn)、存儲(chǔ)和外輸一體化功能；它擁有目前世界上跨度最大的半潛平臺(tái)桁架式組塊；首次采用船塢內(nèi)濕式半坐墩合龍技術(shù)，完成世界最重的5萬噸級(jí)的半潛式平臺(tái)大合龍……
多個(gè)世界首次和世界首創(chuàng)技術(shù)的成功應(yīng)用，得益于中國海油多年的潛心鉆研和科技創(chuàng)新，多項(xiàng)深水油氣裝備關(guān)鍵核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。
尤學(xué)剛表示，依托“深海一號(hào)”能源站，中國海油牽頭聯(lián)合國內(nèi)海洋工程界知名高校、研究院所等，采取“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合、工程項(xiàng)目與科研項(xiàng)目緊密結(jié)合的科技創(chuàng)新模式，深入推進(jìn)深水能力建設(shè)“四個(gè)一”工程，攻克一系列關(guān)鍵技術(shù)，形成了深水半潛式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)的自主研發(fā)與建造的技術(shù)能力。
“‘十三五’期間，隨著以‘深海一號(hào)’能源站為代表的深水油氣裝備交付，我國半潛平臺(tái)船體總裝快速搭載和精度控制技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平，海底管線鋪設(shè)等多項(xiàng)深水施工技術(shù)突破1500米難關(guān)，超大型深水裝備工程總包能力獲得了顯著提升。”海洋石油工程股份有限公司副總工程師鐘文軍說。
02. 從弱到強(qiáng)：FPSO總體集成技術(shù)能力全面提升
隨著海洋油氣開發(fā)逐漸向深海、遠(yuǎn)海發(fā)展，鋪設(shè)長距離油氣回輸管線的成本越來越高、風(fēng)險(xiǎn)也越來越大……解決這一難題最有效的途徑是建設(shè)“海上油氣加工廠”——FPSO，它因造價(jià)高昂、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、設(shè)備設(shè)施集成程度高、建造難度大，被視為海洋工程領(lǐng)域“皇冠上的明珠”。
“十三五”期間，中國海油將FPSO總體集成技術(shù)提升作為科技發(fā)展的優(yōu)先方向，積極攻關(guān)不同類型FPSO總體集成和全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)。
2018年5月，中國海油承攬的巴西國家石油公司P67 FPSO成功在海油工程青島場(chǎng)地交付巴西，開創(chuàng)了我國自主集成并成功交付世界級(jí)超大型FPSO的先河。2019年12月，P70 FPSO成功交付，創(chuàng)造了國際超大型FPSO交付的新速度。
P67/P70 FPSO總長超過300米，總寬約74米，甲板面積相當(dāng)于3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)。其設(shè)計(jì)壽命25年，作業(yè)水深2200米，年產(chǎn)量達(dá)到1/4個(gè)大慶油田，儲(chǔ)油量160萬桶，天然氣處理能力600萬標(biāo)方/天，最大排水量達(dá)35萬噸，相當(dāng)于遼寧號(hào)航母的5倍，為我國首次自主集成的工程量最大、最復(fù)雜、技術(shù)要求最高的FPSO項(xiàng)目。
在項(xiàng)目實(shí)施過程中，中國海油組織了近千人的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，對(duì)項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)和管理難點(diǎn)持續(xù)攻關(guān)，僅P70就完成了190多項(xiàng)技術(shù)革新和工藝創(chuàng)新，還應(yīng)用了智能化界面管理系統(tǒng)，借助可視化、數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了FPSO工程的動(dòng)態(tài)化、規(guī)范化管理，刷新了國內(nèi)自主集成同等規(guī)模FPSO的速度紀(jì)錄，并被評(píng)為2019年中國“十大創(chuàng)新工程”，標(biāo)志著中國超大型FPSO總體集成技術(shù)能力達(dá)到國際先進(jìn)水平。
在掌握超大型FPSO總體集成技術(shù)的同時(shí)，我國FPSO單點(diǎn)建造集成技術(shù)也獲得了重要突破。
2020年5月，由我國自主設(shè)計(jì)、建造和集成的中國最大作業(yè)水深FPSO“海洋石油119”在青島場(chǎng)地交付啟航。值得一提的是，“海洋石油119”采用了國際上技術(shù)最復(fù)雜、集成精度最高的大型內(nèi)轉(zhuǎn)塔單點(diǎn)系泊系統(tǒng)，該系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)也僅有4例。在建造過程中，中國海油先后突破130毫米超大厚板焊接、大型復(fù)雜單點(diǎn)毫米級(jí)高精度控制、超高精密滑環(huán)集成等10多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，完成30多項(xiàng)工藝創(chuàng)新，并克服新冠肺炎疫情嚴(yán)重影響，提前40天完成單點(diǎn)集成工作，刷新了國際同類單點(diǎn)的最快集成記錄。
