习近平总书记强调，建设海洋强国是实现中华民族伟大复兴的重大战略任务。要推动海洋科技实现高水平自立自强，加强原创性、引领性科技攻关，把装备制造牢牢抓在自己手里，努力用我们自己的装备开发油气资源，提高能源自给率，保障国家能源安全。

压裂船铺设龙骨仪式完成。受访单位供图

开工仪式上，工作人员认真核对各项数据，操作切割仪器。受访单位供图

随着第一块钢板切割，压裂船建造项目开工。受访单位供图

工作人员对船体进行海底塞抽真空密性检验。受访单位供图

压裂船准备就绪，等待下水。 受访单位供图

工欲善其事，必先利其器，深海油气开发也不例外。近年来，我国自主研发了多种适应不同类型油藏的“深海利器”，显著提升了深海进入、深海探测以及深海开发方面能力。其中，就包括“海洋石油696”。

“海洋石油696”由中国船舶集团上海船舶研究设计院（以下简称“中船集团上研院”）设计，专为中海石油（中国）有限公司天津分公司（以下简称“中国海油天津分公司”）打造，目前正在进行下水后的全船动力及压裂系统系泊调试。作为国内首艘集成式大型压裂船，该船具有高度集成化、智能化、自动化等优势，可进行海上高效规模化压裂作业，对填补我国海上油田压裂技术和工程空白、推进海洋油气资源开发具有重要意义。

这艘集成式大型压裂船将应用于哪类油藏开发？在建造过程中实现了哪些技术突破和创新？请随记者一同走近“海洋石油696”。

打破传统作业模式——

在单船平台上进行海上压裂作业

在我国辽阔的海域中，油气资源沉积盆地约70万平方千米。近年来，随着海洋油气逐步成为我国能源重要的增储上产阵地，规模大、分布广、动用程度低的海上低渗透油气田，逐渐成为海上油气生产的重要潜力储备来源。

“毫达西”是反映油气渗透率的基本单位，其数值越低，意味着在一定压差范围内，岩石允许油气通过的能力就越弱。一般情况下，渗透率低于50毫达西、储层孔隙结构复杂的海洋油气藏被称为海上低渗透油气田。

“对于已开发的大多数海洋油气藏，钻井到达目标油气层，储层内油气依靠自然渗流即可流向井筒形成工业油气流，并且产量丰富。但低渗透油气田却不同。”中国海油天津分公司工程技术作业中心党委书记、总经理许杰说，这类油气藏物性差，油气渗流阻力大，自然产能较低，“井井有油，井井不流”，采用常规方式不仅开采难度大，经济效益还低。要最大化提升海上低渗透油气田产量和采收率，必须进行人工干预——压裂。

压裂是陆地油气开采过程中，利用高压泵组向井筒泵注高压液体，使井底压力超过地层破裂压力，形成裂缝的一种技术方式。压裂产生的裂缝，集中分布在井筒和致密储层之间，就像为油气流向井筒形成工业油气流开辟的“高速公路”，为油井增产、改善油井井底流动条件起到重要作用。

然而，国内成熟的陆上压裂技术却无法直接照搬到海上操作。“国内海上施工以平台或拖轮压裂作业为主，受作业空间限制，大型压裂设备无法摆放，压裂材料长时间连续供应也是一个不小挑战。”许杰解释道。

一边是开发的现实瓶颈，另一边是西方的技术封锁。

长期以来，海上油田压裂技术被国外少数国家垄断，并受到严格封锁，一系列不利因素如同无形的桎梏，限制我国海洋油气资源的开发。

海洋资源开发保护事关现代化建设全局。为解决这一卡脖子难题，打破海上低渗透油气田开发困局，设计团队开启了“海洋石油696”的研发建造之路。

“我们想突破传统模式，在单船平台上完成海上压裂作业。但当时中国尚无可参考的船型案例，将压裂设备与船舶建造集成一体在国内更属首次，要将图纸变成现实，面临巨大的挑战。”中国海油天津分公司渤海石油研究院工程技术研究所压裂研究室副主任杜建波全程参与了该船压裂工艺、集成化、智能化、数字化设计，对于研发初期的设想与困境，他感触颇深。

自主创新是一程“勇闯无人区”的征途。2022年立项后，设计团队锚定目标任务，从零开始、知难而上。经过近3年的努力，最终迎来了全国首艘集成式大型压裂船成功下水，向世界展示了我国在海洋工程领域的实力。

据了解，“海洋石油696”船长99.8米，型宽22米，型深9.9米，采用全电驱驱动方式、集成化设计理念，可实现高排量、高功率、大储量、高安全性作业。

突破国外技术封锁——

提供压裂设备、集成化技术“中国方案”

