探訪我國(guó)渤海首個(gè)千億方大氣田

　　渤中19-6氣田海上平臺(tái)“四星連珠”。 費(fèi)振宇 攝

　　渤中19-6氣田Ⅰ期開(kāi)發(fā)項(xiàng)目投產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)人員正在展示凝析油樣品。杜鵬輝 攝

　　工作人員在檢查平臺(tái)設(shè)備電力系統(tǒng)。杜鵬輝 攝

　　海上平臺(tái)工作人員登上天然氣處理流程頂部平臺(tái)巡檢設(shè)備。宋巍 攝

　　近日，我國(guó)渤海首個(gè)千億方大氣田——渤中19-6氣田Ⅰ期開(kāi)發(fā)項(xiàng)目成功投產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)海上深層復(fù)雜潛山油氣藏開(kāi)發(fā)邁入新階段。

　　渤中19-6氣田位于渤海中部海域，區(qū)域平均水深約20米，目前已探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量超2000億立方米、探明凝析油地質(zhì)儲(chǔ)量超2億立方米。這是我國(guó)東部第一個(gè)大型、整裝的千億方大氣田，全部投產(chǎn)后可供百萬(wàn)人口城市居民使用上百年。

　　近年來(lái)，隨著我國(guó)不斷加大海洋油氣勘探開(kāi)發(fā)的力度，從淺海到深海，我國(guó)海洋石油開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。工程師們?nèi)绾喂?jiān)克難，打開(kāi)海洋油氣寶藏的“大門(mén)”？千億方大氣田的正式投產(chǎn)，將為京津冀及環(huán)渤海地區(qū)清潔能源供應(yīng)、促進(jìn)當(dāng)?shù)鼐G色低碳發(fā)展帶來(lái)哪些機(jī)遇？讓我們一起走近渤中19-6氣田，探尋海底油氣的奧秘。

　　“潛山+凝析油”這兩個(gè)儲(chǔ)層和流體條件的組合全世界都罕見(jiàn)

　　復(fù)雜油氣藏條件讓海上氣田勘探開(kāi)發(fā)難上加難

　　天然氣是優(yōu)質(zhì)的清潔能源，也是重要的戰(zhàn)略資源。渤海油田地處京津冀腹地，雖然是我國(guó)第二大油氣生產(chǎn)基地，但由于復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，近50年的勘探發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量都以原油為主，鮮有天然氣發(fā)現(xiàn)。

　　“貫穿整個(gè)東部地區(qū)的郯廬斷裂及其次級(jí)斷裂縱橫交錯(cuò)，讓渤海油田的地質(zhì)結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，容易逸散的天然氣難尋蹤跡，規(guī)模性發(fā)現(xiàn)實(shí)屬不易。因此，渤中19-6大氣田的發(fā)現(xiàn)對(duì)我們來(lái)說(shuō)具有突出意義。”中國(guó)海油天津分公司渤海石油研究院稠油熱采首席工程師劉小鴻說(shuō)。

　　在遼闊的大海上，我們?nèi)绾握业讲⒉杉蜌猓?/p>

　　首先需要依靠物探船在海上采集海底地層的聲波信號(hào)，以確定哪些盆地或地層可能含有油氣資源。然后根據(jù)專(zhuān)業(yè)手段分析研究，圈定油氣埋藏的具體位置，確認(rèn)其含量和品質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上制定油氣開(kāi)發(fā)方案。在工程專(zhuān)業(yè)完成平臺(tái)建設(shè)并投入使用后，接下來(lái)就是鉆井工作。鉆井平臺(tái)上的鉆頭鉆進(jìn)油氣儲(chǔ)層中，把開(kāi)采油氣資源的整個(gè)管道從地層深處一直延伸到海床上，再到地面裝置都全面打通，進(jìn)而通過(guò)后續(xù)開(kāi)井，順利地把油氣流從地層中抽取到地面上。

