走向深海开采的中石油——

找寻深海中的“可燃冰”密码

2017年10月31日06:40  来源:中国青年报
 
原标题:找寻深海中的“可燃冰”密码

  今年5月10日,在位于我国南海的神狐海域,蓝鲸1号钻井平台上一束橙色的火焰喷薄而出,在浩瀚的蔚蓝色海面熊熊燃烧,一个振奋人心的消息随之传向世界:我国在水深1266米的海底天然气水合物矿藏中开采出天然气,这标志着中国“可燃冰”试采圆满成功!

  “可燃冰”试采成功,对于改变我国能源结构,降低石油等资源的对外依存度意义重大。

  此番“试剑”神狐深海,领跑“可燃冰”开采的总包方是中国石油集团海洋工程有限公司(以下简称“海洋工程公司”),随着可燃冰试采成功,走向海洋的中国石油人完成了从100米浅海向1300米深海进军的大跨越,实现了从常规油气到“可燃冰”全新领域作业的大突破。面对无可借鉴经验、无相关标准、无成功示范的世界级难题,创造了“神狐奇迹”:连续产气60天,累计产气超过30.9万立方米,中国标记了“可燃冰”试采产气时长和总量的世界纪录。

  日前,中国青年报·中青在线记者走近这些“下海”的中石油人,揭开“可燃冰”开采的神秘面纱。

  领跑深海“可燃冰”开采

  “可燃冰”学名为天然气水合物,是由天然气和水在高压低温的条件下形成的类冰状结晶物质。深海“可燃冰”开采,是一个全新领域,美国、日本等技术先进国家也尚未攻克。对组建于2004年11月的海洋工程公司而言,从钻井、固井、测试,每一个环节都面临着与常规油气开采全然不同的挑战。

  “有条件要上,没有条件创造条件也要上”,铁人王进喜攻坚克难的精神融入石油人血液。正如海洋工程公司总经理刘圣志所言,创新,惟有创新,方能为深海领域的“可燃冰”开采杀出一条路!

  泥质粉砂岩储层中的“可燃冰”开采,如同在“泥巴层里取气”,是地质科学界公认的世界性难题。而此次在神狐海域作业是世界上首次对深海粉砂质“可燃冰”储层进行试采。

  “防砂技术是关键中的关键,国外此前两次海上试采都败在这一环节。”海洋工程公司总经理助理、前指副指挥马庆坤说,“令人苦恼的是,防砂非常矛盾,既要防止泥沙堵住井筒,又不能全部防死,否则‘可燃冰’里的天然气就采不出来。”

  他们全力攻关,在无数次求解中寻找到“最优”路径,海洋工程公司科研人员与国内著名公司思达斯易(STARSE)共同研发了独有的粉砂质可燃冰储层试采防砂筛管应用技术。

  通过60天连续试采,验证了防砂思路的科学性和防砂工艺的有效性,达到了预期效果。

  对一些老石油人而言,常规油气开采中驾轻就熟的技术,用在“可燃冰”上却会碰壁。水合物项目部副经理黄名召说,在“可燃冰”钻井试采中,充满风险和不确定性,既不能让它二次形成水合物,同时在钻井过程中又要抑制其分解。

  前指副指挥、水合物项目部经理王友华说:“我们必须打破陆上传统的固有思维,用全新的深水创新思维,通过严谨科学的实验建立起对‘可燃冰’全新的认识,步步为营,扎实推进,确保项目安全和成功”。

  他们转换传统的热力学思维,独辟蹊径,自主研发了“可燃冰”钻井动力学处理剂,为验证效果,连续做了500多组试验,测量性能试验做了168天,终于获得成功。

  海洋工程公司党委书记张宝增说:“这些自主创新技术的重大突破,意味着中国今后在世界范围的深海‘可燃冰’开采领域拥有标准制定权和话语权。”

  “蓝鲸1号”上的“联合舰队”

  承担此次“可燃冰”开采任务的蓝鲸1号钻井平台,面积有一个足球场大小,高度相当于40层楼,最大作业水深可达3658米。而在蓝鲸1号这个超级“变形金钢”般的钻井平台上,更像是一个多国联合作战部队,核心专业人才来自中国、挪威、瑞典等20多个国家;分包商有贝克休斯、斯伦贝谢、GE、STARSE等20多家行业大腕,由此组成了一支多兵种的国际化作战团队。

  “‘可燃冰’项目是一个国际化程度非常高的项目,海洋工程公司作为总包方,在管理创新方面进行了大胆探索和有益实践。”刘圣志说,“运用市场化手段,把技术、设备、工具、人员等全球最优秀的资源整合在一起,如同一次大考,全面提升了海洋工程公司国际化管理能力。”

  深不可测的大海、未知的“可燃冰”、紧张的施工周期,风险无处不在。海洋工程公司总经理助理、前指副指挥马宝金说:“有风险不可怕,就怕不知道风险在哪里。”

  面对深海“可燃冰”安全环保风险管理,他坦言:“压力很大,海上平台安全管理,必须做到万无一失。”为做好风险防控评估,施工前,他们辨识危害因素295项,评估出重大风险10项,制定改进措施28项,安全规范“没有最高,只有更高”。

  蓝鲸1号上集中了“可燃冰”开采领域的世界级“最强大脑”,海洋工程公司操船团队初次亮相,就以95%的一次性通过率通过综合考评,中方员工的英语水平、深水理论知识、现场实操技能等深水综合素质快速提升,让平台外籍管理层刮目相看。

  “把不可能变成可能”

  海洋工程公司党委书记张宝增是个“老石油人”了,令他津津乐道的是神狐海域“可燃冰”试采成就了一大批年轻的海洋石油人。

  海洋工程公司组建了一支近800人的攻关团队,主力大多是80后,平均年龄32岁。

  挑战“可燃冰”这一世界级项目,年轻人能否胜任?海洋工程公司让年轻人大胆地练、铆劲儿地闯,“把不可能变成可能”,一批深水石油人在实战中加速成长、历练。

  神狐海域“可燃冰”开采之难,被喻为“在豆腐上打铁、用金刚钻绣花”。为了解决井口稳定问题,攻关团队拿出的方案不同于传统做法,设计的防喷器比原计划多了25吨,有的老专家直摇头,认为“不可能”。在质疑声中,他们没有放弃,不断地推陈出新。当防喷器开始安装时,重力全部压到井口,“当时我也很紧张,心都提到了嗓子眼。但还是有底气的,我们的工程设计有海量的科学计算支撑,进入新领域施工不是光靠勇气就能行的。”前指钻井工程师梁川说。

  实际上,2015年,海洋工程公司即投入到“可燃冰”开采的前期基础研究论证中:7份技术调研报告、500余次技术交流、2400余组实验研究与数值模拟、21项研究成果报告……

  为了找寻“可燃冰”所隐藏的密码,海洋石油人苦心孤诣,殚精竭虑,通常情况下一个试验要连续做几十个小时。

  当“可燃冰”天然气点火成功的那一刻,许多人激动不已,所有的艰辛与付出,都化作了一种巨大的幸福感。

  神秘的南海神狐海域,碧波荡漾的海面下,充满未知与挑战。据预测,我国海域“可燃冰”预测资源量达700亿吨油当量。通过地质勘查,我国南海海域已经证实了有两个千亿方的大型矿藏。

  中国石油董事长王宜林称,“可燃冰”试采成功,标志着中国石油在深海钻井领域迈出坚实的步伐。在“一带一路”倡议下,中石油将更好地参与全球“蓝色经济”建设,更加注重科技创新、开放合作、互利共赢。(崔丽)

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