第614期【齐悦读—线上共读—透视新科技】 “齐悦读”[线上共读] 《深海一号》
（通讯员 邓辉）
讲座题目：透视新科技——深海一号
主 持 人：胜 春
做客嘉宾：周守为，中国工程院院士。
尤学刚，中国海洋石油集团有限公司高级工程师。
讲座时间：2024年11月18日～11月24日
（备注：讲座视频可循环播放）
透视新科技——深海一号
讲座内容：
各位好！欢迎收看我们今天的《透视新科技》节目，我是主持人胜春。最近我们国家的海洋油气开采又实现了新的突破，深海一号实现了从水下300米到1500米的深度跨越，同时还创造了三个世界首创，深海一号到底有多“牛”呢？通过短片来进入我们今天的节目。在我国广袤的南海中，屹立着一座“钢铁巨无霸”，它的总重量超过5万吨，相当于七座埃菲尔铁塔，可以制造3.5万台轿车，它的总高度达120米，相当于40层楼高，面积相当于两个足球场。它的船体工程焊缝总长度高达60万米，可以环绕北京六环三圈，使用的电缆长度超800公里，可以环绕海南岛一周。这就是我国自主研发建造的全球首座十万吨级深水半潜式生产储油平台，那么它的身上还隐藏着哪些秘密呢？我们今天请来的两位嘉宾，一位是中国工程院院士周守为先生，欢迎您！另一位是中国海洋石油集团有限公司的高级工程师尤学刚，欢迎您，尤先生！刚才看过短片之后，像“钢铁巨无霸”一样的东西，到底是什么？
实际上就是我们深海一号大气田，水面设施的关键设施叫深海一号能源站，通俗一点地说，它就是把陆地的油气处理厂经过优化集成搬迁到了海上，安装在了我们海上，成为一个浮动的油气生产处理厂。我们这个深海一号能源站，它是由3.3万吨的下船体和两万吨上部处理模块组成，那么这3.3万吨的下船体，它的排水量近11万吨，这就是相当于我们三艘中型航母的排水量，并且这个平台还驻有120人，它可以容纳120人在这个平台上进行生产和生活。这个平台集世界三项首创和13项国内首创于一身，大家刚才在短片中看到，是真正意义上的一个钢铁巨人。海上生产油气跟陆上生产油气的最大区别就是隔了一层海水，这个生产油气呢，它是从海底下面的地层当中，海底下面三千米、两千米的地层当中，我们通过特殊的装备把油气采出来。采出来以后，到了海底以后呢，它还要通过1500米的水深，然后才到了我们深海一号的平台上，所以说整个这个过程，是一个连续生产的过程。到了平台上以后，还要进行油气田的处理。所谓处理就是出来的油气，我们要让它合乎安全标准，合乎质量标准，我们为什么叫能源站呢？它就是为国家提供能源的，源源不断地提供能源的。说到这个深海一号油气处理能力有多强大，我们通过短片来看一下。
深海一号能源站是一座漂浮在海上的大型油气处理工厂，上部组块之上装配了近200套的油气分离，干燥、脱烃的关键处理设备，其处理能力相当于一座大型陆地油气处理工厂。当低温油气从海底立管登上深海一号能源站后，经过油气分离系统实现气液分离，分离出的气体依次经过一系列复杂的工艺变成合格的天然气，最后在经过增压计量后，接入到通到香港的海底管网，每年能够为粤港琼等地稳定供应30亿立方天然气，满足1600万个家庭一年的用气需求。而分离出的液体经过处理工艺成为合格的凝析油，这些凝析油都储存在深海一号能源站船体的四个立柱油舱内。我们说的采油、采气，大多数人的印象，都在陆地上，大庆油田、长庆油田等等。那我们为什么要在海洋当中去采油气，这里面背后的资源是什么样的？地球的表面有70%是海洋，而海洋里边儿的70%属于深水，而深水当中所蕴藏的油气资源又是整个海洋的70%。我们最近做了一个统计，全世界近十来年发现的大型油气田，超过亿吨方的大型油气田，也是正好70%都来自于深水，也就是来自于超过300米、500米，甚至1000、2000米的水深的地方。
