2017年的5月18日,我國南海神狐海域“藍鯨1號”鑽井平台,噴出一束紅色火焰,這標誌著我國成功試采了可燃冰。從(cong) 這一天起,連續產(chan) 氣長達60天,累計產(chan) 氣量超過30.9萬(wan) 立方米,我國深海開采技術,向世界亮出了可燃冰開采的中國方案,同時也翻開了人類開采新能源的篇章。
我國可燃冰試采技術,實現了從(cong) 100米淺海到1300米深海的跨越。作為(wei) 可燃冰研究的後來者,我們(men) 創造出試采產(chan) 氣時長和總量的世界紀錄,突破世界級開采“無人區”,這傲人的成績,令世人矚目。
天然氣水合物,也就是我們(men) 一開始說到的可燃冰,是天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類冰狀結晶物質,廣泛分布在全球大洋領域,以及陸地凍土層和極地下麵。科學家們(men) 稱它是“屬於(yu) 未來的能源”,是今後替代石油、煤炭等傳(chuan) 統能源的首選。
根據預測,我國是可燃冰最主要的分布區,全國資源儲(chu) 存量相當於(yu) 1000億(yi) 噸油當量,其中有近700億(yi) 噸在南海。這裏說的油當量,是指按標準油的熱值計算各種能源量的一個(ge) 換算指標。可燃冰試采的技術成果,對保障我國能源安全,優(you) 化能源結構,甚至改變世界能源格局都具有裏程碑意義(yi) 。但這也是一個(ge) 全新領域,世界上一些技術發達國家也未能攻克,被稱為(wei) “無人區”。而南海神狐海域作業(ye) 水深有1300米,屬於(yu) 粉砂型儲(chu) 層,開采難度被業(ye) 界稱為(wei) “在豆腐上打鐵,用金剛鑽繡花”。
對於(yu) 開采團隊來說,深不可測的大海,從(cong) 未接觸過的可燃冰,緊張的施工周期,遠離陸地的位置;沒有可以借鑒的經驗、沒有相關(guan) 標準、也沒有成功案例,這個(ge) 任務有著太多的不確定性。成立於(yu) 2004年11月的中國石油海洋工程有限公司,以前也隻是在100米左右的海域進行作業(ye) 。無疑,麵對種種考驗,可燃冰試采的每一個(ge) 環節對科研人員都是一場大考。
那麽(me) ,怎樣才能攻破世界級“無人區”開發難題呢?海洋工程公司負責人說道:“認準一點發力,把目光投向全球。我們(men) 運用市場化手段,把全球最優(you) 秀的技術、設備、工具、人員等資源整合在一起‘借船出海’,提升跨界整合能力,通過先進的管理模式把我們(men) 的設計一步步變成現實。”
在我國時代背景下,開放的胸懷打開了一扇扇合作的大門。可燃冰試采項目中,有兩(liang) 個(ge) “20+”尤其引人注目。它指的是核心專(zhuan) 業(ye) 人才來自全球20多個(ge) 國家;分包商有貝克休斯、斯倫(lun) 貝謝等20多家國際行業(ye) 服務公司。
毫無疑問,“藍鯨1號”鑽井平台,更像是一支多兵種聯合作戰部隊。項目文件幾乎全是英文,工作人員之間的交流也是全英文。從(cong) 最初的認識和標準上的“摩擦”,到後來親(qin) 密的合作。不同國家、不同公司的專(zhuan) 業(ye) 技術人員聚集在一起,共同商討各類技術問題,很快成為(wei) 項目順利實施的強力支撐。
從(cong) 2015年開始接觸項目到2017年5月試采成功,我國員工的國際化水平、深水理論星空体育官网入口网站、現場實操技能等深水綜合素質也得到大幅提升。海洋工程公司負責人介紹說:“可燃冰試采項目是一個(ge) 國際化、市場化程度很高的項目,信息共享、資源整合,如同迎接了一次大考,全麵提升了海洋工程公司國際化管理能力,實現了這一領域的領跑而不是跟隨,為(wei) 未來商業(ye) 化開采提供了借鑒。一個(ge) 企業(ye) 的創新因子一旦被激活,便‘一切皆有可能’。
作為(wei) 項目的總包方,這次試采項目可以說是一次艱難的爬坡,所有的方案設計、前期規劃、進度管控、設備選型等各個(ge) 環節,都需要我們(men) 提供解決(jue) 方案,就拿現場施工來說,從(cong) 鑽井、固井、測井,每一次作業(ye) 都麵臨(lin) 著與(yu) 常規油氣開采完全不同的挑戰。”