　　與陸地油氣田相比，高難度、高風(fēng)險(xiǎn)、高投入的“三高”難題，是在海上探尋開(kāi)采油氣資源的重大考驗(yàn)。

　　“跟陸地相比，海上的活動(dòng)空間非常受限，不論是打井還是開(kāi)展其他工作，都只能在海上平臺(tái)上完成。陸地上作業(yè)面很大，油氣田打的大多是直井，而海上打的井基本都是難度更高的水平井，一口井的建設(shè)成本是陸地的10倍以上。”劉小鴻介紹，除了空間受限，海上鋼架結(jié)構(gòu)平臺(tái)的壽命也相對(duì)更短，設(shè)計(jì)壽命一般25年。

　　海上油氣開(kāi)采難，而“潛山+凝析油”這兩個(gè)儲(chǔ)層和流體條件的組合，猶如“摔碎的盤(pán)子，又被踩了幾腳”，讓渤中19-6氣田的開(kāi)發(fā)難上加難。

　　凝析氣藏是一種特殊氣藏。雖然凝析氣藏也產(chǎn)油（凝析油），但凝析油在地下以氣相存在。一旦開(kāi)采，由于溫度和壓力降低，反而會(huì)凝結(jié)出液態(tài)石油，這種液態(tài)的輕質(zhì)油就是凝析油，這種氣藏就是凝析氣藏。“油氣大部分時(shí)候是儲(chǔ)藏在砂巖地層的一個(gè)個(gè)小孔里，而渤中19-6氣田的地層是潛山地層，油氣儲(chǔ)存在變質(zhì)巖的裂縫里，這種油藏條件在全世界范圍內(nèi)都罕見(jiàn)，國(guó)內(nèi)外沒(méi)有類(lèi)似氣田開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。”劉小鴻說(shuō)。

　　所謂古潛山，是指不整合面以下被新沉積巖所覆蓋的古地形高點(diǎn)，通俗點(diǎn)說(shuō)就是潛藏在新地層之下的古老山頭。作為海上最深、最古老的含油氣地層，由太古界變質(zhì)巖構(gòu)成的古潛山，不均勻發(fā)育的裂縫是其主要的油氣儲(chǔ)集空間。這些裂縫往往只有0.01至0.1毫米寬，要精確定位它們的分布，識(shí)別“潛山真面目”，給工程師們出了道難題。

　　超高壓循環(huán)注氣、綠色岸電、遠(yuǎn)程操控

　　多項(xiàng)技術(shù)突破填補(bǔ)國(guó)內(nèi)海上油氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)空白

　　“我國(guó)天然氣勘探獲重大突破，渤海探明千億方大型凝析氣田……”2019年2月末，中國(guó)海油宣布發(fā)現(xiàn)渤海灣盆地有史以來(lái)最大氣田——渤中19-6凝析氣田，這一消息吸引了全社會(huì)的目光。

　　當(dāng)人們對(duì)這一重大發(fā)現(xiàn)津津樂(lè)道時(shí)，千軍萬(wàn)馬戰(zhàn)渤海的畫(huà)卷已迅速拉開(kāi)帷幕。

　　盡管儲(chǔ)量規(guī)?？捎^，但在350多平方公里的范圍內(nèi)，渤中19-6氣田表現(xiàn)出埋藏深、儲(chǔ)層不均一、滲透性差、地露壓差小等復(fù)雜特征，直接影響氣田高效開(kāi)發(fā)，為其量身定制一套合理的開(kāi)發(fā)方案，著實(shí)不易。

　　研究院渤西開(kāi)發(fā)室主任張雷全程參與了渤中19-6氣田的開(kāi)發(fā)工作，回顧四年多的經(jīng)歷，他感慨不已。如何精準(zhǔn)刻畫(huà)出地下儲(chǔ)層，找到最適合開(kāi)發(fā)的優(yōu)質(zhì)裂縫區(qū)域，是張雷和團(tuán)隊(duì)面對(duì)的最大困難。

　　“從海平面到海床大約有20米深，但從海床到有油氣儲(chǔ)量的潛山還有4500多米，埋深越深，尋找裂縫的難度也越大。”張雷介紹，渤中19-6氣田的儲(chǔ)層裂縫像蜘蛛網(wǎng)一樣密集交織，氣藏分布廣闊但類(lèi)型復(fù)雜，在廣袤的海域里，尋找哪里是有效儲(chǔ)藏段、探尋能否建成產(chǎn)能區(qū)，就如大海撈針一般困難。

