太震撼了！中国海域地形图！中国如何走向深海？

本文由中国海油特约制作

海洋

面积辽阔，物产丰富

蕴藏着这颗星球上超过

34%

的石油和天然气

然而

这些油气资源却并非触手可及

其中更有

44%

深埋于水深超过300米的

深海之下

在中国也同样如此

尤其是在我国南海

在这片平均水深超过1000米的海域

55%

的油气资源

都埋在深深的海底

（国际上划分深水区的标准有＞300米、＞400米、＞500米等不同方案，本文采用＞300米的分级标准，其中水深在300米以内的海域为浅水，300-1500米为深水，大于1500米为超深水。下图为中国海域地形图，制图@郑艺/星球研究所）

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但是海洋环境

却极其复杂、极其恶劣

水深每增加一米

资源开采难度将呈几何级数增长

以致于在过去的漫长岁月中

面对近在家门口的宝藏

我们始终举步维艰

直到近些年来

我们终于依靠自己的力量

相继实现了

第一次深海勘探

第一次深海钻井

更建成了第一座

水深达1500米的大气田

正式开启了中国海上油气开采的

超深水时代

（请横屏观看，2021年6月，中国首个自营的1500米水深的天然气田“深海一号”正式投产，画面中的庞然大物为中国最大生产储卸油平台，摄影师@韩庆）

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而放眼全国

我们的渤海、东海、南海之上

145个油气田不分昼夜

将来自海洋深处的能源

源源不断地送往全国

作业能力也从数十米

飞跃至3000米之多

为什么

走向深海的道路会如此艰难？

我们又是如何做到的呢？

想要走向深海

我们首先必须知道

海底的油气资源

究竟在哪里

可是

深海之中如同一团迷雾

地层之下更是深不可测

除非拥有一双

能够穿透海水、穿透地层的

“火眼金睛”

（涠洲岛镶嵌在一望无垠的大海中，摄影师@陈肖）

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在陆地上

人们可以向地下发射人造声波

通过接收和分析

不同地层的反射波

便能反推出地层的分布规律

从而推断出油气资源的分布

类似的探测方法

同样适用于海上

只不过海上毫无立足之地

若要安放所有设备、人员

人们必须要有一艘特殊的

能够进行物理勘探的大船

人称物探船

（这种利用声波等物理手段来研究地层信息的手段，称为地球物理勘探，简称物探。人造声波也称为人造地震波，其勘探方式则被业内称为地震勘探。海上地震勘探原理示意，请横屏观看，制图@罗梓涵&郑伯容/星球研究所）

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就是尾部拖行的超长电缆

它们用于接收海底反射的声波

相当于每一条电缆

都扫描了地层的一个切面

（单条电缆勘探示意，制图@罗梓涵&郑伯容/星球研究所）

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但仅凭一个切面

做出的判断显然不够准确

倘若能同时扫描更多地层切面

并将它们拼合起来

一个三维地层模型

便跃然眼前

隐藏其中的油气线索

也将一一显现

（多条平行电缆勘探示意，制图@罗梓涵&郑伯容/星球研究所）

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这也意味着

当一艘船拖带的电缆

长度越长、数量越多

一次扫过的面积就越大

若再有更快的航速以及超长的续航

扫描效率自然就越高

（请横屏观看，地震船以及拖拽的长长的电缆，摄影师@赵仲兴）

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但要拥有这样一艘物探船

却并非易事

以致于在我国海上油气开采的初期

人们只能用塑料袋装满炸药

来激发声波

只能用胶布包裹电缆

甚至用气球悬浮电缆

才好不容易将一艘旧船

改造成了简陋的物探船

但自此以后

一场长达50多年的升级之路

拉开帷幕

从中外合建的

装备4条6000米长电缆的

“东方明珠号”物探船

再到自行改装的

装备8条6000米长电缆的

“海洋石油719”物探船

最终

装备12条8000米长电缆的

“海洋石油720”深水物探船

终于诞生

当其尾部电缆展开后

覆盖的海域面积之大

甚至相当于1200多个标准足球场

（左边小船正在为右边大船提供物资补给，其中大船为物探船海洋石油720，摄影师@陈志玮）

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不仅如此

其航行速度、续航里程

抗风浪以及破冰等能力

均大幅提升

不但可以抵抗南海的狂风巨浪

还可以驰骋于北极等极寒海域

因此它也一举成为

亚洲最先进、作业能力最强的物探船

（请横屏观看，作业中的海洋石油720，注意图中的电缆长度与船本身大小的对比，摄影师@陈志玮）

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至此

一艘艘物探船

如同一双双“火眼金睛”

在中国各大海域往来穿行

由它们扫描收集的水下信息

经地质学家分析后

从中发现了众多的油气分布区域

但仅到这里

我们依然无法走向深海

因为这些被探明的区域

究竟是否具有开采价值

只有真正将钻井钻入地层

才能一探究竟

然而

要从波涛滚滚的海面

将钻井向下打入数千米深的海底

又谈何容易？

要在海上打井

前提是我们必须造一座

“海上堡垒”

