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[油氣田] 一支深海艦隊的誕生( 作者: 星球研究所 )

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1#
發表于 2022-4-12 13:02 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
中國如何走向深海?
. i) Y( L8 ^  C# ^ 作者: 星球研究所
+ z( ~, v) B! Q) h        海洋,面積遼闊,物產豐富,蘊藏著這顆星球上超過34%的石油和天然氣。然而,這些油氣資源卻并非觸手可及,其中更有44%深埋于水深超過300米的深海之下,在中國也同樣如此。尤其是在我國南海,在這片平均水深超過1000米的海域,55%的油氣資源都埋在深深的海底。  ]7 \5 z: s3 x$ k5 m
" ~5 W& C  ^. K6 @
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 樓主| 發表于 2022-4-12 14:30 | 只看該作者
但這就是
這支深海艦隊的日常
2 ~8 j/ A/ s+ T; d
正因如此
在我國對進口石油和天然氣的依賴
依然高達73%和43%的今天
海洋油氣的增產量占比
已經連續三年
達到全國增量的近80%
成為我國能源增長的新引擎
# y6 t0 ~1 |) G. r) x
當然
未來的道路依然漫長
因為中國當前的海洋油氣產量
僅占全國油氣總產量的18%
距離30%的世界平均水平
仍有不小的差距

! S: J- k9 ?; ]$ t2 |- B
但也正因如此
我們才必須繼續走向深海
走向更廣闊的深海
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2#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:03 | 只看該作者
     (國際上劃分深水區的標準有>300米、>400米、>500米等不同方案,本文采用>300米的分級標準,其中水深在300米以內的海域為淺水,300-1500米為深水,大于1500米為超深水。下圖為中國海域地形圖,制圖@鄭藝/星球研究所)7 P) E5 N! u+ D
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3#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:06 | 只看該作者
       但是海洋環境卻極其復雜、極其惡劣,水深每增加一米,資源開采難度將呈幾何級數增長,以致于在過去的漫長歲月中,面對近在家門口的寶藏,我們始終舉步維艱。直到近些年來,我們終于依靠自己的力量,相繼實現了第一次深??碧?、第一次深海鉆井,更建成了第一座水深達1500米的大氣田,正式開啟了中國海上油氣開采的超深水時代。
: s" y1 q5 k9 b/ C
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4#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:09 | 只看該作者
而放眼全國
我們的渤海、東海、南海之上
145個油氣田不分晝夜
將來自海洋深處的能源
源源不斷地送往全國
作業能力也從數十米
飛躍至3000米之多

1 f( X( G/ b5 u
為什么
走向深海的道路會如此艱難?
我們又是如何做到的呢?
6 I/ A) z# q& S/ k, j1 H* [  i! }
01
煉一雙“火眼金睛”
想要走向深海
我們首先必須知道
海底的油氣資源
究竟在哪里

' R9 b2 W' Y0 G& Q; G4 [8 }
可是
深海之中如同一團迷霧
地層之下更是深不可測
除非擁有一雙
能夠穿透海水、穿透地層的
火眼金睛
(潿洲島鑲嵌在一望無垠的大海中,攝影師@陳肖
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5#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:15 | 只看該作者
在陸地上
人們可以向地下發射人造聲波
通過接收和分析
不同地層的反射波
便能反推出地層的分布規律
從而推斷出油氣資源的分布
: ~2 l8 ], s/ K! F) h8 O
類似的探測方法
同樣適用于海上
只不過海上毫無立足之地
若要安放所有設備、人員
人們必須要有一艘特殊的
能夠進行物理勘探的大船
人稱物探船
(這種利用聲波等物理手段來研究地層信息的手段,稱為地球物理勘探,簡稱物探。人造聲波也稱為人造地震波,其勘探方式則被業內稱為地震勘探。海上地震勘探原理示意,制圖@羅梓涵&鄭伯容/星球研究所)
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6#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:21 | 只看該作者
        但僅憑一個切面做出的判斷顯然不夠準確,倘若能同時掃描更多地層切面并將它們拼合起來一個三維地層模型,便躍然眼前。隱藏其中的油氣線索也將一一顯現+ J( @) B$ i1 L4 l8 N# V9 T
(多條平行電纜勘探示意,制圖@羅梓涵&鄭伯容/星球研究所)/ v# X( }+ S! M1 q" s, L
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7#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:24 | 只看該作者
但要擁有這樣一艘物探船
卻并非易事
以致于在我國海上油氣開采的初期
人們只能用塑料袋裝滿炸藥
來激發聲波
只能用膠布包裹電纜
甚至用氣球懸浮電纜
才好不容易將一艘舊船
改造成了簡陋的物探船

