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          躍居世界先進水平!我國深水油氣有哪些突破?

          http://www.jnl-china.com
          來源 | 中國海油

          1月28日,從中國海洋石油集團有限公司獲悉,5年來,經過不懈努力、共同奮斗,我國海洋石油事業發展取得歷史性成就,以深水半潛生產平臺、FPSO(浮式儲卸油裝置)系統總體集成技術、中心管匯等水下生產系統為代表的深水油氣裝備制造能力躍居世界先進水平。

          中國海油董事長、黨組書記汪東進表示,“十三五”期間,中國海油深入貫徹落實“海洋強國”戰略,以加大國內油氣勘探開發為引領,不斷推動我國海洋石油工業快速發展,持續深化關鍵技術攻關,提升自主科技創新能力,在海洋工程裝備規模、作業能力、競爭力和深水油氣裝備制造能力等方面實現了跨越式突破,為保障國家能源安全作出重要貢獻。

          01. 從淺入深:深水半潛平臺制造實現全新突破

          深海,是未來全球油氣資源的重要接替區。據統計,全球超過70%的油氣資源蘊藏在海洋之中,其中44%來自深海。2014年8月,我國首個千億級自營深水大氣田——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,除了風險和投入呈幾何倍數遞增外,裝備制造是關鍵瓶頸。只有自主掌握深水裝備制造技術,才能真正擁有深水開發的主動權。

          作為我國最大的海上油氣生產商,早在“十二五”時期,中國海油便斥巨資打造了“五型六船”深水艦隊,實現了深海鉆探能力從300米到3000米水深的巨大跨越,然而用于深水油氣田開發的生產裝備建造仍停留在300米以內水深范圍。

          “十三五”期間,中國海油決定將半潛生產平臺等典型深水裝備制造技術作為重點發展方向,對關鍵核心技術持續攻關。

          近日,從中國海油傳來喜訊,由我國自主研發建造的全球首座十萬噸級深水半潛式生產儲油平臺——“深海一號”能源站在山東煙臺交付啟航,標志著我國深水油氣田開發能力和深水海洋工程裝備制造技術取得重大突破,對提升我國海洋資源開發能力、保障國家能源安全和支撐海洋強國戰略具有重要意義。

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          中國海油陵水17-2氣田開發項目總經理尤學剛告訴記者,“深海一號”能源站實現3項世界級創新,運用13項國內首創技術,攻克10多項行業難題,可謂是中國海洋工程建造領域的集大成之作。

          “深海一號”能源站代表了當今世界半潛式生產平臺的最高水平和發展方向,它采用世界首創立柱儲油,最大儲油量近2萬立方米,實現了凝析油生產、存儲和外輸一體化功能;它擁有目前世界上跨度最大的半潛平臺桁架式組塊;首次采用船塢內濕式半坐墩合龍技術,完成世界最重的5萬噸級的半潛式平臺大合龍……

          多個世界首次和世界首創技術的成功應用,得益于中國海油多年的潛心鉆研和科技創新,多項深水油氣裝備關鍵核心技術實現突破。

          尤學剛表示,依托“深海一號”能源站,中國海油牽頭聯合國內海洋工程界知名高校、研究院所等,采取“產、學、研、用”相結合、工程項目與科研項目緊密結合的科技創新模式,深入推進深水能力建設“四個一”工程,攻克一系列關鍵技術,形成了深水半潛式生產儲油平臺的自主研發與建造的技術能力。

          “‘十三五’期間,隨著以‘深海一號’能源站為代表的深水油氣裝備交付,我國半潛平臺船體總裝快速搭載和精度控制技術已達到世界先進水平,海底管線鋪設等多項深水施工技術突破1500米難關,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:FPSO總體集成技術能力全面提升

          隨著海洋油氣開發逐漸向深海、遠海發展,鋪設長距離油氣回輸管線的成本越來越高、風險也越來越大……解決這一難題最有效的途徑是建設“海上油氣加工廠”——FPSO,它因造價高昂、生產工藝復雜、設備設施集成程度高、建造難度大,被視為海洋工程領域“皇冠上的明珠”。

          “十三五”期間,中國海油將FPSO總體集成技術提升作為科技發展的優先方向,積極攻關不同類型FPSO總體集成和全產業鏈技術。

          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地交付巴西,開創了我國自主集成并成功交付世界級超大型FPSO的先河。2019年12月,P70 FPSO成功交付,創造了國際超大型FPSO交付的新速度。

