深海一號：超深水時代的大國重器

宋秦平

我國不僅是一個陸地大國，更是一個海洋大國。3.2 萬千米的總海岸線、473 萬平方千米的蔚藍(lán)國土，蘊藏著豐富的油氣資源，特別是南海海域，那里有著我國55% 的海洋能源。

然而， 南海的平均水深超過1000 米，水深的量變帶來的是開發(fā)難度的質(zhì)變。海平面以下水深每增加10 米，水下設(shè)備就要多承受1 個大氣壓的水壓；當(dāng)水深超過1000 米，海水溫度也從均溫十幾攝氏度降至約5 攝氏度，這將嚴(yán)重影響油氣的狀態(tài)，加劇開采難度。另一方面，深海海底巨大而松軟的沙坡沙脊會讓生產(chǎn)設(shè)備難以穩(wěn)固著陸，因此開發(fā)難度極大。

在2021 年以前，我國沒有屬于自己的深水自營大氣田。直到這一年的6 月25 日，一座10 萬噸級的深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺——“深海一號”能源站在南海的瓊東南盆地正式投產(chǎn)，開啟了超深水時代的新征程，標(biāo)志著我國從裝備技術(shù)到勘探開發(fā)能力全面實現(xiàn)從300米到1500 米超深水的跨越。截至2023 年10 月，“深海一號”能源站已累計生產(chǎn)天然氣超50 億立方米，可滿足粵港澳大灣區(qū)四分之一的民生用氣需求，成功打開了一扇通往深海油氣寶庫的大門。

“深海一號”能源站是名副其實的大國重器，總重量5 萬余噸，最大投影面積有兩個標(biāo)準(zhǔn)足球場大小；總高度達(dá)120 米，相當(dāng)于40 層樓高；最大排水量達(dá)11 萬噸，相當(dāng)于3 艘中型航母。到目前為止，它仍是世界上同類型海上平臺中最大的那一座。

為什么要在南海建這座鋼鐵巨無霸？它是怎么建成的？又是怎么固定在深海之上的？這一切都要從17 年前說起。

探海尋寶：1500米海下有個能源寶庫

國際上普遍將水深超過1500米的海域定義為“超深水”，“超深水”之下的油氣資源因開采條件極度不利往往只能讓人望洋興嘆。然而，想要得到足夠的油氣資源，開發(fā)深海勢在必行。

2006年，中國海油啟動了對南海西部深水區(qū)域的尋油之路。那時的中國海油雖然掌握了淺水石油開采技術(shù)，但深海技術(shù)還不成熟，因此選擇了與國外某知名石油公司一起合作開發(fā)。然而初步勘探結(jié)果并不理想，加之對該區(qū)域的油氣成藏條件認(rèn)識不清，國外石油公司于2012年退出了合作。中國海油沒有放棄，而是根據(jù)已有科研結(jié)果和既往經(jīng)驗，再次對這個區(qū)域進(jìn)行探測，并利用3000米級超深水半潛式鉆井平臺在這片深海之下打了一口油井。當(dāng)巨大的橘黃色火焰順著管道沖出鉆井平臺燃燒臂的時候，整個南海都被“點亮”了。隨后，工程師們在這里又陸續(xù)勘探到了多個深水氣田，南海深處蘊藏著大量天然氣寶庫的大門也終于被撬開了一道縫，“深海一號”大氣田開發(fā)項目隨之正式開啟。

重器取寶：“深海一號”能源站

“深海一號”能源站分為兩個部分：上部組塊和下部浮體。上部組塊由23 個甲板片組成，裝配了200 多套油氣處理相關(guān)設(shè)備，而且還有一個可以容納120 人的生活樓。下部浮體由“回”字形底浮箱和4 個立柱組成，底浮箱負(fù)責(zé)托起“深海一號”，而4個立柱則是借鑒“保溫瓶內(nèi)膽”的原理設(shè)計而成的隱形倉庫，負(fù)責(zé)儲油。