創新這把“總鑰匙”破解了試采中一個(ge) 又一個(ge) “攔路虎”。防砂技術是決(jue) 定可燃冰開采過程中的關(guan) 鍵一步。這次試采的可燃冰所處的神狐海域作業(ye) 地層比較軟,不成岩,也就是通常所說的泥巴層,屬於(yu) 不均勻地層砂,鑽探難度非常高,是地質科學界公認的世界性難題,也是世界首次對深海粉砂質可燃冰儲(chu) 層,進行試采。
在項目前副指揮馬慶坤看來,防砂是件非常矛盾的事,既要做到防止泥砂堵住井筒,又不能防死,不然可燃冰裏的天然氣就采不出來,世界上就有國家因為(wei) 防砂技術不過關(guan) 導致數次試采失敗。為(wei) 此,針對目標海域地層特點,海洋工程公司對國內(nei) 外深水防砂技術進行了調研,並開展了一係列防砂試驗。在無數次的嚐試中尋求到了“最優(you) 解覺方案”,與(yu) 國內(nei) 能源技術公司共同研發出獨有的粉砂質可燃冰儲(chu) 層試采防砂篩管。通過60天的連續試采,驗證了防砂技術的科學性和防砂工藝的有效性,達到了技術人員的預期效果。
依靠創新,“把不可能變為(wei) 可能”的故事,在可燃冰試采過程中並不少見。海洋工程公司技術部專(zhuan) 家介紹了一個(ge) 細節,他這樣說道:“可燃冰開采最大的難點就是不知道什麽(me) 是難點。鑽井試采中,隨時充滿著風險和不確定性。比如,由於(yu) 可燃冰屬天然氣水合物,在開采中既不能形成二次水合物,又要在鑽井過程中抑製其分解。技術團隊通過打破傳(chuan) 統的熱力學方法,利用動力學星空体育官网入口网站,自主研發出一種新型鑽井動力學處理劑。連續500多組的試驗,168天的連續性能測驗,充分證明了它已經達到我們(men) 的預期目標。”
可燃冰試采過程中,有些技術可以說是顛覆性的創新,讓一些專(zhuan) 家異口同聲說不可能的技術變成了可能,實現了可燃冰開采的“彎道超車”。也讓項目總包方“中國石油”,實現了從(cong) 淺海到深海、從(cong) 常規油氣到可燃冰的跨越,海上作業(ye) 能力在這次可燃冰試采中得到了充分體(ti) 現。雖說從(cong) 100米到1300米,直線距離隻有1公裏多一點,但對海洋作業(ye) 來說卻是巨大的一步,每下潛一米,就有可能發生全新的未知情況。而有關(guan) 水合物的開發,業(ye) 界也曾有預言,一旦開發會(hui) 造成海底坍塌、海洋升溫等災難性問題。
不過,我國科研團隊也很清楚一個(ge) 道理,安全水平不僅(jin) 是管出來的,也是設計出來的。為(wei) 保證項目的安全,在施工前期,項目部專(zhuan) 門做了四個(ge) 全天的風險評價(jia) ,覆蓋每一個(ge) 工序。項目部按照國際標準,與(yu) 參建的國際行業(ye) 巨頭一起研究,不放過任何一個(ge) 環節。通過一項項細密地梳理,辨識出危害因素295項,評估出重大風險10項,製定改進措施28項。
有一件小事讓科研人員記憶深刻。這件事,就著一根電纜的問題,研究了三天,因為(wei) 電流不符合北歐標準,而事實上同樣的電纜在井下可以使用,但在地麵卻不行。於(yu) 是,項目部經過嚴(yan) 密論證,組織專(zhuan) 人按照最嚴(yan) 苛的北歐標準,動用全球資源,很快更換了符合標準的電纜。
深海作業(ye) ,隱藏著許多未知的風險。2017年的6月份,鑽井平台遭遇13級台風“苗柏”的正麵襲擊。颶風陣陣,海浪滔天,一向平穩的平台開始搖晃。井口是否脫離?隊伍撤不撤?當時情況異常緊急。緊急關(guan) 頭,經過周密安排,海洋工程公司啟用最優(you) 應急預案,井口不但沒有應急解脫,而且平台安全生產(chan) ,成功應對了“苗柏”的考驗。
這次可燃冰的試采成功,讓我國有了自己的測試開發標準和規範,這也使我國在世界範圍深海可燃冰開采領域的標準製定中,有了一席之地。
如今,藍色經濟已經步入世界經濟發展的快車道,我國已經在可燃冰開采方麵取得了重大成就。我們(men) 相信,未來我國海洋科技工作者有能力把這塊資源使用好,通過海洋資源的深入開發,最終使它造福人類,實現互利共享。
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