我國油氣田海床下開發(fā)模式邁出關(guān)鍵一步
來源：中國能源新聞網(wǎng) 時(shí)間：2023-08-23 14:21
中國能源新聞網(wǎng)記者 曲藝 通訊員 李書兆 申辰
8月19日19時(shí)43分，我國首創(chuàng)的油氣田海床下開發(fā)模式主體結(jié)構(gòu)鋼圓筒，成功在渤海錦州25-1油田W-1井區(qū)安裝完成，標(biāo)志著由中國海油牽頭研究并獨(dú)立自主設(shè)計(jì)的、針對渤海通航區(qū)量身定做的海床下開發(fā)模式邁出關(guān)鍵一步，為盤活渤海數(shù)億油氣產(chǎn)量提供了堅(jiān)強(qiáng)技術(shù)后盾。
鋼圓筒體外直徑24米、高14.25米，重達(dá)450噸，頂部由12臺振動錘夾持。鋼圓筒下水后在自重作用下沉穩(wěn)定后，12臺振動錘同時(shí)啟動，鋼圓筒在海床內(nèi)緩緩下沉，同時(shí)嚴(yán)格控制并調(diào)整筒體的水平度，直到最后一次測探，鋼圓筒安裝指標(biāo)完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
渤海區(qū)域油氣資源豐富，是我國海洋石油的重要產(chǎn)區(qū)之一。海床下開發(fā)模式，是中國海油精心打造的，一把能夠開啟渤海通航區(qū)油氣資源寶庫的“金鑰匙”。
推動方案創(chuàng)新，用新模式突破環(huán)境制約
油氣開發(fā)設(shè)施的安全極為重要，一旦發(fā)生損壞，泄露的原油將會對環(huán)境造成極大的破壞。
想要高效開發(fā)渤海油氣資源，將油氣開發(fā)設(shè)施設(shè)置在海床面以下是有效途徑，這就需要建立一套安全可靠的防護(hù)系統(tǒng)保障油氣設(shè)施安全生產(chǎn)以及后期檢修維護(hù)。然而這種開發(fā)模式在全球范圍內(nèi)沒有先例。
整套油氣開發(fā)設(shè)施占地?cái)?shù)百平方米，凈高近十米，如此大的規(guī)模，實(shí)現(xiàn)起來非常困難。一開始，科研人員考慮將油氣開發(fā)設(shè)施全部布置在一個(gè)大型的混凝土沉箱中，整體埋進(jìn)海床里。但是，需要開挖的基坑面積卻要達(dá)到數(shù)千平方米，開挖土體工程量近二十萬立方米。有沒有一種方法，能夠在開挖少量土體的前提下，將防護(hù)結(jié)構(gòu)安裝到海床下呢？
在經(jīng)過廣泛的調(diào)研后，國內(nèi)其他項(xiàng)目建造人工島時(shí)使用的大直徑鋼圓筒振沉技術(shù)，進(jìn)入了科研人員的視線：通過振動錘帶動大直徑鋼圓筒進(jìn)行振動，從而降低土體阻力，使大直徑鋼圓筒在激振力和自重作用下沉入海床?；诖?，科研人員研究了多個(gè)水下防護(hù)方案進(jìn)行比選分析，最后將目光鎖定鋼圓筒。
科研人員對鋼圓筒的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了詳細(xì)分析，確保其可以承受安裝和生產(chǎn)期間的所有載荷，從而起到地基支護(hù)和水下設(shè)備安全防護(hù)的雙重作用，一體化水下防護(hù)結(jié)構(gòu)鋼圓筒的方案最終成型——通過振沉技術(shù)，將鋼圓筒沉入海床，然后將鋼圓筒內(nèi)部的土體挖出，并在其中放置油氣開發(fā)設(shè)施，在安裝完成后在鋼圓筒頂部安裝頂蓋，防止淤泥及落物進(jìn)入筒內(nèi)。
理論結(jié)合實(shí)際，技術(shù)攻關(guān)解決振沉難題
相比大直徑鋼圓筒以往的應(yīng)用案例，海洋石油行業(yè)有著許多特殊之處。由于采油設(shè)備、海底管道等的要求，鋼圓筒身上設(shè)置有大量支架、開槽，對鋼圓筒的安裝有著很大的影響。開槽將破壞鋼圓筒的完整性，使振沉過程中容易發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞；而支架則給振沉過程帶來了額外的阻力。
為保證鋼圓筒可振沉以及筒體結(jié)構(gòu)安全，科研人員從振沉的基礎(chǔ)原理出發(fā)，翻閱了國內(nèi)外振沉相關(guān)的大量文獻(xiàn)資料，力求追本溯源，積極與國內(nèi)擁有振沉施工經(jīng)驗(yàn)的單位開展交流，不局限于以往使用的規(guī)范公式，通過攻關(guān)建立了先進(jìn)的評估鋼圓筒可振沉性大變形數(shù)值分析技術(shù)，同時(shí)使用以往工程的實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方法的正確性，全力確保鋼圓筒的可振沉性。
“本次實(shí)施的油氣田海床下開發(fā)模式，為我國通航區(qū)的油氣資源開發(fā)提供了安全的解決方案和強(qiáng)有力的技術(shù)保障，并將帶動渤海通航區(qū)十余個(gè)開發(fā)項(xiàng)目，推動實(shí)現(xiàn)油氣資源增儲上產(chǎn)，保障我國能源安全?！敝泻Ｓ脱芯靠傇涸洪L米立軍表示。
責(zé)任編輯：吳蘇靈
