我國油氣田海床下開發模式邁出關鍵一步
來源：中國能源新聞網 時間：2023-08-23 14:21
中國能源新聞網記者 曲藝 通訊員 李書兆 申辰
8月19日19時43分，我國首創的油氣田海床下開發模式主體結構鋼圓筒，成功在渤海錦州25-1油田W-1井區安裝完成，標志著由中國海油牽頭研究并獨立自主設計的、針對渤海通航區量身定做的海床下開發模式邁出關鍵一步，為盤活渤海數億油氣產量提供了堅強技術后盾。
鋼圓筒體外直徑24米、高14.25米，重達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定后，12臺振動錘同時啟動，鋼圓筒在海床內緩緩下沉，同時嚴格控制并調整筒體的水平度，直到最后一次測探，鋼圓筒安裝指標完全達到設計要求。
渤海區域油氣資源豐富，是我國海洋石油的重要產區之一。海床下開發模式，是中國海油精心打造的，一把能夠開啟渤海通航區油氣資源寶庫的“金鑰匙”。
推動方案創新，用新模式突破環境制約
油氣開發設施的安全極為重要，一旦發生損壞，泄露的原油將會對環境造成極大的破壞。
想要高效開發渤海油氣資源，將油氣開發設施設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系統保障油氣設施安全生產以及后期檢修維護。然而這種開發模式在全球范圍內沒有先例。
整套油氣開發設施占地數百平方米，凈高近十米，如此大的規模，實現起來非常困難。一開始，科研人員考慮將油氣開發設施全部布置在一個大型的混凝土沉箱中，整體埋進海床里。但是，需要開挖的基坑面積卻要達到數千平方米，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，將防護結構安裝到海床下呢？
在經過廣泛的調研后，國內其他項目建造人工島時使用的大直徑鋼圓筒振沉技術，進入了科研人員的視線：通過振動錘帶動大直徑鋼圓筒進行振動，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。基于此，科研人員研究了多個水下防護方案進行比選分析，最后將目光鎖定鋼圓筒。
科研人員對鋼圓筒的結構強度進行了詳細分析，確保其可以承受安裝和生產期間的所有載荷，從而起到地基支護和水下設備安全防護的雙重作用，一體化水下防護結構鋼圓筒的方案最終成型——通過振沉技術，將鋼圓筒沉入海床，然后將鋼圓筒內部的土體挖出，并在其中放置油氣開發設施，在安裝完成后在鋼圓筒頂部安裝頂蓋，防止淤泥及落物進入筒內。
理論結合實際，技術攻關解決振沉難題
相比大直徑鋼圓筒以往的應用案例，海洋石油行業有著許多特殊之處。由于采油設備、海底管道等的要求，鋼圓筒身上設置有大量支架、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生結構損壞；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構安全，科研人員從振沉的基礎原理出發，翻閱了國內外振沉相關的大量文獻資料，力求追本溯源，積極與國內擁有振沉施工經驗的單位開展交流，不局限于以往使用的規范公式，通過攻關建立了先進的評估鋼圓筒可振沉性大變形數值分析技術，同時使用以往工程的實際監測數據，驗證設計方法的正確性，全力確保鋼圓筒的可振沉性。
“本次實施的油氣田海床下開發模式，為我國通航區的油氣資源開發提供了安全的解決方案和強有力的技術保障，并將帶動渤海通航區十余個開發項目，推動實現油氣資源增儲上產，保障我國能源安全。”中海油研究總院院長米立軍表示。
責任編輯：吳蘇靈
