在廣袤無垠的藍色海域中，蘊藏著豐富的油氣資源。如何高效、安全地開發(fā)這些資源，一直是海洋石油工業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。2023年8月，由威飛海洋裝備制造有限公司（以下簡稱“威飛海洋”）自主研制的國內首套淺水水下注水樹系統(tǒng)取得中國船級社CCS認證證書，并在南海潿洲11-2油田完成海底安裝，打破了國外技術壟斷，填補了國內該領域空白，預計可增產原油5萬噸以上。而這也標志著我國海洋石油工業(yè)在探索新的注水開發(fā)模式、助力老油田“降遞減”方面邁出了堅實一步。
國內首套淺水水下注水樹
輕量化、低成本，普遍適用于淺水海域
什么是水下注水樹？簡單來說，就是隨著油田的開采，油氣儲層壓力會逐漸降低，這就會影響油氣產量和開采效率。為了對油氣資源進行更有效的開發(fā)，采取注水作業(yè)是保持油層壓力，提高采油率的最常規(guī)手段。水下注水樹就是連通地層深處的注水層和注水管道的裝置，通過遠程控制實現(xiàn)注水作業(yè)，提高采油率。
油氣開發(fā)必須裝備先行，水下注水井口和注水樹是海洋油氣水下生產系統(tǒng)的關鍵裝備，屬于高新技術、高可靠性和高附加值的高端海工裝備。目前該項技術長期被少數(shù)歐美企業(yè)所掌握，并對我國進行技術封鎖，嚴重制約著我國海洋油氣開采的快速發(fā)展。國內相關裝備完全依賴進口，存在產品成本高、交付周期長、維修難等問題。
在山東省重大科技創(chuàng)新工程的支持下，威飛海洋攻克了水下復雜環(huán)境中密封性、耐壓性和海洋工程施工工藝等關鍵技術，成功研發(fā)了具有自主知識產權的淺水水下注水樹系統(tǒng)，填補國內空白。
“這套裝備具備輕量化、低成本的特點，相比國外同類型產品，重量降低40%，成本降低60%，能夠普遍適用于淺水海域?！蓖w海洋副董事長劉化國說，“該產品技術的成功研制及應用也提升了我國海洋油氣田的自主開發(fā)程度，對保障國家能源安全、海洋安全具有重要意義。”
產品在深海油氣水下技術與裝備試驗檢測中心進行安裝模擬測試
達到國際先進水平，能承受百年一遇的超強海上風暴
淺水水下注水樹系統(tǒng)的研發(fā)過程并非一蹴而就?？蒲袌F隊面臨著一系列技術難題，如水下設備的小型化和輕量化設計、高溫高壓環(huán)境下的密封技術等。
淺水水下注水樹系統(tǒng)的研制過程大致分為市場及技術調研、方案設計及論證、試驗研究、樣機試制、應用反饋等，研發(fā)過程中，科研團隊充分發(fā)揮了集體智慧和團隊協(xié)作精神，采取了理論分析、數(shù)值模擬與試驗驗證相結合的研究手段，實現(xiàn)互動發(fā)展。
在產品研制過程中，依托企業(yè)在海外設立的離岸基地打破技術資源的地域壁壘，充分合理利用海內外兩地創(chuàng)新資源，將科技創(chuàng)新人才集聚一堂，實現(xiàn)了科技成果的快速轉化落地。
產品安裝調試階段
經過反復試驗和修改，科研團隊終于攻克了所有技術難題，成功研發(fā)出了淺水水下注水樹系統(tǒng)。這套系統(tǒng)不僅具備高度的可靠性和實用性，還展現(xiàn)出了多項創(chuàng)新特點。例如，它采用水下井口和立式注水樹結合的模式，進行注水井口的研發(fā)；針對注水作業(yè)的需求，對立式注水樹進行總體結構布局的設計優(yōu)化，以減少尺寸和重量；根據(jù)自升式鉆井船的作業(yè)模式，研發(fā)了一套完整的作業(yè)流程。
據(jù)悉，該產品設備整體重量約22噸，設計使用壽命30年，所有接口均為標準接口，潛水員及無人遙控潛水機器人均可操作，采用液壓形式進行鎖緊，能承受百年一遇的超強海上風暴，整體達到國際先進水平，在國際上填補了淺水油氣水下生產技術領域空白。
產品在現(xiàn)場安裝中
除了在南海西部潿洲11-2油田安裝投產的這套注水樹裝備外，威飛海洋在渤海油田也已完成多套注水樹的安裝。
聚焦海洋及水下油氣開發(fā)裝備研發(fā)制造，從淺水向深水進發(fā)
隨著全球能源需求的不斷增長，海洋油氣資源的開發(fā)將成為未來石油發(fā)展的主要方向。在這個背景下，我國海洋油氣開采技術的發(fā)展顯得尤為重要。
產品進行出廠聯(lián)合調試、性能測試
淺水水下注水樹系統(tǒng)的成功應用只是我國海洋油氣開采技術發(fā)展的一個縮影。除此之外，威飛海洋還在國內首創(chuàng)淺水水下采油樹、水下采氣樹等系列產品，解決了敏感區(qū)域、通航區(qū)域等受限于不能使用固定式海洋石油平臺開發(fā)的難題，創(chuàng)建了石油勘探開發(fā)新模式。在國內首次解決了淺水設備小型化和輕量化設計的難題。提出了多場耦合條件下金屬密封結構設計與測試技術，解決了水下油氣生產系統(tǒng)高溫、高壓、強腐蝕的密封難題；率先研制了水下全防護型保護裝置，有效防止第三方損害。
如今，威飛海洋已開始從淺水向深水進發(fā)，現(xiàn)已攻關完成了國內首批進口電液復合式深水采氣樹國產化維修利舊項目。正在開展的深水水下采油樹及控制系統(tǒng)研制項目將破解一系列深海水下生產系統(tǒng)的技術難題，打破國外壟斷，實現(xiàn)水下油氣深海裝備的國產化及工程化應用，將為保障國家能源安全、海洋安全作出新的貢獻。
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