我國首個深水油田二次開發項目投產——
兩個亞洲第一“能源重器”攜手上崗
“3,2,1,啟動油井!”9月19日,珠江口盆地海域,隨著投產指令發出,水下機器人緩緩開啟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項目投產。
這一天,兩個“能源重器”——亞洲首艘圓筒型浮式生產儲卸油裝置(FPSO)“海葵一號”、亞洲第一深水導管架平臺“海基二號”攜手上崗,標志著我國全類型深水油氣裝備的設計、建造和安裝能力達到世界一流水平。
歷時近4年,項目開發采用了什么新模式?建造應用了哪些新技術、新手段?記者進行了采訪。
創新模式讓開發成本降低近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項目由流花11—1和流花4—1兩個油田組成,平均水深約305米,高峰日產油約2700噸。
1996年建成投產的流花11—1油田,是開發難度極大的深水礁灰巖油田,歷經多年開采,采出程度不足20%。“現在,流花油田開采壽命延長30年,迎來二次開發機遇。”中國海油深圳分公司副總經理袁瑋說。老油田煥發新生機,如何選取經濟高效的開發模式是個難題。項目團隊通過論證比選,提出“深水導管架平臺+圓筒型FPSO”開發模式。這一模式有何新意?
先看“海基二號”,它將生產系統從水下搬到平臺上,主要負責原油開采和預處理。“海基二號”總高度達428米,總重量超5萬噸,導管架相當于“地基”,支撐海上油氣平臺搭載的300余套設備,相比于以往全水下生產家教系統模式,能夠大幅降低工程建設和生產成本。
再看2.5公里外的“海葵一號”,它從傳統的船型結構變為圓筒型結構,負責將“海基二號”開采的原油,處理成合格原油進行儲存、外輸。“海葵一號”總重量約3.7萬噸,最大儲油量6萬噸,每天可處理原油5600噸。相較常規船型結構,圓筒型FPS九宮格O,對于各方向風浪流敏感性較低,可以更好適應深水環境;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“海葵一號”的水下管小班教學纜。7條管纜總長度69公里,承擔著油氣資源、光電信號傳輸的重要作用。
“開創‘深水導管架平臺+圓筒型FPSO’的模式,推動項目開發成本降低近10億元,讓大量潛在的深水邊際油田開發成為可能。”中國海油深圳分公司流花油田開發項目副總經理王火平說。
“能源重器”更穩當、更精細、更智能
“海葵一號”“海基二號”創下多個首次,國內沒有經驗可借鑒,加之所在海域風向多變、內波流頻發,給建造技術和工藝提出了更高要求。
有“定海神針”固定,扎根更穩當。
中國海油深圳小樹屋分公司流花油田開發項目工程師王德洋告訴記者,“海基二號”導管架底部有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器。在打樁錘和水下機器人的配合下,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,再用特質水泥將空隙填滿。
針對“海葵一號”,項目團隊則訪談采用多點系泊方式進行安裝,12條錨腿分為3組、每組4條,從東北、東南、西北3個方向提供穩定的系泊力。
有創新技術支撐,建造更精細。
建造要求有多精細?海油工程流花油田總包項目經理舒偉列舉了幾組數據:“海葵一號”由60多萬個零部件組成,90多米直徑的船體,集成700多臺關鍵設備,電纜總長可繞北京五環路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……
有孿生平臺賦能,運行更智能。
扎根300多米的深水,“海基二號”導管架看不見、摸不著,如何進行監測運維?王火平說,380組監測傳感器、海底全剖面流觀測平臺等系統的安裝,讓240多公里外的陸地指揮中心,可以模擬生成一座數字孿生導管架,實現對風浪流等環境數據和導管架狀態的實時監測,提升數字化運維水平。
“海葵一號”則是全球首個集成海洋一體化監測、船體運動與系泊數字孿生等近10套數智化系統于一身的圓筒型FPSO,可在臺風期間實現遠程遙控生產。前不久,“海葵一號”“海基二號”實現移動5G網絡通信覆蓋,為深水油氣田數智化發展提供了更有力保障。
海洋油氣勘探開發加快突破
近10年,全球七八成的新油氣田發瑜伽場地現在海洋,其中近2/3集中在深水區。我國深水油氣勘探開發仍處于初期階段,增儲上產前景廣闊。
中國海油聯合國內40多家先進制造業企業,在流花11—1和流花4—1油田二次開發項目建設中,攻克一系列技術難題,帶動產業鏈協同發展。
高鹽高濕和風浪流等復雜海況,對“海基二號”導管架的鋼材強度提出挑戰。如果采用傳統鋼材,導管架下水重量將達到約4.2萬噸,超過當時國內外建造場地、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計院副院長付殿福介紹,他們聯合國內各大鋼廠進行試生產,自主研發了新型超高強鋼厚板,攻克輕量化設計關鍵技術,使導管架減重約5000噸,節省材料及船舶改造費上億元。
首個深水油田二次開發項目投產,是我國海洋油氣勘探開發及工程技術裝備飛速進步的九宮格縮影。過去10年,“深海一號”能源站推動海洋油氣勘探開發能力向1500米超深水跨越;自主研發的“璇璣”系統打破國外壟斷,精準控制地下數千米的鉆頭“瞄著”油層去、“聞著”油味鉆;深水、淺水水下會議室出租采油樹和海洋拖纜、海底節點地震勘探采集裝備均實現國產化自主研發……
國家能源局公布的數據顯示,2023年我國海洋原油產量突破6200萬噸,增量連續4年占全國原油增量的60%以上,助力國內原油2億噸長期穩產的基本盤進一步夯實。(記者 丁怡婷)