在1500米水深海域的上空，鳥瞰“深海一號”作業(yè)平臺。李彥昭 攝
直升機劈開云霧，汪洋之上，一座亮黃色的“鋼鐵城堡”漸入眼簾。這是距海南省三亞市150公里，我國自主研發(fā)建造的、全球首座10萬噸級深水半潛式生產儲油平臺——“深海一號”作業(yè)平臺，也是“深海一號”超深水大氣田的心臟。“建設海洋強國是實現(xiàn)中華民族偉大復興的重大戰(zhàn)略任務。要推動海洋科技實現(xiàn)高水平自立自強，加強原創(chuàng)性、引領性科技攻關，把裝備制造牢牢抓在自己手里，努力用我們自己的裝備開發(fā)油氣資源，提高能源自給率，保障國家能源安全。”2022年4月10日，習近平總書記連線“深海一號”作業(yè)平臺作出重要指示。“總書記的連線囑托對我們是極大的鞭策。”中國海油海南分公司陵水—崖城作業(yè)公司總經理李勁松告訴記者，為端牢能源飯碗，投產近三年來，“深海一號”作業(yè)平臺歷經多次改造升級，“我們通過技術創(chuàng)新進行智能化改造，實現(xiàn)了遙控生產，即便在臺風期間，‘深海一號’也不會‘掉線’。”中國海油海南分公司“深海一號”氣田總監(jiān)李治遙指遠方：“166公里外的崖城海域，‘深海一號’二期工程也在穩(wěn)步推進，項目投產后，可使‘深海一號’大氣田整體高峰年產量由30億立方米提升至45億立方米，進一步提高我國深水油氣產能。”牢記總書記的囑托，一曲來自深海的回響愈發(fā)激昂。
一方“試煉場”
穿梭于這座“鋼鐵叢林”中，記者不由得感嘆其設計之匠心獨具，結構之龐雜繁復，建造之嚴絲合縫。“它是中國海洋石油工業(yè)的集大成之作。”李勁松如此評價。這也就不難理解，“深海一號”緣何備受關注。
“深海一號”能源站是“深海一號”氣田的核心，是一個由24萬個零部件組成的海上機器島。圖為“深海一號”能源站航拍照片。徐海舟 攝
2021年6月25日，“深海一號”大氣田正式投產。“這只是一個開始。”李勁松說，對海洋石油人而言，“深海一號”是一個生產平臺，更是一個大型綜合性試驗平臺。“近三年時間，我們在運維過程中，還要對各種參數(shù)進行采集、分析，進一步優(yōu)化設計，沉淀技術。”這種優(yōu)化與沉淀，可以體現(xiàn)在安全生產過程中。“在原來防火防爆的基礎上，我們進一步優(yōu)化了自動化檢測和響應體系，對原來相對過時的檢測設備進行了淘汰。”李勁松舉例，現(xiàn)在，整個平臺的天然氣泄漏和各種火警監(jiān)測范圍更廣、更精準，自動響應設備更加完善，平臺的安全等級有了大幅提升，有利于深海特色安全體系的建設。也可以體現(xiàn)在每一個“首次”來臨時。“比如，2023年，我們進行了首次海管清管作業(yè)、首次凝析油艙清艙檢測作業(yè)。”李治介紹。“深海一號”作業(yè)平臺的4個立柱內分別布設有單艙容量達5000立方米的凝析油艙，可用于安全儲存深海天然氣開采過程中分離產生的凝析油，是“深海一號”3項世界級創(chuàng)新技術之一。“為了確保平臺凝析油艙處于良好運行狀態(tài)，掌握艙內設備運轉情況，我們會定期開展清艙檢測作業(yè)。”李治說，“‘深海一號’作業(yè)平臺的凝析油艙整體呈雙‘L’構型布設在平臺船體中，深度超過48米，是國內海上油氣田生產裝置中深度最深、結構最復雜的異型油氣存儲艙室。”