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第63集 可燃冰的成功试采

第63集 可燃冰的成功试采 0:00/0:00
最新发布时间: 2020-02-13   浏览数:
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  2017年5月18日,我国南海神狐海域蓝鲸1号钻井平台喷出一束红色火焰,这标志着我国成功试采可燃冰。从这一天起,连续产气长达60天,累计产气量超过30.9万立方米,我国深海开采技术,向世界亮出可燃冰开采的中国方案,同时也翻开人类开采新能源的篇章。 

  我国可燃冰试采技术,实现了从100米浅海到1300米深海的跨越。作为可燃冰研究的后来者,我们创造出试采产气时长和总量的世界纪录,突破世界级开采“无人区”,这傲人的成绩,令世人瞩目。 

  天然气水合物,也就是我们一开始说到的可燃冰,是天然气和水在高压低温的条件下形成的类冰状结晶物质,广泛分布在全球大洋领域,以及陆地冻土层和极地下面。科学家们称它是“属于未来的能源”,是今后替代石油、煤炭等传统能源的首选。 

  根据预测,我国是可燃冰最主要的分布区,全国资源储存量相当于1000亿吨油当量其中有近700亿吨在南海。这里说的油当量,是指按标准油的热值计算各种能源量的一个换算指标。可燃冰试采的技术成果对保障我国能源安全,优化能源结构,甚至改变世界能源格局都具有里程碑意义。但这也是一个全新领域,世界上一些技术发达国家也未能攻克,被称为“无人区”。而南海神狐海域作业水深有1300米,属粉砂型储层,开采难度被业界称“在豆腐上打铁,用金刚钻绣花”。 

  对于开采团队来说,深不可测的大海,从未接触过的可燃冰,紧张的施工周期,远离陆地的位置;没有可以借鉴的经验、没有相关标准、也没有成功案例,这个任务有着太多的不确定性。成立于2004年11月的中国石油海洋工程有限公司以前只是在100米左右的海域进行作业。无疑,面对种种考验,可燃冰试采的每一个环节对科研人员都是一场大考。 

  那么,怎样才能攻破世界级“无人区”开发难题呢?海洋工程公司负责人说道:“认准一点发力,把目光投向全球。我们运用市场化手段,把全球最优秀的技术、设备、工具、人员等资源整合在一起‘借船出海’,提升跨界整合能力,通过先进的管理模式把我们的设计一步步变成现实。” 

  在我国时代背景下,开放的胸怀打开了一扇扇合作的大门。可燃冰试采项目中,有两个“20+”尤其引人注目。它指的是核心专业人才来自全球20多个国家;分包商有贝克休斯、斯伦贝谢等20多家国际行业服务公司 

  毫无疑问,“蓝鲸1号钻井平台,更像是一支多兵种联合作战部队。项目文件几乎全是英文,工作人员之间的交流也是全英文。从最初的认识和标准上的“摩擦”到后来亲密的合作。不同国家、不同公司的专业技术人员聚集在一起,共同商讨各类技术问题很快成为项目顺利实施的强力支撑。 

  从2015年开始接触项目到2017年5月试采成功,我国员工的国际化水平、深水理论知识、现场实操技能等深水综合素质也得到大幅提升。海洋工程公司负责人介绍说:“可燃冰试采项目是一个国际化、市场化程度很高的项目,信息共享、资源整合,如同迎接了一次大考,全面提升了海洋工程公司国际化管理能力,实现了这一领域的领跑而不是跟随,为未来商业化开采提供了借鉴。一个企业的创新因子一旦被激活,便‘一切皆有可能’。 

  作为项目的总包方,这次试采项目可以说是一次艰难的爬坡,所有的方案设计、前期规划、进度管控、设备选型等各个环节,都需要我们提供解决方案,就拿现场施工来说,从钻井、固井、测井,每一次作业都面临着与常规油气开采完全不同的挑战。” 

  创新这把“总钥匙”破解了试采中一个又一个“拦路虎”。防砂技术是决定可燃冰开采过程中的关键一步。这次试采的可燃冰所处的神狐海域作业地层比较软,不成岩,也就是通常所说的泥巴层,属于不均匀地层砂,钻探难度非常高,是地质科学界公认的世界性难题,也是世界首次对深海粉砂质可燃冰储层,进行试采。 

  在项目前副指挥马庆坤看来,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,不然可燃冰里的天然气就采不出来,世界上就有国家因为防砂技术不过关导致数次试采失败。为此,针对目标海域地层特点,海洋工程公司对国内外深水防砂技术进行了调研,并开展了一系列防砂试验。在无数次的尝试中寻求到了“最优解觉方案”,与国内能源技术公司共同研发出独有的粉砂质可燃冰储层试采防砂筛管。通过60天的连续试采,验证了防砂技术的科学性和防砂工艺的有效性,达到了技术人员的预期效果。 

  依靠创新,“把不可能变为可能”的故事,在可燃冰试采过程中并不少见。海洋工程公司技术部专家介绍了一个细节,他这样说道:“可燃冰开采最大的难点就是不知道什么是难点。钻井试采中,随时充满着风险和不确定性。比如,由于可燃冰属天然气水合物,在开采中既不能形成二次水合物,又要在钻井过程中抑制其分解。技术团队通过打破传统的热力学方法,利用动力学知识,自主研发出一种新型钻井动力学处理剂。连续500多组的试验,168天的连续性能测验,充分证明了它已经达到我们的预期目标。 

  可燃冰试采过程中,有些技术可以说是颠覆性的创新,让一些专家异口同声说不可能的技术变成了可能,实现了可燃冰开采的“弯道超车”。也让项目总包方“中国石油”,实现了从浅海到深海、从常规油气到可燃冰的跨越,海上作业能力在这次可燃冰试采中得到了充分体现。虽说从100米到1300米,直线距离只有1公里多一点,但对海洋作业来说却是巨大的一步,每下潜一米,就有可能发生全新的未知情况。而有关水合物的开发,业界也曾有预言,一旦开发会造成海底坍塌、海洋升温等灾难性问题 

  不过,我国科研团队也很清楚一个道理,安全水平不仅是管出来的,也是设计出来的。为保证项目的安全,在施工前期,项目部专门做了四个全天的风险评价,覆盖每一个工序。项目部按照国际标准,与参建的国际行业巨头一起研究,不放过任何一个环节。通过一项项细密地梳理,辨识出危害因素295项,评估出重大风险10项,制定改进措施28项 

  有一件小事让科研人员记忆深刻。这件事,就着一根电缆的问题,研究了三天,因为电流不符合北欧标准,而事实上同样的电缆在井下可以使用,但在地面却不行。于是,项目部经过严密论证,组织专人按照最严苛的北欧标准,动用全球资源,很快更换了符合标准的电缆。 

  深海作业,隐藏着许多未知的风险。2017年的6月钻井平台遭遇13级台风“苗柏”正面袭击飓风阵阵,海浪滔天,一向平稳的平台开始摇晃井口是否脱离队伍撤不撤当时情况异常紧急。紧急关头,经过周密安排,海洋工程公司启用最优应急预案,井口不但没有应急解脱,而且平台安全生产,成功应对了“苗柏”的考验。 

  这次可燃冰的试采成功,让我国有了自己的测试开发标准和规范,这也使我国在世界范围深海可燃冰开采领域的标准制定中,有了一席之地。 

  如今,蓝色经济已经步入世界经济发展的快车道,我国已经在可燃冰开采方面取得了重大成就。我们相信,未来我国海洋科技工作者有能力把这块资源使用好,通过海洋资源的深入开发,最终使它造福人类,实现互利共享。 


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