中海油研究总院 | 深水油气开发之道!

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尹汉军

研究总院党委委员

海洋工程总师

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我国南海水深在500m以上的深水海域所蕴藏的油气资源约占我国油气资源总量的三分之一,将成为我国未来海上油气增产的重要接替区。近年来,中国海油在深水油气资源开发进程中稳步推进,在南海深水海域相继取得了荔湾3-1、流花16-2、陵水17-2等一系列深水油气重大勘探发现,实现了中国海油从浅水到深水的标志性突破。

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南海深水油气开发的“利器”——

“半潜式生产平台+钢悬链立管”


随着水深的增加,常规固定式生产平台将不再适用,浮式生产平台在可靠性和经济性等方面的优势将更加显著。在三种常规典型的浮式生产平台中(半潜式、张力腿式、深吃水立柱式),半潜式生产平台的实际应用最为广泛,其数量超过其它两种浮式生产平台的总和。

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半潜式生产平台最适用于南海深水区较分散的油气藏,同时也更能适应国内海洋工程装备制造和安装资源能力,更适合用于我国南海深水油气田的开发。同时,以钢悬链立管为代表的深水钢质立管是半潜式生产平台在深水应用中最为经济的立管解决方案。因此,“半潜式生产平台+钢悬链立管”最终成为“深海一号”大气田开发的最佳“利器”。

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建立完善的半潜式生产平台及

其立管技术体系已势在必行


2021年6月25日,中国海油人历经近7年的不懈努力与辛勤付出,终于成功建成“深海一号”能源站并就位于“深海一号”大气田,所有钢悬链立管也已顺利安装到“深海一号”能源站上,开始为粤港琼地区供应深海绿色清洁能源。


然而,对比欧美国家几十年的技术沉淀,国内在半潜式生产平台及其深水立管的设计、建造、安装及运维等方面仍存在较大的进步和发展空间。尽管国外尚没有一家公司建立了完整的半潜式生产平台及深水钢悬链立管技术体系,但这些国家整体上已经建立了一套相对完善的技术体系,以及与其配套的装备制造、安装和运维产业链。


未来我们应主要在完善技术体系、掌握自主设计能力、开发核心自主设计软件、建立平台和立管配套的测试装置和技术、提升平台在役运营保障等方面持续攻关。可以说,面对发达国家对中国日益严苛的技术限制,培育自主的核心技术能力,建立完整的技术体系已势在必行、刻不容缓,这将对保障我国未来深水油气开发具有重大而深远的意义。

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3

半潜式生产平台及其立管技术体系建设

需全面布局


研究总院要从我国当前所处的国情和国际形势出发,立足国内深水油气资源开发的可持续健康发展,以建立深水半潜式生产平台及立管的技术体系为核心,在研究总院所参与的四项国家级和集团公司级科研课题以及“十四五发展规划”中进行多方位的总体布局。


在“十四五”期间,研究总院需要持续开展涵盖自主船型研发、标准体系制定、测试装置及能力建设、核心工业软件系统开发、一体化监测及智能化建设、深水应急维抢修能力建设等各项技术攻关工作,以攻克并掌握深水半潜式生产平台及其立管的关键核心技术,并建立一套完善的深水半潜式生产平台及其立管技术体系。

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研发自主新船型、夯实自主设计能力

要以半潜式生产平台母型船开发和设计能力建设为核心,在现有技术能力基础上,研发可适应浮托安装合龙的自主新船型,形成具有自主知识产权的设计技术,进一步夯实深水半潜式生产平台及立管的自主设计能力。

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制定标准体系、带动行业发展

要以标准体系建设成果为体系支撑,在半潜式生产平台及立管领域布局一套集设计指南、设计规程、设计推荐作法、设计标准为一体的深水半潜式生产平台和立管设计规范标准体系,形成中国海油专业化、规范化的深水开发设计指导性文件,远期以替代国际通用标准为目标,带动国内相关行业的协同发展。

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开发工业软件系统、实现设计软件自主

要结合国内行业现状,自主开发一套深水半潜式平台船体、系泊和立管集成软件系统,实现船体水动力分析、系泊和立管全时域耦合分析、深水立管强度和涡激振动分析、深水管道压溃和屈曲分析等功能,形成替代国外商业软件的工业软件体系,以工业软件替代保障未来深水技术的发展。 

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建设测试系统、形成试验论证能力

基于国内现有试验装置无法满足自主开展深水平台结构疲劳和深水立管疲劳测试的现状,研究总院要自主开展半潜式平台结构疲劳和深水立管疲劳测试平台的顶层设计,并联合国内高校建设国际领先水平的深水平台结构疲劳试验平台、深水立管疲劳试验平台和触地点扰动试验平台,最终要形成一套具有完整自主知识产权的配套测试和验证技术,以测试系统建设解决技术应用的“最后一公里”。

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深水立管疲劳测试平台.

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深水平台结构疲劳测试平台



研制监测及智能化系统、保障平台在役安全运维

要面向半潜式平台全生命周期需求,开发一套具备完全自主知识产权的国产深水浮式平台智能化海洋集成监测系统,实现对海洋环境、平台姿态、系泊系统和立管系统状态的监测评估、故障诊断以及远程智能化管理,打破国外的技术和设备壁垒,带动国内监测设备和系统集成等相关产业的发展,形成深水半潜式生产平台及立管监测以及性能后评估技术能力,保障半潜式生产平台及立管的在役安全运维。

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技术体系建设已取得阶段性进展


目前,研究总院经过近两年的持续技术攻关,在深水半潜式生产平台及其立管技术体系建设进程中已取得了一系列的进展和成果。半潜式生产平台新船型初见雏形、已编制18份规范标准并以研究总院企业标准进行发布、完成工业软件总体框架搭建以及核心分析模块代码的编写、立管疲劳测试平台建设完成并通过中国船级社认证、完成一体化海洋监测系统设备的安装以及软件基本功能的开发、设计能力得到进一步提升……

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已发布的研究总院企业标准


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立管疲劳测试平台


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工业软件系统界面


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一体化海洋监测系统的软件界面及已安装的设备


研究总院将继续稳步推进半潜式生产平台及其立管技术体系的建设,力争培养一支具备自主完成半潜式生产平台及其立管独立设计的专业技术人才队伍。


展望未来,中国海油还需要在核心软件替代、核心关键设备及部件产品研发上持续攻关,在基础研究方面进一步做深做实,全面突破半潜式生产平台和深水立管相关的核心技术,助力打造具有国际竞争力的半潜式生产平台及深水立管的全产业链,促进中国海上深水油气资源开发行业整体技术实力再上新的台阶,在打造国家战略科技力量上展现更大作为,为保障国家能源安全、践行海油强国战略贡献海油力量。

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