% c! r$ X3 r  l, f
但自此以后
一場長達50多年的升級之路
拉開帷幕
: @$ k; S& p2 a% q9 q* G$ ^2 _
從中外合建的
裝備4條6000米長電纜的
“東方明珠號”物探船

$ M$ M5 ]$ Q% R! ^" ^: e$ {' J9 a; ?
再到自行改裝的
裝備8條6000米長電纜的
“海洋石油719”物探船
* g* v+ U2 d" C% R
最終
裝備12條8000米長電纜的
“海洋石油720”深水物探船
終于誕生
當其尾部電纜展開后
覆蓋的海域面積之大
甚至相當于1200多個標準足球場
(左邊小船正在為右邊大船提供物資補給,其中大船為物探船海洋石油720,攝影師@陳志瑋
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8#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:26 | 只看該作者
02
造一座“海上堡壘”
要在海上打井
前提是我們必須造一座
海上堡壘
. r. E3 f; Q" o3 S
有了堡壘
裝備和人員才有立足之地
而堡壘越堅固
鉆井作業才能夠應對
海風、海浪、海流、海冰等
各種惡劣的海洋環境
(洶涌的海浪沖擊海岸,攝影師@胡穎
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9#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:27 | 只看該作者
起初
人們利用鋼管
搭建從海上直插海底的導管架
其上再鋪設甲板、放置設備

9 q+ z5 W. v$ q( o
固定式鉆井平臺

: g5 }  e3 |4 P9 g
便誕生了
(固定式鉆井平臺示意,制圖@羅梓涵&鄭伯容/星球研究所)
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10#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:30 | 只看該作者
但這種“固定堡壘”
一經安裝便無法移動
對于需要重復使用的鉆井平臺而言
實在沒有太多優勢
所以除了一些特定環境外
如今已幾乎銷聲匿跡
取而代之的是
一種“移動堡壘”
" ^$ i; V$ e6 m. W% e' {6 h5 _) O
它由
一個平臺、數條樁腿
以及特殊的升降裝置
組合而成
+ [$ m" Y/ e; o/ C$ g
在升降裝置的作用下
平臺和樁腿可以垂直升降
從而實現
固定時鉆井,浮動時轉移
這便是
自升式鉆井平臺
(自升式鉆井平臺示意,制圖@羅梓涵&鄭伯容/星球研究所)
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11#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:32 | 只看該作者
不過
這種堡壘也并非十全十美
其最大的弱點
便是高高豎立的樁腿

! B; }" o, a( y1 v8 I+ i
因為要適應更大的水深
樁腿的長度、尺寸、重量
必將不斷增大
平臺結構也因此變得越發復雜
使其難以應對惡劣的海洋環境

. F6 i. ?9 g+ W& r6 ^! D$ ~
所以
在目前中國建造的此類平臺中

+ U; ^3 D& _+ I! b  w  W
122米

# |, m% K3 S8 r4 Q& Y
已經達到其工作水深的極限
(“海洋石油944”自升式鉆井平臺,其樁腿底部裝有特制的大“靴子”,能夠在松軟的海底區域“腳踏實地”,攝影師@王振宇
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12#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:35 | 只看該作者
) q4 P% n' T& ?4 D
于是
一種更加靈活的“海上堡壘”
應運而生
0 v9 A# I' C+ f7 @0 o% \# L
它由上部平臺、下部浮體
以及中間連接的立柱
三個部分組成
拖航時像一艘大船浮于海面
工作時由下部浮體充水下潛
故而得名
半潛式鉆井平臺
(穩立于海浪中的半潛式鉆井平臺,攝影師@鄭建富
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13#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:36 | 只看該作者
1978年
中國從挪威引進的
第一座半潛式鉆井平臺
“南海2號”
最大作業水深就達到
! G! \2 `5 q# H
200米
& D  u4 J( ]% G
(南海2號,攝影師@宮瑞卿
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14#
 樓主| 發表于 2022-4-12 13:38 | 只看該作者

