揭秘|不得不看,中国石油在南海可燃冰试采成功背后的故事

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2017-10-31 16:52

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犹如一支离弦之箭,破空疾进,作为可燃冰研究的后来者,却创造出试采产气时长和总量的世界纪录,突破世界级开采“禁区”,让全球瞩目。
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,标志着我国可燃冰试采成功。连续产气60天,累计产气量超过30.9万立方米,向世界亮出可燃冰开采的中国方案,翻开人类开采新能源的篇章,堪称业界奇迹。
创造这个奇迹的总包方就是中国石油集团海洋工程有限公司,可燃冰试采的成功不仅实现了其从100米浅海到1300米深海的跨越,也让中国石油一举跨入深水油气资源开发俱乐部。
奥秘何在?
统筹全球资源——建立“全兵种国际化战队”
天然气水合物俗称可燃冰,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,广泛分布于全球大洋领域,以及陆地冻土层和极地下面。科学家们称之为“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。这一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。党中央国务院就此专门发了贺电。
本文图片均来自微信公号中国能源报
但这也是一个全新领域,世界上包括美国、日本等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1300米,13个兆帕,属粉砂型储层,开采之难被业界称作“在豆腐上打铁,用金刚钻绣花”。
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。无可借鉴经验、无相关标准、无成功案例。成立于2004年11月的中国石油海洋工程有限公司虽然是中国石油专业化海洋工程公司,但以前只是在100米左右的海域进行作业。无疑,可燃冰试采的每一个环节对其都是一场大考。
如何挑战世界级“无人区”开发难题?
“认准一点发力,把目光投向全球。我们运用市场化手段,将全球最优秀的技术、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。”海洋工程公司总经理刘圣志说。
大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+”尤为引人注目,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、GE等20多家国际行业大腕。
五指成拳,劲道倍增。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,信息共享及整合技术资源,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,中方员工的国际化水平、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。
“perfect!”这是平台高层给中方团队最诚挚的评价。
刘圣志说,可燃冰试采项目是一个国际化、市场化程度很高的项目,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。”
激活创新因子——让不可能变可能
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,”海洋工程公司副总经理、前指总指挥彭飞说,“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。”
海洋工程公司前线指挥部副指挥王友华说,“我们必须要从常规油气作业中跳出来看问题,用全新的视野、全新的角度去思考问题,创造性地去解决问题!”
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关键中的关键。这次试采的可燃冰所处的神狐海域作业地层软,不成岩,即通常所称的泥巴层,属于不均匀地层砂,钻探难度极高,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。
工作人员正在作业
“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,世界上就有国家因防砂技术不过关导致数次试采失败。”海洋工程公司总经理助理、项目前副指挥马庆坤说。
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,并开展一系列防砂试验,在无数次的尝试中寻求到了“最优解”,与国内知名公司思达斯易(STARSE)共同研发出独有的粉砂质可燃冰储层试采防砂筛管全球最优秀的应用技术。
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,并达到预期效果。
依靠创新,把不可能变为可能这样的故事在可燃冰试采过程中并不鲜见。
海洋工程公司前指技术部副经理黄名召感慨,“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。”
他们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,证明达到了预期目标。
海洋工程公司党委书记张宝增说:“可燃冰试采中,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’。中国石油由此实现了从浅海到深海、从常规油气到可燃冰的跨越,海上作业能力大幅提升在可燃冰试采中得到了充分体现。而且我们已积累了十几项深水特色技术,领跑可燃冰开采的‘无人区’,对未来探寻可燃冰‘甜点’极具价值!”
对标最严标准——从追赶变跨越
让项目成为顶起撑杆一跃的支点,追赶方能变步跨越。
从100米到1300米,直线距离虽然只有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、海洋升温等灾难性事故。
“首次面对深海的风险管理,大伙儿都感到从未有过的‘压力山大’!”海洋工程公司总经理助理、安全副总监、前指副指挥马宝金说。
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,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,涵盖技术、设备、管理、安全、人员等各个相关方面。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,一项项细密地梳理,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。其中一些标准则是参照全球最严苛的北欧标准。
安全标准没有最高,只有更高!
有一件小事让很多人记忆尤为深刻,就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。6月12日,平台遭遇高达13级的台风“苗柏”的正面袭击,飓风阵阵,海浪滔天,一向平稳的平台都开始摇晃,井口是否脱离,队伍撤不撤,当时情况异常紧急。至今提及,平台上的人还历历在目。
经过周密安排,海洋工程公司科学组织,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。
通过可燃冰试采项目,中国石油已形成风险辨识评价、管理体系策划和作业过程管控在内的深水作业HSE管理体系,为未来全面进军深海提供了保障。
张宝增不无自豪地告诉记者:“这次可燃冰的试采成功,确立了中国自己的测试开发标准和规范,提升了未来我国在世界范围深海可燃冰开采领域的标准制定权和话语权。”
蓝色经济已经步入世界经济发展的快车道。中国石油集团董事长王宜林在厦门金砖国家会议上说,海洋是各方可以共享的资源,中国石油在可燃冰开采方面取得了巨大成就。我们有信心把这块资源用好,通过海洋油气的深入开发,使它造福于人类,实现互利共享。
善弈者谋势。中国石油书写“深水”战略,谋篇在胸,已然起笔!
(原标题:揭秘|不得不看,南海可燃冰试采成功背后的故事)
责任编辑:王灿澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
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