中國海油海南分公司“深海一號”氣田生產監(jiān)督張寶對于在制定凝析油艙洗艙方案時所遭遇的挑戰(zhàn)記憶猶新。“由于沒有經驗可循，作業(yè)前，我們對如何將艙室惰化和讓工作人員安全進出艙進行了反復探討。”張寶回憶稱，“在推翻了多個方案后，最終，我們發(fā)揮集體力量進行頭腦風暴，抓住關鍵難點，從初始人員進入等細節(jié)問題逐一分析，創(chuàng)新了一種異型凝析油艙洗艙作業(yè)人員進出艙方法。”“檢測結果表明艙室運行狀態(tài)良好、平臺設計契合深海油氣開發(fā)實際需求，充分驗證了由我國首創(chuàng)的深水半潛式儲卸油生產平臺設計的可靠性和先進性，對于我國油氣開發(fā)進一步走向深海、實現(xiàn)海洋科技高水平自立自強具有重要意義。”李治頗以為榮。這也正是李勁松所指的“試煉場”的作用。“我們肩負的是構建深海油氣開發(fā)運維各項制度體系的重任。經過努力，一套完整的從開發(fā)到生產運維的管理體系和技術體系已經建立起來，后期可推廣復制。這是非常重要的一個技術成果。”不容小覷的是，“在此過程中，深水人才隊伍也初具規(guī)模，為進一步走向深遠海奠定了基礎。”李勁松認為，做好人才儲備也是“深海一號”作業(yè)平臺所承載的使命。
發(fā)力智能化
“對平臺進行數(shù)字化改造升級，是培育新質生產力的一個重要手段。”在“深海一號”作業(yè)平臺的中控室，李勁松向記者介紹道，“你看，這個是‘正常/臺風模式切換’的旋鈕，通過模式切換，陸上的控制中心就可以接管平臺上的所有操作，不用再停產了。”順著李勁松手指的方向，記者注意到，在一排白色、黑色、黃色、綠色按/旋鈕相間的操作面上，“正常/臺風模式切換”旋鈕看上去并無二致。但正是有了這個“平平無奇”的旋鈕，2023年，“深海一號”成為世界首個具備遙控生產能力的超大型深水半潛式生產儲油平臺。
中國海油海上作業(yè)團隊管理運營“深海一號”能源站，確保平臺設備處于良好狀態(tài)，保障氣田高產穩(wěn)產。圖為海上作業(yè)人員對平臺吊機進行維保檢修。吳顯松 攝
“每年的有效生產時間增加了10天，相當于整個氣田提效大約3%，每年增加天然氣供應能力6000萬立方米。”李勁松說。這只是“深海一號”智能化探索的開始。隨著油氣開發(fā)不斷向深海進軍，數(shù)字化和智能化技術的應用變得至關重要。通過三維仿真交互模擬，“深海一號”構建了一整套深水氣田的全流程數(shù)字孿生系統(tǒng)。比如開發(fā)階段。水下氣藏是一個看不見、摸不著的“黑箱子”，通常埋藏在較深的海底，具有特殊的開采挑戰(zhàn)和技術要求，海底地質條件、水深、水溫、壓力等因素對氣藏的形成、儲量和開采方式都有重要影響。同時，由于水下環(huán)境的復雜性和危險性，開采水下氣藏需要高度專業(yè)化的設備和技術。“為了有效開發(fā)水下氣藏，我們利用AI算法模擬多種開采方案，精確構建海底數(shù)值模型，優(yōu)化每口井的產量分配，大大提高了氣田的開發(fā)效率。”李勁松解釋。再如油氣處理和外輸環(huán)節(jié)。“建立了全過程動態(tài)模型，通過在中控室的操作，可以實時監(jiān)控和調整200多套設備設施，確保油氣處理的高效與安全。甚至在油氣被開采到平臺之前，系統(tǒng)就能模擬不同生產條件下的運行效果，尋找最佳的工藝參數(shù)，以降低能耗。”