看来这不是一个偶然？对，因此，大家形成一个共识，就是人类的未来的资源和能源的接替的领域可能就是深水。因此世界各国都纷纷往深水进军，我们也认为我们现在打开了深水的资源和能源的大门，我们也逐步向深海进军。为什么这件事引起了那么多人的关注？到2022年，中海油已经走过了40年的历程。我们从300米的浅水，一脚踏入了1500米，这个对我们来讲也是一个前所未有的挑战。这么大的跨度？对，并且深水超过1500米，就属于超深水，而这一次深海一号大气田，我们在2020年的5月份，第一次铺管水深就达到了1542米。从海洋石油开发来讲，随着水深的量变达到了一个质变，1500米水深的概念是什么？是接近超过150个大气压，而这些都不是我们现在饱和潜水和我们人所能够达得到的地方。海下深海压力的变化有多高？在我们深海一号的海上施工的过程中发生的一个小插曲，我们需要在已经建成的海底管道当中进行一个通球的作业，就是我们先要通一个泡沫球，而我们要保证这个泡沫球能够顺利地从海底管道当中通过。那么我们把这个泡沫球它的变形量进行了一个试验，长度一米长，直径是30多个厘米的一个泡沫球，放在水下近200米的位置上以后，这个泡沫球完全被压溃，也就是压扁了。我们整个用ROV（遥控无人潜水器）监控过程，全过程都看到了它的变化的过程，可是我们把它提到水面上来之后，它又恢复了原状。
如果我们没有这种ROV的技术来看的话，没有能够看到它被压溃回又回到水面时候，又恢复到原状这个过程。那么我们刚才讲到了1500米水深，也就是150多公斤的压力，如果是人的话，基本上是在海底彻底地是要被压溃，所以海洋工程，深水海洋工程建设，它的难度就在于不是我们像一百多米之内，我们可以用饱和潜水可以完成的，可是到水下完全是需要水下机器人ROV来完成。随着我们的深度的不断加深，这个压力不断地加强，等于说我们开启了一个全新的时代，过去的技术在这个水深的深度上已经不起作用了。要求你全面地更新，这个深海一号到底有多“牛”，您能给我们介绍一下它强在哪里吗？这个深海一号是一个叫生产储油平台，和之前国外这同类平台最大的区别在于，它可以储存两万方的凝析油，而这种做法是世界首创。之前同类油气田的开发，解决这个问题有两种方式，一种是将生产天然气伴生出来的凝析油通过海底管道的方式输送出去，另一种方式就在旁边再建一个储油的油轮。那么我们这一次把储油的油轮和我们的生产平台，把它集成到一起合并为一体，我们从投资上减少了十多个亿，并且我们在整个油田的生命周期内的作业费，生产作业费又减少了十多个亿，就说对我们深海一号大气田开发的经济性得到了很大的很好的提高。
我们采用的办法，就是把四个大的桩腿，大家看有四个立柱，这个立柱很大很大了，它有300多个平（方）米，高度是60米高，一个立柱里边是2万吨。过去这个2万吨的立柱，只是用来压载用，就是调节水位压载用，这一次它不仅可以压载，而且可以进行油气田的储存，所以说把过去压载的立柱变成了四个化工厂，它里边既能压载又能储油，还能进行其他的一些有机物的分离和处理。分离出来的油和天然气合格以后，天然气是通过管线进入到我们的沿海的主管网，到了大湾区，到了香港。那么原油，实际上它是凝析油，它一年只有20万吨。那么20万吨的凝析油，就是把它储存在我们刚才说到的四个大的立柱里边，当其到了一定量的时候，比如说超过1万吨、2万吨的时候，我们再用船把它拉走，为什么不一起跟天然气一道输走呢？那么（这样）必须再重新修一条油气的管线，专门输运这个原油的管线。是出于成本考虑吗？那主要还是出于成本的考虑，一年20万方的凝析油，要去用一条150公里的深海的海底管线来输运的话，成本很高，所以说我们采取了用穿梭油轮来分输的办法。主要是从成本来考虑。
刚才说到油储存系统，这是世界首创的，还有啥？我们的第二个首创，我们两万吨的上部处理模块，也就是我们的油气处理加工厂，要和我下面的11万吨浮体进行合拢的时候，它的特点就在于，我们是在一个有限的一百米见方的一个位置上，要承受五万吨的，这不是一般的船坞的承载力，所能够承受的这个大合拢，它实际上是要把一个足球场大小的一个钢铁平台，两万多吨。怎么把它平稳地放到3.3万吨的一个大型的浮体上，而且有60米高，而且合拢的精度呢，还要在25毫米，在浮体在水水当中的时候，它还要发生一定的变形，25毫米，就是2.5厘米。对对对，2.5厘米，要怎么能够做得到呢？我们叫湿式半坐墩精准的合拢技术，意思就是一部分的承载力坐到船坞底上，但是并不是全部承载它，我们漂浮着进去，上部的模块是固定的，下面的浮体是漂浮的，一个固定，一个漂浮，容易把它找到这个对准点、合拢点，所以这种技术也是我们独创的。