          P67/P70 FPSO總長超過300米,總寬約74米,甲板面積相當于3個標準足球場。其設計壽命25年,作業水深2200米,年產量達到1/4個大慶油田,儲油量160萬桶,天然氣處理能力600萬標方/天,最大排水量達35萬噸,相當于遼寧號航母的5倍,為我國首次自主集成的工程量最大、最復雜、技術要求最高的FPSO項目。

          在項目實施過程中,中國海油組織了近千人的項目團隊,對項目的技術難點和管理難點持續攻關,僅P70就完成了190多項技術革新和工藝創新,還應用了智能化界面管理系統,借助可視化、數字化、物聯網等技術,實現了FPSO工程的動態化、規范化管理,刷新了國內自主集成同等規模FPSO的速度紀錄,并被評為2019年中國“十大創新工程”,標志著中國超大型FPSO總體集成技術能力達到國際先進水平。

          在掌握超大型FPSO總體集成技術的同時,我國FPSO單點建造集成技術也獲得了重要突破。

          2020年5月,由我國自主設計、建造和集成的中國最大作業水深FPSO“海洋石油119”在青島場地交付啟航。值得一提的是,“海洋石油119”采用了國際上技術最復雜、集成精度最高的大型內轉塔單點系泊系統,該系統在全球范圍內也僅有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、大型復雜單點毫米級高精度控制、超高精密滑環集成等10多項關鍵技術,完成30多項工藝創新,并克服新冠肺炎疫情嚴重影響,提前40天完成單點集成工作,刷新了國際同類單點的最快集成記錄。

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          經過5年發展,中國海油擁有FPSO達到16艘,規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國戰略的關鍵力量,形成了從設計、建造、安裝、調試到運營管理、升級改造的FPSO全生命周期管理能力,實現了作業海域從水深16.7米到2000米、噸位從5萬噸級至35萬噸級、船型從普通型到圓筒型、系泊形式從多點系泊到單點系泊的全覆蓋,抗冰、抗臺風能力已達到國際領先水平,多型FPSO總體集成和全產業鏈技術獲得全面提升。在中國海油FPSO產業橫向輻射過程中,有力帶動了國內造船、機電、冶金、信息等產業技術的發展。

          03. 從“洋”到“中”:水下生產系統走向自主制造

          水下油氣生產設施,是海上油氣田增強抗災害性環境能力和降低開發成本的最優解決方案和行業趨勢。水下生產系統由水下井口、采油樹、中心管匯、跨接管、海底管線和立管等水下生產設備組成,與傳統的海上油氣開采方式相比,這種經濟高效的技術手段更適合開發深水和邊際油田。

          業界普遍認為,在深水油氣田開發裝備發展方面,世界海洋石油的“昨天”是干式井口、樁基平臺,“今天”是水下井口、浮式平臺,“明天”是水下生產系統。

          從1996年起,流花11-1油田等我國南海部分油氣田,也陸續應用了水下生產系統,但幾乎所有的工程開發均由國外水下設備供應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系統作為專項工程進行立項研發,推動這項事業的大步向前。

          “十三五”期間,中國海油將突破1500米水深和淺水水下生產系統設計關鍵技術作為重點規劃目標,加快推進水下產品國產化進程。

          2020年9月,在“深海一號”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備上的制造能力達到了世界先進水平,離自主建造海上油氣田的“海底工廠”又近了一步。

          和國際上單臺水下中心管匯至少15個月的制造周期相比,陵水17-2項目水下中心管匯的制造周期僅有11個月,而且是4臺水下中心管匯同時開工、制造和測試,其工藝難度之高、質量要求之嚴和施工工期之短,不僅在國內尚屬首次,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氣田開發所需的跨接管、PLET(海管終端)等70余臺水下生產設備設施,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的流花29-1氣田順利投產。這是繼荔灣3-1氣田、流花34-2氣田后,我國南海投產的第三個合作深水氣田。在這個油田上,我國自主建造的水下生產系統得到了廣泛應用。

          經過5年發展,我國水下生產系統從最簡單的水下產品,慢慢向中高端攀援,逐漸完成了從簡單的水下終端到復雜的水下中心管匯、從靶區是300米以下淺水到1500米超深水、從全部依靠進口到水下產品走出國門的跨越,基本掌握1500米水深水下生產系統設計和制造技術,實現水下管匯等系列關鍵水下產品的國產化應用。

          哈斯基石油中國有限公司生產及開發副總裁Tracy感慨道,“2013年以前,哈斯基投資荔灣3-1氣田水下生產系統時,幾乎看不到中國人的身影。而在流花29-1氣田項目上,水下核心設備的制造者絕大部分都是中國人。”

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