「ディープシーワン」はどれくらい強力ですか？

編集者注

2021年の一年、社会各界は「第14次五カ年計画」が示す発展の道を歩み、科学技術の革新に依拠し、次々と目覚ましい成果を達成すべく努力を重ねてきました。科技日報は両会期間中に特別企画を立ち上げ、エネルギー、航空宇宙、輸送などの産業における大きな進歩に焦点を当て、その背後にあるイノベーションのプロセスを報告し、経済と社会の発展への貢献を明らかにした。

◎科技日報記者 曹秀英

天然ガス累計生産量が10億立方メートルを突破！

つい最近、我が国初の自主運営による水深1,500メートルの超深海ガス田「Deep Sea One」が、正式に生産されて以来、素晴らしい成果を上げました。

海南省陵水海域では、世界初の10万トン深海半潜水型生産貯蔵プラットフォーム「Deep Sea One」が、特大の「巨人」のように青い海に誇らしげに立っている。

海底1,500メートルの深さから天然ガスを採掘し、海底パイプラインを通じて全国の天然ガスパイプライン網に接続し、分離された凝縮油をタンカーで陸地まで輸送することができる。

1,500メートルの深海から何千もの家庭のストーブまで、天然ガスがこの「旅」を完了するのにかかる時間はたった1日です。その背景には、何世代にもわたる中国の沖合石油労働者による「深海」の絶え間ない探査がある。

「ディープシーワン」は、3つの世界クラスのイノベーションと13の国内初の技術の実現において、追随から歴史的な先導までを果たし、我が国の深海石油・ガス開発と深海海洋工学設備技術における大きな進歩を表しています。

廃墟で「宝物」を探す

2021年6月25日、中国海洋石油総公司（CNOOC）の超深海ガス田「深海1号」の稼働開始式が北京と南シナ海ガス田現場で盛大に行われた。

「深海１号」ガス田は海南省三亜市から約１５０キロ離れている。海域の水深は1,220～1,560メートル、ガス田の東西横距離は50キロメートルに達する。

2006年、CNOOCは海外の著名な石油会社と協力して瓊東南盆地の探査を行い、2010年に同ブロックの中央峡谷で初の深海井を掘削し、南シナ海西部の深海探査における画期的な進歩を達成した。

しかし、その後、深海井の単一ブロックと単一層の埋蔵量が少なかったこと、開発の経済性が不十分であったこと、セントラルキャニオンの石油とガスの集積状況に対する理解が不十分であったことなどから、2012年に著名な外国石油会社が同ブロックの探査権から撤退しました。

先駆的な中国の沖合石油労働者たちは諦めなかった。世界的に見ると、新世紀以降、世界の海洋石油・ガス探査・開発のペースは大幅に加速し、新たに発見された海洋石油・ガスの総埋蔵量は陸上の埋蔵量を上回り、埋蔵量と生産量は増加し続けています。世界の石油・ガス資源の戦略的後継地域となっています。

1956年の鶯歌海油田調査から数えると、我が国の海洋石油産業は60年以上の発展を遂げてきました。深海への進出は中国海洋石油総公司の次の戦略目標となるだろう。

2014年8月18日、掘削プラットフォームの燃えるアームから巨大なオレンジ色の炎が噴き出し、夜空の下の南シナ海を一瞬にして照らした。中国が独自に設計・建造した第6世代深海半潜水掘削プラットフォーム「海洋石油981」は、陵水17-2ブロックの大規模ガス田「深海1号」を掘削し、テスト中に高収量の石油とガスの流出を採取した。

これは、「海洋石有981」深海掘削プラットフォームの運用開始以来、深海分野での初の重要な発見であり、南シナ海の瓊東南盆地の巨大な天然ガス資源の潜在力を証明するものでもある。その後、中国海洋石油総公司がこの海域でいくつかの深海ガス田を探索・発見し、南シナ海の深海に眠るエネルギー資源が徐々に世界に知られるようになった。

これらの深海ガス田の発見は、我が国の海洋石油労働者の探査技術理論と基礎研究への粘り強い取り組みによるものです。

「これまで、大手外国企業は伝統的な大西洋パッシブマージン理論を採用していたが、これは当社には当てはまらない」とCNOOCの主任科学者、謝宇紅氏は語った。 「伝統的な石油・ガス探査技術理論を継承し、基礎地質研究を強化し、深海石油・ガス集積モデルを確立し、深海石油・ガス探査技術を向上させ、瓊東南盆地中央峡谷水路に大きな探査潜在力を持つ陵水17-2構造群を発見した。」