經(jīng)過5年發(fā)展，中國海油擁有FPSO達(dá)到16艘，規(guī)模與總噸位均居世界前列，成為保障國家能源安全和海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的關(guān)鍵力量，形成了從設(shè)計(jì)、建造、安裝、調(diào)試到運(yùn)營管理、升級(jí)改造的FPSO全生命周期管理能力，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)海域從水深16.7米到2000米、噸位從5萬噸級(jí)至35萬噸級(jí)、船型從普通型到圓筒型、系泊形式從多點(diǎn)系泊到單點(diǎn)系泊的全覆蓋，抗冰、抗臺(tái)風(fēng)能力已達(dá)到國際領(lǐng)先水平，多型FPSO總體集成和全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)獲得全面提升。在中國海油FPSO產(chǎn)業(yè)橫向輻射過程中，有力帶動(dòng)了國內(nèi)造船、機(jī)電、冶金、信息等產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展。
03. 從“洋”到“中”：水下生產(chǎn)系統(tǒng)走向自主制造
水下油氣生產(chǎn)設(shè)施，是海上油氣田增強(qiáng)抗災(zāi)害性環(huán)境能力和降低開發(fā)成本的最優(yōu)解決方案和行業(yè)趨勢(shì)。水下生產(chǎn)系統(tǒng)由水下井口、采油樹、中心管匯、跨接管、海底管線和立管等水下生產(chǎn)設(shè)備組成，與傳統(tǒng)的海上油氣開采方式相比，這種經(jīng)濟(jì)高效的技術(shù)手段更適合開發(fā)深水和邊際油田。
業(yè)界普遍認(rèn)為，在深水油氣田開發(fā)裝備發(fā)展方面，世界海洋石油的“昨天”是干式井口、樁基平臺(tái)，“今天”是水下井口、浮式平臺(tái)，“明天”是水下生產(chǎn)系統(tǒng)。
從1996年起，流花11-1油田等我國南海部分油氣田，也陸續(xù)應(yīng)用了水下生產(chǎn)系統(tǒng)，但幾乎所有的工程開發(fā)均由國外水下設(shè)備供應(yīng)商和工程承包商完成。早在“十二五”初期，國家把水下油氣生產(chǎn)系統(tǒng)作為專項(xiàng)工程進(jìn)行立項(xiàng)研發(fā)，推動(dòng)這項(xiàng)事業(yè)的大步向前。
“十三五”期間，中國海油將突破1500米水深和淺水水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)作為重點(diǎn)規(guī)劃目標(biāo)，加快推進(jìn)水下產(chǎn)品國產(chǎn)化進(jìn)程。
2020年9月，在“深海一號(hào)”能源站船體完工前夕，由我國自主建造的首批1500米深水中心管匯成功交付，它的問世，意味著我國在深水中心管匯設(shè)備上的制造能力達(dá)到了世界先進(jìn)水平，離自主建造海上油氣田的“海底工廠”又近了一步。
和國際上單臺(tái)水下中心管匯至少15個(gè)月的制造周期相比，陵水17-2項(xiàng)目水下中心管匯的制造周期僅有11個(gè)月，而且是4臺(tái)水下中心管匯同時(shí)開工、制造和測(cè)試，其工藝難度之高、質(zhì)量要求之嚴(yán)和施工工期之短，不僅在國內(nèi)尚屬首次，也打破了深水中心管匯制造的國際記錄。除水下中心管匯外，陵水17-2氣田開發(fā)所需的跨接管、PLET（海管終端）等70余臺(tái)水下生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施，均由中國海油自主建造。
2020年11月，中國海油與哈斯基石油中國有限公司合作開發(fā)的流花29-1氣田順利投產(chǎn)。這是繼荔灣3-1氣田、流花34-2氣田后，我國南海投產(chǎn)的第三個(gè)合作深水氣田。在這個(gè)油田上，我國自主建造的水下生產(chǎn)系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。
經(jīng)過5年發(fā)展，我國水下生產(chǎn)系統(tǒng)從最簡單的水下產(chǎn)品，慢慢向中高端攀援，逐漸完成了從簡單的水下終端到復(fù)雜的水下中心管匯、從靶區(qū)是300米以下淺水到1500米超深水、從全部依靠進(jìn)口到水下產(chǎn)品走出國門的跨越，基本掌握1500米水深水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水下管匯等系列關(guān)鍵水下產(chǎn)品的國產(chǎn)化應(yīng)用。
哈斯基石油中國有限公司生產(chǎn)及開發(fā)副總裁Tracy感慨道，“2013年以前，哈斯基投資荔灣3-1氣田水下生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)，幾乎看不到中國人的身影。而在流花29-1氣田項(xiàng)目上，水下核心設(shè)備的制造者絕大部分都是中國人。”
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