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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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
这种船最鲜明的特征 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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼ 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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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） ▼
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 |