「サーモスフラスクライナー」は世界初

1,500 メートルは通常、国際的に深水と超深水の境界線として定義されています。超深海域は石油や天然ガス資源が豊富だが、水深が1メートル増すごとに圧力や温度、流れなどの条件が劇的に変化するため、一歩深く潜るのは「空に登るのと同じくらい難しい」という。水深1,500メートルに設置された一連の機器と設備には、体重300ポンドの人間が爪の上に立つのと同等の圧力がかかります。さらに、深海開発には、技術、設備能力、主要な設計指標に対する極めて高い要件が求められます。深海開発の技術的能力を持つ大手石油会社は世界でもほんのわずかです。

そのため、2014年に「深海1号」超深海ガス田が発見されたとき、ほとんどの人々の反応は、外国と協力して共同で開発するというものでした。

しかし当時、国際石油価格は急落しており、国際石油会社は撤退し始めました。その他の客観的な理由と相まって、「深海1号」エネルギーステーションは独自の革新の道を歩み始めました。

課題が難しくて重い場合はどうすればいいでしょうか？当時、CNOOCはすでに水深300メートルの油田とガス田の開発を習得していたが、深海ガス田での実務経験はほとんどなく、「浅い」から「深い」へと移行していた。

2014年秋には開発計画設計作業が議題に上がった。 35歳の李大さんは副プロジェクトマネージャーとなり、浮体部分の責任者となった。

「私たちは2014年10月に調査を開始し、2015年5月に石油貯蔵庫を備えた半潜水型生産プラットフォームを建設する選択肢を提案した」と李大氏は語った。

業界は大騒ぎになった。これまで独自に深海設計を行ったことがなく、初めて「独自に質問に答える」ことになった中国の沖合石油労働者が、外国の深海労働者ですら考えたことのない道、つまり「魔法瓶ライナー」の原理を利用して半潜水型プラットフォーム柱状石油貯蔵の世界的先例を作る道を選ぶとは、想像もできなかっただろう。

世界の同様の油田やガス田の従来の設計によれば、新たなコンデンセート油輸出パイプラインを建設することは技術的に実現可能な解決策である。しかし、これによりコストは約8億元増加することになる。

少量のコンデンセートを一時的に貯蔵しながら、ガス田の生産ニーズを満たすことができるプラットフォームを設計することは可能ですか?デザインチームの中で新しいアイデアがひらめきました。

彼らはプラットフォームの4本の浮体柱それぞれに5,000立方メートルの凝縮油タンクを設置し、油タンク用に特注の「防護装甲」を設置した。これにより凝縮油の貯蔵問題が解決されただけでなく、衝突による油漏れのリスクも回避された。

「凝縮油のU字型隔離および安全貯蔵技術」として知られるこの革新的な取り組みは、半潜水型プラットフォーム柱上の石油貯蔵における世界的先例を確立しました。

その後、「深海1号」は、5万トンの超大型構造物に対応した大変形半浮上式精密閉鎖技術と、世界最大トン数の開放型構造物に対応した事前傾斜・矯正荷重横移動技術という、さらに2つの世界初の成果を生み出しました。同時に、水深1,500メートルのポリエステルケーブル係留システムの設計・設置技術、30年間メンテナンスのためのドッキングを必要としない浮体構造物の疲労設計・検知技術など、国内で先駆的に開発された13の技術も活用している。

深海への「潜水」のペースは続く

「深海1号」の就航は、我が国の深海石油・ガス開発と海洋工学設備技術における大きな進歩であり、我が国の海洋石油探査・開発能力が水深300メートルから超深海1,500メートルまで歴史的に飛躍したことを示すものである。

「深海１号」ガス田で１０億立方メートルの生産に成功したことは、我が国が独自に構築した深海石油・ガス資源の探査、開発、生産、運営・保守の完全な技術システムの先進性と信頼性を実証した。これはまた、我が国が深海石油・ガス探査・開発の先進国の仲間入りを果たしたことを意味します。

「深海1号」エネルギーステーションが稼働した後、生産された天然ガスは海底パイプラインを通じて全国の天然ガスパイプライン網に接続され、毎年30億立方メートルのガスを広東省、香港、海南省などに安定的に供給することになる。

現在、CNOOCは「深海1号」を重要な拠点として、「深海2号」（陵水25-1）などのガス田の開発を積極的に推進し、南シナ海の1兆ドル規模のガス地帯の建設を青写真から現実へと推し進め、広東・香港・マカオ大湾区と海南自由貿易区（港）の増大するクリーンエネルギー需要にさらに応えようとしている。

さらに価値あることは、「深海1号」ガス田に代表される深海プロジェクトが、わが国の造船、鉄鋼、機械・電気産業などの国民産業の発展を牽引しただけでなく、中国海洋石油総公司を「一帯一路」の質の高い共同建設と国際エネルギー協力の深化の確固たる実践者にしたことだ。

出典：科技日報

編集者：張爽

レビュー: ジュリー

最終審査員：王宇