今年4月，“海洋石油696”在安徽芜湖举行下水仪式。回忆起当天的情形，杜建波心潮澎湃：“我们越过技术封锁的大山，实现多项突破才有了今天的成果。”

其中之一是压裂设备。

海上压裂主要利用海水过滤、混配、混砂系统将过滤后的海水与压裂液、砂浆混合后，再由压裂泵组通过高压软管输送至平台井口。在这个过程中，高功率压裂泵组的设计与制造技术，直接影响压裂液输出的排量、压力，是压裂作业的关键。为此，设计团队自主研制了电驱压裂橇、电驱混砂橇、电驱混配橇和高压软管滚筒、高压管汇系统等压裂装置系统，使“海洋石油696”总体性能达到世界领先水平，最大输出功率提升至25000水马力（衡量水流动能力的核心指标），支撑剂存储超600立方米，确保每分钟可泵注12立方米砂浆。

“一般情况下，实现25000水马力的功率输出，至少需要配置12台2000型压裂装置。设计团队通过对装置结构、材质的优化，最终用5台5000型压裂装置达到目标输出功率。”杜建波说。

不同于陆地作业，要在海上有限空间内进行高排量、高功率、大规模压裂作业，设计团队还要化身“收纳师”，将全套压裂设备“装”进船舶并确保其正常、高效运行。“收纳”的过程需要进行压裂设备与船舶平台集成化设计，这是设计团队实现的又一项技术突破。

中船集团上研院技术主任徐志海告诉记者，“收纳”的第一步是提供充足的空间保障。“海洋石油696”的船体做了加大加深设计，为搭载大量先进设备和充足作业物资提供了保障。此外，采用“叠层式”设备布局应对作业空间局促问题。

“我们创新优化布局，将海水过滤系统和混配系统放置在平台甲板，压裂泵组、混砂系统放置在主甲板，滚筒、酸橇放置在上甲板，砂罐和斗提机贯穿多层甲板。”徐志海进一步解释道，这种布局实现了跨层式、集成化压裂设备摆放，让“小空间有了大容量”，可满足压裂船规模化作业需求。

第二步是设备集成化。设计团队自主研制的压裂设备，将供液、混配、混砂等全套压裂系统高度集成于船上，相较传统设备减少了7台压裂装置。

徐志海介绍，为了更好地提升压裂设备与船舶集成化程度，设计团队在完成基本设计后，通过三维建模，立体展现各设备和系统在船体内的位置、外形及相互连接关系，方便及时发现和解决空间冲突，优化集成化布局，缩短设计建造周期。

研发智能控制技术——

海上压裂作业更安全更高效

传统压裂作业的每个环节都需要人工在设备机组旁进行手动操作。“压裂时，压裂液通过数十到上百兆帕的压力泵注入井筒，冲击力之大可想而知。操作人员暴露在这种高压环境中，安全风险极高。”许杰告诉记者，在“海洋石油696”上，这样的顾虑被极大消除。操作人员坐在控制室里就可以完成各个设备的操作，不仅拉开了与高压环境的物理距离，还节约了人力投入。

许杰所说的控制室，位于“海洋石油696”生活楼3层。这是船舶的“神经中枢”，可以实时监测和调控各个作业环节，从压裂液的配制比例、泵注压力和排量，到设备的运行状态，都可实现精准控制。

小小控制室之所以能有如此能耐，是因为“海洋石油696”的智能化设计。该船配备了一套自主研发的智能控制系统，依托智能机舱系统、智能航行系统等多个子系统，实现全流程自动化控制、数字化显示及智能预警。例如，智能机舱系统通过智能算法精准评估设备健康状态，提前预警故障，实现“预测性维护”，既能保障船舶航行安全，又能降低运维成本；智能航行系统则能通过感知周围船舶会遇态势，为驾驶员提供航行参考。

自动化、智能化功能的实现，也带来了施工效率的大幅提升。

记者了解到，与传统钻井平台压裂模式相比，“海洋石油696”省去了压裂装备吊装、连接、调试、拆卸等作业流程，实现“到位即能工作、收工快速撤离”，既缩减了作业工期，也节约了作业成本，可谓一举两得。

“智能控制系统的创新应用，可满足我国全海域大规模压裂作业等新需求，对改变传统海上压裂作业模式、打破海上低渗透油气田开发困局将发挥积极作用。”许杰对记者说。

据了解，现阶段的下水调试包含动力系统调试、推进系统调试、压裂系统调试和海上航行试验等4个方面，是对“海洋石油696”的一次全面考验，以确保船舶全面实现各项设计功能，达到交付状态。待投入正式运营后，“海洋石油696”将优先选择在渤海油田，诸如渤中25-1、渤中19-6等项目进行人员、设备及地面管汇流程的磨合作业，而后，该船将陆续在渤海及其他海域进行压裂作业，助力海上低渗透油气田群的开发。