第三个首创就是我们3.3万吨的下船体，是从码头上横向装到运输驳船上，这个在装船上来讲是一个非常大的风险，它的风险主要就来自于3.3万吨的结构物的重心，在从码头转移到驳船。那一刹那的过程中，这个是整个装船过程中最大的风险，并且在国外海洋石油的开发史上就曾经出现过在这种装船的过程中，出现翻船和结构物翻沉的情况，就是在这种重心转移的时候。平时一想象到大海，经常是各种风暴，甚至是海啸等等，建在海面上的这样一个开采平台，它的抗风浪能力到底是什么样的？我们设计了16根180吨的锚缆，把它牢固地系泊在1500米水深的地方，它的抗风险能力是能够抵御十几级台风，也就是说在南海的17级台风我们都能抵御，当然到现在为止，我们还没有遇上。还没有经历过这么大的风暴。但是我觉得我们有信心能够通过这些考验，因为按照我们的设计，30年都不回坞，也就说30年。什么概念？30年它都一直在那个地方进行生产。不用回来返修。对。说到了深海一号的抗风浪能力，可以做到30年不回坞，我们通过短片去了解一下。
在能源站到达气田位置前16根180多吨的锚柱，已经被预先插入海底60多米，16根系泊缆连接锚桩后也依次铺设在海底，这些系泊缆每条长度都超过2500米，直径有碗口粗。当能源站到达预定海域后，水下机器人就会潜到1500米深的海底，将16根系泊缆4根一组，依次在能源站的东北、东南、西南、西北四个方位上，承受巨大张力的16根系泊缆可不是普通的铁链，而是高强度的系泊聚酯缆。聚酯缆非常地轻，重量仅为常规锚链的1/43，强度却一点都不低。依靠这16根系泊缆，甚至可以扛住17级台风的恶劣海况，在1500米水深巍然屹立30年。那么，如此庞大却又如此坚挺的深海一号平台需要多长时间才能建成呢？我们这个深海一号的海上平台，它的建造速度是什么样的？我们从2019年5月23日切割第一块钢板，到2020年6月29日，我们的结构封顶，我们用了不到17个月的时间，到我们今年2021年1月19日开始从烟台拖航，我们用了不到20个月的时间。这个建造速度在国际上来讲，是一个什么概念？
国外同等规模，用了近40个月的时间，我们快了三分之一以上的时间。大约节约三分之一吧，至少三分之一时间，所以在这里边主持人我想跟您分享一个小故事，小插曲。我们有一些设备是从国外进口的，但是在2021年初，我们遇到了前所未有的全球的疫情，国外来讲，实际上虽然发病比我们晚，但是受到的冲击甚至比我们还会大，所以在双方执行合同的交货期的过程中，外方说第一，这是一个不可抗力，这是从合同的角度说，从人情的角度说，全球疫情的暴发，你为什么要让我按照合同的（期限）交货，我交给你，你同样也用不上。我们做了一个果断的决定，就是我们要加速生产，加速赶工的过程当中，我和外方在沟通的过程中，我说好，我说我拿我的船体的照片给你看。我说让外方知道什么是中国的“基建狂魔”？最后的结果是？他按期交货，甚至来讲有一点的延迟，但是这些延迟真的是属于不可抗力，所以在这个过程中，没有对我们项目造成影响，所以这也就是我为什么在整个陵水开发建设过程中，有那么多的感受和感恩。说到深海一号的建造速度，我们通过记者编辑了短片去了解一下。
