深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)淺析

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摘要：近年來在中國發(fā)現(xiàn)了諸多巨型、超巨型油田，不僅大大豐富了油氣資源儲(chǔ)存，也使深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)再次成為資源開發(fā)相關(guān)行業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)起步較晚，但由于中國地勢(shì)地形多樣，資源儲(chǔ)存豐富，依舊具有良好的發(fā)展前景。深水區(qū)油氣資源儲(chǔ)存量大，如能采取合理勘探與開發(fā)技術(shù)進(jìn)行資源開采，將為各方面的發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力。相關(guān)研究人員還需對(duì)深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，提高深水油氣勘探開發(fā)效果，為資源開發(fā)與利用創(chuàng)設(shè)良好背景。

關(guān)鍵詞：資源開采；深水油氣；勘探開發(fā)；技術(shù)分析

1深水油氣勘探開發(fā)概述以及發(fā)展歷程

自20世紀(jì)60年代末期深水油氣勘探技術(shù)研發(fā)以來，已經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，而近20年來的不斷探究與應(yīng)用，也為我國勘探出了一大批巨型、超巨型的油氣田。面對(duì)豐富的油氣儲(chǔ)存量，如何對(duì)其進(jìn)行開發(fā)與利用逐漸成為石油相關(guān)企業(yè)主要考慮的問題。我國深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)尚處于起步階段，資源利用、技術(shù)發(fā)展等多個(gè)環(huán)節(jié)都存在較為明顯的問題?；谏钏蜌饪碧介_發(fā)技術(shù)的動(dòng)態(tài)性，研究人員無法對(duì)其內(nèi)涵進(jìn)行明確判斷，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)的囊括范圍也在不斷增加。20世紀(jì)70年代起，相關(guān)科研人員將深水的最低界限定義為100m，經(jīng)過十年左右的探索與發(fā)展，將其最低界限改為300m，迄今為止，我國仍以300m作為深水最低判斷界限。而作為工業(yè)技術(shù)的領(lǐng)先國家，美國于2003年將深水的最低界限值增加到了450m，而水深超出1500m的區(qū)域，則被賦予了新的定義—超深水區(qū)。結(jié)合我國深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)水平可知，水深在400～500m之間的海域，我國可利用相關(guān)科學(xué)技術(shù)進(jìn)行靈活的勘探與開發(fā)，也正因如此，普遍將400～500m作為深水與淺水的劃分標(biāo)準(zhǔn)[1]。在世界范圍內(nèi)，存在深水油氣勘探“金三角”，即墨西哥灣南大西洋兩岸與巴西西非沿海三大海域。事實(shí)上，世界約84%的深水油氣鉆探活動(dòng)都在這些地區(qū)舉行。三大區(qū)域中，墨西哥灣深水油氣鉆探活動(dòng)舉行最多，約為世界深水油氣鉆探活動(dòng)總量的32%；巴西鉆探活動(dòng)舉辦量稍遜于墨西哥灣，但也占到了總量的30%左右；再加上位于第三的西非，幾乎囊括了全球絕大多數(shù)深水探井和新發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量。除上述地區(qū)以外，各國也積極在北大西洋兩岸，地中海沿岸，東非沿岸及亞太地區(qū)展開了一系列深水油氣勘探開發(fā)活動(dòng)，就在不久前，挪威與俄羅斯還預(yù)備在巴倫支海域展開深水油氣勘探開發(fā)工作。就地域多樣性分析，深水海域在我國領(lǐng)土總面積中占地較為廣闊，同時(shí)具備沉積凹陷發(fā)育、資源潛力巨大的深水油氣勘探開發(fā)優(yōu)勢(shì)。尤其在我國南海海域，天然氣水合物資源與油氣資源遠(yuǎn)超出其他海域，僅石油地質(zhì)儲(chǔ)存量就可達(dá)到230～300億噸，已超出我國油氣總資源量的30%。而在南海海域豐富的油資源中，僅有30%位于陸上與近海區(qū)域，70%的油氣資源儲(chǔ)存在深海區(qū)域內(nèi)。以我國現(xiàn)存的深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)分析，能在陸上與近海地區(qū)的油氣開發(fā)中獲得良好的應(yīng)用，但在深海區(qū)域內(nèi)的油氣資源開發(fā)上，還存在較為明顯的問題。經(jīng)濟(jì)全球化推動(dòng)了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而這也為全球能源總量帶來了巨大的消耗，各國還應(yīng)加大對(duì)資源勘探開發(fā)領(lǐng)域的重視程度，將深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)的提升作為資源開發(fā)的重點(diǎn)探究方向。僅以技術(shù)角度分析，資源勘探開發(fā)企業(yè)需對(duì)深水勘探開發(fā)技術(shù)應(yīng)用難度進(jìn)行明確了解，加大自身企業(yè)在該領(lǐng)域的科技投入，一方面緩解我國油氣資源短缺的現(xiàn)象，另一方面也能完成企業(yè)勘探開發(fā)技術(shù)的整合，使企業(yè)技術(shù)體系得到進(jìn)一步的完善。