據統(tǒng)計，“深海一號”每百萬噸產量的用工人數(shù)是28人，中國海洋石油集團有限公司的平均數(shù)是76人。側面印證了“深海一號”較高的自動化程度。“除了智能化、自動化，我們還利用數(shù)字化手段開展業(yè)財融合的探索，從業(yè)務一開始就跟蹤費用使用情況，便于精確掌握生產成本，及時進行動態(tài)干預和調整，實現(xiàn)降本增效。”李勁松認為，這些都是打造新質生產力的重要體現(xiàn)。“你明年再來，可以戴上虛擬眼鏡到深海去走一圈了。”李勁松信心滿滿地告訴記者，“你可以沿著海底管線一路走上來，把天然氣走過的地方都走一遍，身臨其境去體會深海油氣開發(fā)到底什么樣。”在數(shù)字化的加持下，一場沉浸式的深海工業(yè)之旅呼之欲出。
打造“PLUS”
2月28日，“深海一號”二期綜合處理平臺海上安裝作業(yè)全部完成，標志著我國南部海域首個“四星連珠”海上天然氣田生產集群順利建成。李治介紹，“深海一號”二期是我國首個深水高壓項目，采用“水下生產系統(tǒng)+淺水導管架處理平臺+深水半潛式平臺遠程操控系統(tǒng)”模式開發(fā)。
作為海上油氣田的“主動脈”，海底管線在保障海洋油氣平穩(wěn)輸送的同時，有可能出現(xiàn)“血栓”阻塞或“斑塊”腐蝕等問題。如何破題?中國海油“深海一號”二期總包項目總工程師孫志廣介紹，發(fā)球管匯集海洋油氣“樞紐站”和“血管疏通器”等功能為一體，能夠遠程控制實施深水海管清管作業(yè)，是深水油氣田開發(fā)的核心裝備之一。5月2日，最新消息傳來，“深海一號”二期工程發(fā)球管匯在天津建造完工，標志著我國深水油氣裝備自主設計建造關鍵技術取得重要突破。“深海一號”二期發(fā)球管匯的發(fā)球裝置中預埋6枚清管球，管匯重達360噸、設計工作水深1000米，均為目前全球同類裝備最大。管匯可根據遠程指令在海底“悄無聲息”地完成清管球發(fā)射入管和清管的全部操作。由于需要長期在低溫、高壓、腐蝕等嚴苛環(huán)境下免維護服役25年，對設計、建造技術及工藝質量都提出了極高要求。“面對全球最高級別驗收要求、世界級難度的小管徑焊接等挑戰(zhàn)，我們自主開發(fā)28種焊接新工藝，成功實現(xiàn)多種關鍵零部件國產化，攻克了深水智能控制、自動發(fā)球等多項難題，系統(tǒng)掌握了深水發(fā)球管匯自主設計、制造、測試和工程應用成套關鍵技術。”孫志廣說。李勁松介紹，作為核心生產裝置，“深海一號”作業(yè)平臺將根據二期工程建設需求繼續(xù)開展升級改造。改造后，該作業(yè)平臺將成為中國最大深水氣田群的控制中樞，具備對23口深水氣井和2套水下生產系統(tǒng)的控制能力。投產以來，“深海一號”大氣田一直保持穩(wěn)定供氣狀態(tài)，持續(xù)向粵港澳大灣區(qū)和海南自貿港同時供氣。截至目前，累計供氣量達80億立方米，夠400萬戶家庭一年的用氣量。
未來，超深水海洋油氣將是我國油氣資源增儲上產的重點方向。“我們的目標就是挺進蔚藍深海，扎實推進南海萬億大氣區(qū)建設。”李勁松胸有成竹地說，“我們在數(shù)智化鉆采技術與裝備研發(fā)等方面培育和發(fā)展新質生產力，也獲得了突破性進展，為我國深水油氣的高效勘探開發(fā)生產提供了堅實的智慧化支撐。”