) w4 C) c) f3 ~9 o& \+ p
而自2010年起
隨著技術的不斷突破
一眾中國自行建造的深水鉆井平臺
紛紛登上歷史舞臺
甚至一次又一次打破
工作水深的世界紀錄

$ l" m! l$ U% G6 k# @9 p
從“創新號”半潛式鉆井平臺的
; x5 S& `/ t  W7 e
750米
; v; [+ ]; j% U' q* n
到“興旺號”半潛式鉆井平臺的
2 B/ |2 I) x6 h2 l8 G! S4 G. X3 V
1500米
  [7 `* v4 ~! G1 U3 H& c  s
(“興旺號”半潛式鉆井平臺,攝影師@李佑坤
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15#
 樓主| 發表于 2022-4-12 14:02 | 只看該作者

3 s' f) B/ f' n
為了更好地適應深水環境
有的半潛式鉆井平臺
不僅擁有巨大的錨鏈
還在平臺下部加裝了
可以360°旋轉的大馬力推進器
再輔以衛星定位、氣象監測等
即使沒有錨鏈
依然可以在驚濤駭浪中穩如泰山
(待安裝的推進器,圖片來源@中國海油
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16#
 樓主| 發表于 2022-4-12 14:02 | 只看該作者
例如作業水深達3000米的
海洋石油981
就可以在水深小于1500米時
使用錨鏈來穩定平臺
水深大于1500米時
則啟用推進器
(拖航中的“海洋石油981”半潛式鉆井平臺,攝影師@茅亞林
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17#
 樓主| 發表于 2022-4-12 14:04 | 只看該作者
$ t2 o0 x- H5 X, D1 o
就這樣
茫茫海面之上
中國人終于建成了
一座座穩定而堅實的“海上堡壘

1 ]- k1 W8 O- P( b9 [( u+ [! A
巨型堡壘之上
井架豎立,鉆機轟鳴
(工人們正在下鉆作業,攝影師@王振宇
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18#
 樓主| 發表于 2022-4-12 14:05 | 只看該作者
% P! S: u8 C7 s4 u
于是
在被探明的油氣區域內
經過一次次鉆井的驗證
包括中國最大的海上油田
蓬萊19-3
中國最大的海上氣田
崖城13-1
在內的數百個油氣田終于顯露真容
(中國海域主要油氣田分布示意,制圖@鄭藝/星球研究所)
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19#
發表于 2022-4-12 14:05 | 只看該作者
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20#
 樓主| 發表于 2022-4-12 14:07 | 只看該作者
" k' `2 I) t; y
但是
這些“海上堡壘”
并無法實現持續不斷的油氣生產
完成鉆井后
它們便將前往新的油氣田
繼續自己的使命
# M# h5 B/ l0 U. ~& ~
因此
若要真正實現深海采油
我們還需要建造一座晝夜不休的
海上工廠
5 m+ p4 {- ~6 c! ~
03
建一座“海上工廠”
" y# r0 }% I( w3 X0 o; @# C4 b! l' R
這座“海上工廠”
是一個兼備油氣生產加工
而且使用壽命長達數十年的
超級組合體
為此
無法重復使用
但卻能長期提供穩定支撐的導管架
重新進入人們的視線
! a, F( j" ]" }. X5 g8 e* c( [) E
和固定式鉆井平臺類似
人們以導管架為基座
在上方安裝生產設備
便得到了一個固定式生產平臺
(海上生產示意,制圖@羅梓涵&鄭伯容/星球研究所)
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