海底深處的石油、天然氣和水的混合物，通過海底管線等水下生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)入“深海一號”能源站，然后在上部組塊的油氣處理設(shè)備中“分道揚鑣”。分離出的天然氣在進(jìn)行脫水、脫烴等加工環(huán)節(jié)后，在干氣壓縮機的助力下，順著海底管線一路北上，進(jìn)入粵港瓊的千家萬戶；分離出的凝析油存儲在立柱中等待轉(zhuǎn)運；剩下的含油生產(chǎn)水被存在了污油艙里。

“深海一號”能源站就像一座高精尖的“機械島”，它利用水下生產(chǎn)設(shè)備將海底深處的原油和天然氣抽出、加工，加工好的凝析油暫時存在“島”上等待運輸船，加工好的天然氣則通過海底管道直接送到粵港瓊千家萬戶的灶頭上。

重器守寶：“深海一號”深水扎根

在建造“深海一號”能源站時，僅使用消耗的鋼鐵就比七座埃菲爾鐵塔還要多，如果把這些鋼鐵拿來造轎車，可以造出三萬多臺。因此，“深海一號”能源站被稱為“鋼鐵巨無霸”。最初的建造、組裝均是在陸地上完成的。工程師們將一個個模塊做好，用吊車、滑道等大型工具輔助，像搭積木一樣一點點建成了“深海一號”。

建好的“ 深海一號” 在3 艘大馬力拖輪的共同牽引下從山東煙臺出發(fā)，穿越渤海、黃海、東海、南海四個海域，歷時18 天、行進(jìn)1600 余海里抵達(dá)預(yù)定海域。而在它到達(dá)之前，工程師們已提前在海底插入了每根約160 噸重的16 根錨樁，插入深度超過60 米。錨樁上拴著專門用來固定“深海一號”的錨鏈。這些錨鏈由高端聚酯纖維材料制成，破斷力超過2000 噸，可以抵抗16 級臺風(fēng)。16 根錨鏈被劃分為四組，東南、東北、西北和西南四個方向各4 根，“深海一號”一進(jìn)入預(yù)定位置，它們就會和錨樁連接起來，從而固定住這座鋼鐵巨無霸。

“深海一號”被拴在海上雖然也可以隨時拆下來拖走，但耗費很大，因此在設(shè)計建造之初，工程師們采用的標(biāo)準(zhǔn)就是“30 年不進(jìn)塢修”，也就是說，“深海一號”可以一次性工作30 年，30 年內(nèi)是不需要拉回船塢檢修的，而它的設(shè)計壽命更是長達(dá)150 年之久！

未來添寶：向更遠(yuǎn)更深的大海前進(jìn)

“深海一號”項目坐擁3 項世界級創(chuàng)新，應(yīng)用13 項國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)，攻克10 多項行業(yè)難題，它的成功正式開啟了我國深遠(yuǎn)海油氣資源開采的序章。自2021年6月投產(chǎn)以來，“深海一號”已為粵港澳大灣區(qū)和海南自貿(mào)港建設(shè)輸送了超過50 億立方米的清潔能源。今年年初，中國海油的工程師們完成了遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn)改造與調(diào)試工作，讓“深海一號”具備了在臺風(fēng)天氣中仍能保持連續(xù)安全穩(wěn)定生產(chǎn)的能力，每年可增加6000 多萬立方米的天然氣產(chǎn)量，可供47 萬家庭用一年。這項技術(shù)讓它成了世界上首個具備遙控生產(chǎn)能力的超大型深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺。今年8 月，“深海一號”順利完成投產(chǎn)以來的首次海管清管作業(yè)，通過對清管作業(yè)產(chǎn)出物的分析可以確定其運行狀態(tài)良好，與設(shè)計預(yù)期相符，這再次驗證了我國首個超深水氣田水下設(shè)施設(shè)計與質(zhì)量的可靠性。

同時，“深海一號”二期工程也在夜以繼日地進(jìn)行著，投產(chǎn)后整個大氣田高峰年產(chǎn)量將提升50%，進(jìn)一步提升我國清潔能源供應(yīng)能力。另一方面，南海其他海域也在陸續(xù)勘探中，借助“深海一號”的成功經(jīng)驗，這些油氣田的開發(fā)也指日可待，將建成南海萬億大氣區(qū)。

未來，中國海油的工程師們將探索更深更遠(yuǎn)的大海，為祖國能源安全續(xù)寫新的篇章！