从决策实施到投产，深海一号能源站只用了20多个月，创造了最短建造周期。同时，从开工建造到大合拢，在新冠疫情的挑战下，以国际同行业同规模半潜式平台，提前18个月，深海一号能源站建造过程中，无死角开展安全网格化管理，实现1700万工时无事故，实现高精度合拢，累计公差近40毫米，在同类工程中世界罕见，这是建立在高质量、高水平之上的中国速度。这种建造速度的背后，对于我国的海洋石油工程装备，它还具有什么样的意义？首先深海一号能源站在今年（2021年）的6月25日成功地投产，到现在为止我们油田开发整个全流程的作业，已经顺利地完成。那么标志着我们三项世界首创，13项的国内首创当中，我们的工程建设是成功的，是经受了考验的。同样在这个过程中，我们也知道受国际贸易当中的一些影响，我们在这个过程中，有十多项的国产化的设备的创新研发成功，而且在这个项目当中得到了成功的应用。第三，也带动了包括造船业相关的全产业链的能力的提升，和我们自信心的提升。我们有深海一号能源站，有很多尖端高端的一些设备，一些技术，也和我们进入1500米海洋石油开发是遇到同等的难度。但是，我们在这个过程中克服了很多的困难，并且有些在深海一号上得到了成功的应用。在这里边也让我很多的感慨和感恩，我们有很多的民营企业家，那种民族的精神让我感动。我们可以理解为它是具有一个对深海油气开采一个里程碑意义的这样一个项目？你说得很对。这个深海一号的成功建设投产，它标志着我们国家的海洋石油工业进入到超深水时代，同时也使我们国家的海洋工程的建设水平，设计水平进入到世界的先进行列。
我们拥有这样如此世界尖端的这样一个石油开采的这样一个工程和设备来讲，对于我们普通民众的意义是什么？普通人会惠及到什么呢？普通人，我想首先是增强我们全民族的海洋意识。我们生活在陆地，好像我们主要接触的就是陆上的一些东西，但是我们在地球上还有70%都是海洋，而未来海洋对我们来说是一个巨大的资源宝库。从这个项目本身来说，它能够直接为我国的东南沿海，粤港澳大湾区提供1/4人口的用气量，还能够给周边的炼厂提供20万吨凝析油，但是从未来来看，我刚才说它仅仅是打开了未来深海资源和能源的宝库的一个大门。那么这个大门打开以后，今后它可以来保证我们国家的能源安全，工业建设的粮食的问题。对于我们老百姓来说呢，我们走向深海，不仅仅是海洋工业、海洋石油跟海洋有关的人的事，也是我们全民族的事，我想这对提高整个全民族的海洋意识，走向深蓝，具有很重要的意义。近些年我们国家发展非常注重对环境的保护，那从我们对海洋开采油气，对海洋的环境会有影响吗？我可以简单地说，我们深海油气的开发绝对不会对海洋环境造成污染第一个，我们从水下乃至气藏几千米的地下，有关断阀和我们上边的油气处理加工厂，有一连串的自动连锁反应。如果一旦发现异常的时候，我们有一连串的关断，来保证它的安全，从我们处理平台上来讲，我们伴随着油气生产的一些生产污水和人在上面生活的一些污水，也是按照国家的处理和排放标准达标，才能够（进行处理）。同时，也请广大观众朋友们放心，我们深海一号生产的是天然气，它伴生的是轻质的凝析油，凝析油是一种很轻质的油品，所以在这一个方面来讲，不会发生（油气泄漏）。
目前，无论是发达国家还是发展中国家，都在降低碳排放，在这个背景下，您怎么来看未来这个深海油气的发展呢？刚才我们说到了，我们进入到超深水时代，说到了我们进入世界的先进水平，但是说实话我们也仅仅是跨入到了深水的大门，我们未知的领域还很多，所以说未来的路还很长。另外你刚才提到了，如何保证环境？如何保证应急？这也是我们需要来认真考虑的问题，还需要发展的问题。从长远地看，碳排放要控制，逐步化石能源要为非化石能源所替代，这是一个大方向，但是这是一个漫长的过程，我们说碳达峰、碳中和，不是说一点碳不用，一点碳不排放，而是要通过我们的技术创新，把排出来的碳把它消化掉，同时也要尽可能地使用低碳能源。而天然气就是一种低碳能源，它在由化石能源到非化石能源过渡的这个漫长的过程当中，它是一个非常好的过渡能源。但是从漫长的时间看，几十年、上百年以后，我想我们一定能够真正达到，我们叫低碳能源时代。到那个时候，可能非化石能源就占绝大多数，而化石能源逐步退居到了次要的地位。感谢两位来到我们演播室！随着科学技术的不断进步，对于我们人类，对地球资源的开采和使用，与未来的自然平衡一定会做得更好。好，那感谢您收看我们今天的《透视新科技》节目！如果你想了解我们更多的节目内容，可以下载央视频收看我们过往的节目。今天的节目就到这儿了，我是胜春，咱们下期节目再见。
