信息来源：北京科学中心（北京青少年科技中心） 发布时间： 2023-08-27
中国南海碧波之上，全球首座十万吨级深水半潜式生产储油平台——“深海一号”格外醒目，这座钢铁巨人每天将1000万立方米的天然气从海底1500米处源源不断地开采出来，送抵千家万户。近年来，随着我国不断加大海洋油气勘探开发的力度，从浅海到深海，我国海洋石油开发实现跨越式发展。踏进南海高温高压区的钻探“禁区”，工程师们如何攻坚克难，打开深海油气宝藏的“大门”？
本期首都科学讲堂邀请国际欧亚科学院院士、海洋油气钻完井技术领域知名专家、中海油研究总院有限责任公司总工程师李中，带领我们走进海洋天然气水合物全国重点实验室，探索深海里的科技秘密，讲述他们如何乘风破浪，勇往直“潜”，为中国能源安全保驾护航。
深海驱“气龙”
“在上学的时候，我根本就没有想到海上还会有油田。海上油气是什么？其实我是带着这样的疑问走进了中国海油。”讲座伊始，李中先为观众设下了一个悬念，随着这个悬念逐渐抽丝剥茧，他娓娓道来我国海洋石油工业的发展历史，解读了深海“气龙”的由来和形成，生动讲述了我国的海洋石油勘探人在没装备、没技术、一穷二白的条件下开启海洋石油勘探之旅的故事。
李中介绍，位于海南岛西南一隅的莺歌海海域是中国海洋石油的发祥地。当年，有渔民在海面上发现了不断冒泡的油气苗（通常指地下油气沿地表断层流到地表的迹象），地质勘探人员们坐着小木船划到海上去取油样，找到了含油砂岩样品，自此拉开了南海地区石油勘探工作的序幕，这也是我国最早的海洋石油勘探活动的开端。
到了上世纪六七十年代，依靠自研的浮筒式钻井装置，我国在南海进行了简易的石油钻井活动，取得了一定的发现，但由于准备过于简陋且相关技术没跟上，中间停顿了一个时期。后来随着第一轮对外合作的开始，我国正式开始进行海洋油气的勘探开发。
据李中介绍，中海油成立于1982年，至今已经有41年的历史了。经历了从对外合作，到逐步过渡形成具有自主研发装备和作业能力的阶段，迄今已在渤海、东海和南海东西部都建立了大型的油气田，实现了储量和产量的突破。
在国际上，随着我国“一带一路”的发展，中国海油也逐步在全球，包括南北美洲、非洲、欧洲都有了自己的作业区块。
近年来，我国海洋油气科技创新成果丰硕。除了好的业绩，我们在技术上也取得了一连串的突破，产量节节攀升，逐年达到新高。
国之重器“深海一号”
凝结着几代中国海油人接力攻关的大国重器“深海一号”，是由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，于2021年6月25日在海南陵水海域正式投产，用于开发我国首个1500米深水自营大气田——陵水17-2气田，标志着我国海洋油气勘探开发迈向新阶段。它每年可以连续向海南和大湾区稳定供气30亿方，为保障我国能源安全做出了重要贡献。
“深海一号”气田首口开发井开钻（图源：人民日报）
在讲座中，李中讲解了从浅海到超深水的业内区分：一般情况下，把300米以下的海洋称为浅海区；300米到1500米的水深范围定义为深水区；超过1500米定义为超深水区。而已开发的“深海一号”属于超深水大气田，这里分布的油气大多处于“望得见、够不着”的状态，因为水深的量变带来的是开发难度的质变。
李中还详细介绍了“深海一号”大气田整个完整的生产流程，解读了其中涉及的各项世界前沿技术。
比如，水下采油树是水下生产系统的核心，应用于石油工业主要用于悬挂下入井中的油管柱，密封油套管的环形空间，控制和调节油井生产，保证作业，录取油，套压资料，测试及清蜡等日常生产管理，它如同井口的智能“水龙头”，控制油气的开采速度，对生产情况进行实时监测和调整，是深水油气田开发的关键设备。
而长期以来，水下采油树一直被国外仅有的几家公司垄断。2022年5月11日，我国首套国产化深水水下采油树在海南莺歌海海域完成了海底安装。
世界首创立柱储油技术
同时，“深海一号”还在世界上首创了立柱储油技术，借助“保温瓶内胆”的理念，在支撑平台4根浮体立柱内，分别设置5000立方米的凝析油舱，油舱还装上了量身定做的“护体铠甲”，既能解决凝析油储存问题，又避免了油体遭碰撞泄漏的风险，节省了约8亿元的成本。
李中也提到，目前“深海一号”二期工程已经开建，它是典型的高温高压地层，所以在向超深水进军的路上，还将遇到很多的难题，这就要靠团队继续攻坚克难，去应对解决好一个个挑战。
担使命建设海洋强国
在中海油的天然气水合物全国重点实验室，李中介绍了模拟天然气水合物自然成藏过程的实验装置，这套实验装置由一个“大罐子”和一个“小罐子”组成，它是我国科学家们做水合物开发开采前期研究的“利器”，也是目前国内最大的一套实验装置。
海洋天然气水合物全国重点实验室面向国家能源安全和双碳目标重大需求，以模拟天然气水合物的正常赋存环境，来研究天然气水合物的成藏机理及开发开采等相关工艺。围绕着深海天然气水合物和深部气资源的安全、油气一体化勘探开发及海洋CO2水合物法固化封存主线，进行基础理论、应用基础理论、创新技术、颠覆性技术的研究与集成应用，成为海洋水合物技术引领者和科创高地。
据李中介绍，中海油围绕传统的海洋油气勘探开发到未来的水合物的试采开发，还布局了海洋油气高效开发全国重点实验室以及海洋油气勘探国家工程研究中心。这些实验装置是进一步开发开采海洋能源、保障国家能源安全，建设海洋强国强大的基础支撑。
讲座结尾，李中也描述了未来智慧油田的建设进度和前景。“目前智慧油田已在大踏步地往前推进，在安全生产、提高采收率方面，都取得了非常良好的进展。我们要不断总结完善，加大推广应用力度，让海上智慧油田的信息大动脉更畅通，给出海洋油气开发增储上产的良方。”
首都科学讲堂由北京市科协主办，北京科学中心承办，北京科技报社协办。2023年，首都科学讲堂将继续采取定点演讲和流动演讲相结合方式，以北京科学中心为主阵地，广泛协同高校、科研院所、学协会、科技企业、科普场馆等开展活动，以科普高质量发展更好地服务全民科学素质提升，服务北京国际科技创新中心建设。