　　先做地層掃描、勾勒整體形態(tài)，再打預(yù)探井，然后結(jié)合預(yù)探情況分析構(gòu)造演化史和油氣成藏條件，總結(jié)油氣的分布規(guī)律和模式，推測(cè)是否可能形成有效儲(chǔ)層，進(jìn)而鎖定優(yōu)勢(shì)區(qū)域，確定油氣產(chǎn)出能力，在此基礎(chǔ)上制定開(kāi)發(fā)方案……完成這一系列準(zhǔn)備工作后，才能開(kāi)始正式的工程建設(shè)和后續(xù)鉆井工作。

　　油氣開(kāi)發(fā)面對(duì)的地層比銅還要硬，井下最高溫度達(dá)到204℃、井下壓力達(dá)到40至50兆帕——高溫高壓的環(huán)境給鉆井帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。“最慢的時(shí)候每小時(shí)只能鉆進(jìn)兩三米，往往需要7到10天才能完成潛山段鉆井作業(yè)。”

　　鉆探的過(guò)程，也是技術(shù)不斷革新升級(jí)的過(guò)程。張雷表示，與剛剛開(kāi)發(fā)氣田時(shí)相比，如今鉆井工具的轉(zhuǎn)速已經(jīng)比原先有了大幅提升。

　　沒(méi)有國(guó)外經(jīng)驗(yàn)可借鑒，渤中19-6氣田Ⅰ期開(kāi)發(fā)項(xiàng)目完全由我國(guó)自主設(shè)計(jì)、建造、安裝及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，可實(shí)現(xiàn)超高壓循環(huán)注氣、油氣綜合處理、綠色岸電、中控遠(yuǎn)程操控等先進(jìn)功能，多項(xiàng)技術(shù)突破填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)海上油氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)空白。

　　海上油氣田的綠色開(kāi)發(fā)對(duì)于保護(hù)海洋環(huán)境至關(guān)重要。值得一提的是，整個(gè)渤中19-6凝析氣田全部采用陸地電力進(jìn)行供電，實(shí)現(xiàn)了“綠電入海”，取代海上平臺(tái)傳統(tǒng)透平發(fā)電機(jī)供電的模式，減少柴油、天然氣消耗和二氧化碳排放。

　　“透平發(fā)電機(jī)使用的燃料有兩種：天然氣和柴油，相當(dāng)于把開(kāi)采出來(lái)的油氣進(jìn)行‘自產(chǎn)自銷(xiāo)’，化學(xué)燃料燃燒會(huì)產(chǎn)生污染物，而綠色岸電則有效避免了這一方面的污染。”中國(guó)海油天津分公司渤中19-6凝析氣田總監(jiān)鄒亮告訴記者，為保護(hù)海洋環(huán)境，渤中19-6凝析氣田在開(kāi)發(fā)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)“零排海”，生活污水、生產(chǎn)污水全部實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。在生產(chǎn)和生活過(guò)程中，將產(chǎn)生的生活垃圾、工業(yè)垃圾、有害垃圾分類(lèi)收集，統(tǒng)一返回陸地處理；在油氣處理過(guò)程中，利用天然氣壓縮機(jī)最大程度回收火炬放空氣，減少火炬燃燒量。

　　用氣低峰期回注，用氣高峰期開(kāi)采

　　“夏注冬采”合理調(diào)配，提供穩(wěn)定可靠的清潔能源保障

　　近日，受新一輪強(qiáng)冷空氣影響，暴雪、寒潮、大風(fēng)來(lái)襲，全國(guó)多地氣溫呈“斷崖式”下跌，國(guó)內(nèi)迎峰度冬能源保供迎來(lái)關(guān)鍵期。

　　隨著渤中19-6氣田Ⅰ期項(xiàng)目提前實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)，渤海首個(gè)千億方大氣田目前的高峰日產(chǎn)天然氣能力超100萬(wàn)立方米。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自試驗(yàn)區(qū)投產(chǎn)以來(lái)，渤中19-6氣田已累計(jì)為京津冀及環(huán)渤海地區(qū)供氣超6億立方米。