有了堡垒

装备和人员才有立足之地

而堡垒越坚固

钻井作业才能够应对

海风、海浪、海流、海冰等

各种恶劣的海洋环境

（汹涌的海浪冲击海岸，摄影师@胡颖）

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起初

人们利用钢管

搭建从海上直插海底的导管架

其上再铺设甲板、放置设备

固定式钻井平台

便诞生了

（固定式钻井平台示意，制图@罗梓涵&郑伯容/星球研究所）

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但这种“固定堡垒”

一经安装便无法移动

对于需要重复使用的钻井平台而言

实在没有太多优势

所以除了一些特定环境外

如今已几乎销声匿迹

取而代之的是

一种“移动堡垒”

它由

一个平台、数条桩腿

以及特殊的升降装置

组合而成

在升降装置的作用下

平台和桩腿可以垂直升降

从而实现

固定时钻井，浮动时转移

这便是

自升式钻井平台

（自升式钻井平台示意，制图@罗梓涵&郑伯容/星球研究所）

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它凭借

灵活移动、重复使用等优势

很快便成为钻井平台家族的

主角之一

 （请横屏观看，在拖船的牵引下，自升式钻井平台正在转移位置，摄影师@王振宇）

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不过

这种堡垒也并非十全十美

其最大的弱点

便是高高竖立的桩腿

因为要适应更大的水深

桩腿的长度、尺寸、重量

必将不断增大

平台结构也因此变得越发复杂

使其难以应对恶劣的海洋环境

所以

在目前中国建造的此类平台中

122米

已经达到其工作水深的极限

（“海洋石油944”自升式钻井平台，其桩腿底部装有特制的大“靴子”，能够在松软的海底区域“脚踏实地”，摄影师@王振宇）

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于是

一种更加灵活的“海上堡垒”

应运而生

它由上部平台、下部浮体

以及中间连接的立柱

三个部分组成

拖航时像一艘大船浮于海面

工作时由下部浮体充水下潜

故而得名

半潜式钻井平台

（稳立于海浪中的半潜式钻井平台，摄影师@郑建富）

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这样的半潜状态

既可以让平台的重心下移

保持平台垂直方向的稳定

 平台四个角上安装的锚链

又能保持前后左右的稳定

（半潜式钻井平台示意，制图@罗梓涵&郑伯容/星球研究所）

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1978年

中国从挪威引进的

第一座半潜式钻井平台

“南海2号”

最大作业水深就达到

200米

（南海2号，摄影师@宫瑞卿）

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而自2010年起

随着技术的不断突破

一众中国自行建造的深水钻井平台

纷纷登上历史舞台

甚至一次又一次打破

工作水深的世界纪录

从“创新号”半潜式钻井平台的

750米

到“兴旺号”半潜式钻井平台的

1500米

（“兴旺号”半潜式钻井平台，摄影师@李佑坤）

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再到“海洋石油981”半潜式钻井平台的

3000米

以及“蓝鲸1号”半潜式钻井平台的

3658米

（请横屏观看，多艘半潜式钻井平台同框，摄影师@唐克/视觉中国）

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为了更好地适应深水环境

有的半潜式钻井平台

不仅拥有巨大的锚链

还在平台下部加装了

可以360°旋转的大马力推进器

再辅以卫星定位、气象监测等

即使没有锚链

依然可以在惊涛骇浪中稳如泰山

（待安装的推进器，图片来源@中国海油）

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例如作业水深达3000米的

“海洋石油981”

就可以在水深小于1500米时

使用锚链来稳定平台

水深大于1500米时

则启用推进器

（拖航中的“海洋石油981”半潜式钻井平台，摄影师@茅亚林）

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就这样

茫茫海面之上

中国人终于建成了

一座座稳定而坚实的“海上堡垒”

巨型堡垒之上

井架竖立，钻机轰鸣

（工人们正在下钻作业，摄影师@王振宇）

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堡垒之下

半米粗的隔水钢管直插海底

硕大的钻头

则沿着钢管钻入地下

最大深度超过15000米

（海洋石油981正在进行钻井作业，白色管道为隔水管，钻杆从隔水管中间直插海底，摄影师@赵亮）

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于是

在被探明的油气区域内

经过一次次钻井的验证

包括中国最大的海上油田

蓬莱19-3

中国最大的海上气田

崖城13-1

在内的数百个油气田终于显露真容

（中国海域主要油气田分布示意，制图@郑艺/星球研究所）

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但是

这些“海上堡垒”

并无法实现持续不断的油气生产

完成钻井后

它们便将前往新的油气田

继续自己的使命

因此

若要真正实现深海采油

我们还需要建造一座昼夜不休的

“海上工厂”

这座“海上工厂”

是一个兼备油气生产和加工

而且使用寿命长达数十年的

超级组合体

为此

无法重复使用

但却能长期提供稳定支撑的导管架

重新进入人们的视线

和固定式钻井平台类似

人们以导管架为基座

在上方安