“深海一號”： 帶領油氣勘探開發走向超深水
“深海一號”能源站每年可穩定供氣30億立方米。圖為“深海一號”能源站部分設施。新華社記者 張建松攝
編者按 在剛剛過去的2021年，各行各業循著“十四五”規劃勾勒的發展路徑，以科技創新為支撐，真抓實干，取得了一項又一項令人矚目的成就。本報于兩會期間推出特別策劃，聚焦能源、航天、交通等行業的重大突破，報道其背后的創新歷程，展現其對經濟社會發展的貢獻。
累計生產天然氣超10億立方米！
前不久，我國首個自營1500米超深水大氣田“深海一號”交出了自正式投產以來的傲人成績單。
在海南陵水海域，全球首座十萬噸級深水半潛式生產儲油平臺——“深海一號”，如同一個超大型“巨無霸”傲然矗立在藍海之上。
它可以把水下1500米深的天然氣采出來，通過海底管道接入全國天然氣管網，分離出的凝油再通過油輪運輸到陸地。
從1500米的深海到千家萬戶的灶頭，天然氣完成這趟“旅途”只需1天。而這背后，卻是幾代中國海洋石油人走向“深藍”的不懈探索。
從跟跑到實現3項世界級創新、13項國內首創技術的歷史性領跑，“深海一號”意味著我國深水油氣開發和深水海洋工程裝備技術的重大突破。
在被放棄的區域找到“寶藏”
2021年6月25日，中國海洋石油集團有限公司(以下簡稱中國海油)“深海一號”超深水大氣田投產儀式在北京和南海氣田現場隆重舉行。
“深海一號”大氣田距離海南省三亞市約150公里，所在海域水深1220米到1560米，氣田東西橫向跨度達到50公里。
2006年，中國海油與國外知名石油公司合作勘探瓊東南盆地，并于2010年在該區塊的中央峽谷鉆探第一口深水井，實現了南海西部深水勘探的突破。
但此后，由于該深水井單塊單層儲量規模太小，沒有開發經濟性，加上對中央峽谷的油氣成藏條件認識不清，國外知名石油公司在2012年退出了該區塊的勘探權益。
敢為人先的中國海洋石油人沒有放棄。從全球范圍看，自新世紀以來，全球海洋油氣勘探開發步伐明顯加快，海上油氣新發現總儲量超過陸地，儲產量持續增長，已成為全球油氣資源的戰略接替區。
若從1956年鶯歌海油苗調查算起，我國海洋石油工業已經走過了60多年的發展歷程。進軍深水將成為中國海洋石油的下一個戰略目標。
2014年8月18日，一束巨大的橘黃色火焰從鉆井平臺的燃燒臂中噴薄而出，瞬間照亮了夜幕下的中國南海。中國首座自主設計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺——“海洋石油981”，在陵水17-2區塊鉆獲大型氣田“深海一號”，測試收獲高產油氣流。
這是“海洋石油981”深水鉆井平臺投用以來，首次在深水領域獲得的重要發現，同時證明了南海瓊東南盆地巨大的天然氣資源潛力。之后，中國海油又在該海域相繼勘探發現了多個深水氣田，南海深處的能源寶藏逐漸展現在世人眼前。
這些深海大氣田的發現，得益于我國海洋石油人在勘探技術理論和基礎研究方面的堅持。
“以往國外大公司用的是傳統的大西洋被動邊緣理論，不適用于我們。”中國海油首席科學家謝玉洪說，“我們繼承傳統的油氣勘探技術理論，加強基礎地質研究，建立了深水區油氣成藏模式，完善了深水油氣勘探技術，在瓊東南盆地中央峽谷水道找到了陵水17-2大型勘探潛力的構造群。”
“保溫瓶內膽”成就國際首創
1500米，通常被國際上定義為深水與超深水的分界線。盡管超深水區蘊藏著豐富的油氣資源，但深入的每一步都“難如登天”——水深每增加1米，壓力、溫度、涌流等情況都會發生劇變。一套安裝在水下1500米處的設備設施，受到的壓力相當于在指甲蓋上站了一個體重300斤的人。而且深水開發對技術、裝備能力、關鍵設計指標的要求都極高。國際上只有少數幾家大型石油公司具備深水開發技術能力。
因此，“深海一號”超深水大氣田在2014年獲勘探發現時，多數人的反應是，對外合作，共同開采。
但彼時國際油價正斷崖式下跌，國際石油公司紛紛打起退堂鼓。再加上其他客觀原因，“深海一號”能源站走上自主創新之路。
難度大、任務重，怎么辦？中國海油當時已經掌握300米水深油氣田開發，但對于深水氣田涉足未深，由“淺”入“深”，幾乎沒有實踐經驗。
2014年秋，開發方案設計工作提上日程。35歲的李達成為項目副經理兼浮體負責人。
“我們從2014年10月份開始研究，在2015年5月份提出建設一個帶儲油的半潛式生產平臺的選項。”李達說。
業界嘩然。很少人能想到，此前從未獨立進行過深水設計、首次“自主答題”的中國海油人，會選擇一條連外方深水同行都沒想過的路——借鑒“保溫瓶內膽”原理，開創半潛式平臺立柱儲油的世界先例。
按照世界類似油氣田的常規設計，新建凝析油外輸管線是技術上可行的方案。但這樣一來，將增加約8億元的成本。
能不能設計一個平臺，既能滿足氣田的生產需求，又能暫時儲存少量凝析油？一個新點子在設計團隊中閃現。
他們在平臺的4根浮體立柱內分別設置5000立方米的凝析油艙，并為油艙裝上量身定做的“護體鎧甲”，既能解決凝析油儲存問題，又避免了油體遭碰撞泄漏的風險。
這項被稱為“凝析油U型隔離與安全儲存技術”的創新之舉，開創了半潛式平臺立柱儲油的世界先例。
隨后，“深海一號”又誕生出另外兩項世界首創：5萬噸級超大結構物大變形半漂浮精準合龍技術、世界最大噸級開敞結構物預斜回正荷載橫向轉移技術。同時其運用了1500米級水深聚酯纜錨泊系統的設計與安裝技術、30年不進塢檢修的浮體結構疲勞的設計與檢測技術等13項國內首創技術。
“潛入”深海的腳步不停
“深海一號”的投產，是我國深水油氣開發和海洋工程裝備技術的重大突破，標志著我國海洋石油勘探開發能力實現從300米深水向1500米超深水的歷史性跨越。
“深海一號”氣田成功達產10億立方米，則驗證了我國自主創建的深水油氣資源勘探開發生產運維完整技術體系的先進性與可靠性，也標志著我國進入了深海油氣勘探開發先進國家行列。
“深海一號”能源站投產后，所產天然氣將通過海底管道接入全國天然氣管網，每年向粵港瓊等地穩定供氣30億立方米。
目前，以“深海一號”為重要樞紐，中國海油正積極推動“深海二號”(陵水25-1)等氣田的開發，推動南海萬億大氣區建設從藍圖變為現實，以更好地滿足粵港澳大灣區和海南自貿區(港)日益增長的清潔能源需求。
更可貴的是，以“深海一號”大氣田為代表的深水項目，不僅帶動了我國造船、鋼鐵、機電等民族工業的發展，還讓中國海油成為高質量共建“一帶一路”、深化國際能源合作的堅定踐行者。
本報記者 操秀英