　　“渤中海域距離京津冀地區(qū)僅一百多公里，開(kāi)發(fā)后可以直接利用已有的天然氣管道進(jìn)入市場(chǎng)。”據(jù)鄒亮介紹，渤中19-6氣田通過(guò)對(duì)天然氣生產(chǎn)流程進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)陸地三座天然氣處理廠外輸天然氣量合理調(diào)配，以適應(yīng)用戶(hù)市場(chǎng)需求的變化。

　　“夏注冬采”，是渤中19-6氣田采用的獨(dú)特的開(kāi)采方式。鄒亮介紹，為考慮工業(yè)生產(chǎn)和居民生活用氣需求，氣田在每年4月至10月下游用氣低峰期時(shí)，將開(kāi)采出來(lái)多余的天然氣回注，保持地層壓力、補(bǔ)充地層能量。10月至次年4月冬季用氣高峰期時(shí)，注氣井就變成了生產(chǎn)氣井，采出天然氣供用戶(hù)使用，通過(guò)合理配置，有效避免資源浪費(fèi)。

　　為實(shí)現(xiàn)大氣田高質(zhì)量開(kāi)發(fā)，渤中19-6凝析氣田采取“整體布置、分步實(shí)施、試驗(yàn)先行”的總體開(kāi)發(fā)策略，分試驗(yàn)區(qū)、Ⅰ期、Ⅱ期3個(gè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目依次開(kāi)發(fā)。

　　鄒亮表示，目前渤中19-6凝析氣田已形成試驗(yàn)區(qū)井口平臺(tái)、高壓注氣平臺(tái)、中心處理平臺(tái)、電力動(dòng)力平臺(tái)“四星連珠”，開(kāi)發(fā)井“星羅棋布”的開(kāi)發(fā)格局。全面投產(chǎn)后，該氣田將進(jìn)一步助力我國(guó)端穩(wěn)端牢能源飯碗，為京津冀乃至環(huán)渤海地區(qū)提供穩(wěn)定可靠的清潔能源保障。

　　隨著世界陸地和淺海油氣勘探開(kāi)發(fā)程度的不斷提高，深水已成為油氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量的主要接替區(qū)，全球勘探開(kāi)發(fā)已全面步入深水時(shí)代。近年來(lái)我國(guó)不斷加大海洋油氣勘探開(kāi)發(fā)的力度，海洋能源開(kāi)發(fā)挺進(jìn)深海。

　　“深水不只是‘水深’，其對(duì)技術(shù)、裝備能力、精細(xì)化程度要求極高。深水深層、復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境勘探及規(guī)模開(kāi)發(fā)，對(duì)深水鉆完井、浮式生產(chǎn)系統(tǒng)、立管系統(tǒng)和水下生產(chǎn)系統(tǒng)等均帶來(lái)較大挑戰(zhàn)。”中國(guó)海油研究總院黨委委員、海洋工程總師尹漢軍認(rèn)為，未來(lái)走向超深水，需要掌握的關(guān)鍵技術(shù)包括新型多功能浮式生產(chǎn)裝置研發(fā)和總體設(shè)計(jì)、高壓高可靠性海底水下生產(chǎn)系統(tǒng)和管纜材料及總體設(shè)計(jì)技術(shù)、超深水立管新型材料和設(shè)計(jì)技術(shù)、超深水張緊式系泊定位系統(tǒng)材料和設(shè)計(jì)技術(shù)、超深水海上安裝作業(yè)技術(shù)等。

　　尹漢軍表示，在向深海挺進(jìn)的過(guò)程中，我們應(yīng)主要在完善技術(shù)體系、掌握自主設(shè)計(jì)能力、開(kāi)發(fā)核心自主設(shè)計(jì)軟件、建立平臺(tái)和立管配套的測(cè)試裝置和技術(shù)、提升平臺(tái)在役運(yùn)營(yíng)保障等方面持續(xù)攻關(guān)。培育自主的核心技術(shù)能力，建立完整的技術(shù)體系勢(shì)在必行、刻不容緩，這對(duì)保障我國(guó)深水油氣開(kāi)發(fā)具有重大而深遠(yuǎn)的意義。（記者 沈東方）