2深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)特點(diǎn)分析

2.1技術(shù)要求高

深水油氣勘探開發(fā)普遍具有水深壓力大、施工地形復(fù)雜以及海浪等影響因素較多的困難，因此對(duì)開發(fā)人員技術(shù)水平要求也較高。深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)應(yīng)用過程中所使用的技術(shù)以及設(shè)備等，都要具有較高的抗壓能力以及風(fēng)險(xiǎn)承受能力，同時(shí)還要抵抗海底地形對(duì)深水油氣勘探造成的阻礙。為解決深水油氣勘探方面的困難，相關(guān)工作人員需積極使用地震采集處理技術(shù)以及重磁電針綜合勘探技術(shù)，針對(duì)復(fù)雜海底地形以及超深水環(huán)境進(jìn)行全面勘探。就鉆探方面而言，技術(shù)人員還要加大深水與超深水鉆井技術(shù)的應(yīng)用力度，無論是深水鉆井船、鉆井平臺(tái)設(shè)計(jì)以及建造技術(shù)方面，都要做出相應(yīng)的提升與完善。至于生產(chǎn)層面，則更注重于水下與水面工程技術(shù)的結(jié)合，技術(shù)人員應(yīng)積極學(xué)習(xí)現(xiàn)代高科技技術(shù)，重點(diǎn)關(guān)注水下生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對(duì)深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)應(yīng)用問題進(jìn)行妥善的處理與運(yùn)用。

2.2資金投入高

作為資源勘探開發(fā)領(lǐng)域的重點(diǎn)項(xiàng)目，深水油氣勘探開發(fā)對(duì)企業(yè)投入也有很高要求。投資成本高不僅體現(xiàn)在資金投入方面，人才設(shè)備以及重視程度都是影響技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的重要因素。據(jù)可靠數(shù)據(jù)分析，深水油氣勘探僅費(fèi)用方面的消耗，就比陸上平原區(qū)的油氣勘探高出一倍，其他條件相同的深水油氣勘探項(xiàng)目與陸上平原油氣勘探項(xiàng)目也會(huì)出現(xiàn)建設(shè)等方面的費(fèi)用差距。且根據(jù)近年來深水油氣勘探開發(fā)項(xiàng)目發(fā)展來看，資源勘探開發(fā)所應(yīng)用的深水作業(yè)船已不能供應(yīng)越來越頻繁的深水油氣勘探開發(fā)施工，每日高達(dá)50萬美元的船只租金，也為石油勘探企業(yè)帶來了巨大的成本消耗[2]。

2.3投資風(fēng)險(xiǎn)高

考慮到深水油氣勘探開發(fā)距離大陸較遠(yuǎn)，不容易受到襲擊等人為因素的影響，以深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)應(yīng)用投資風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)兩大方面?；诤Ｉ腺Y源勘探特征分析，颶風(fēng)，海嘯等自然氣候會(huì)對(duì)深水油氣勘探開發(fā)造成嚴(yán)重影響。2006年8月，墨西哥灣的卡特麗娜颶風(fēng)就對(duì)該區(qū)域內(nèi)海上石油作業(yè)平臺(tái)造成了巨大的破壞效果，甚至破壞了大量的生產(chǎn)設(shè)施，使得美國海上石油產(chǎn)量驟減至原有水平的20%。

2.4成功概率小

截止至20世紀(jì)80年代中期，全球深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)仍處于落后水平，全球范圍內(nèi)的深水油氣勘探開發(fā)項(xiàng)目有九成面臨著失敗風(fēng)險(xiǎn)。后至90年代初期，深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)才得到了明顯的發(fā)展，但成功率依舊只有三成左右。在后續(xù)發(fā)展過程中，西非區(qū)域深水勘探，開采成功率最高，該區(qū)域內(nèi)下剛果盆地地質(zhì)的深水油氣勘探開發(fā)成功率能達(dá)到80%以上，但巴西深水鉆探的成功率仍維持在半數(shù)左右，墨西哥灣區(qū)域在三成基礎(chǔ)上進(jìn)步甚微。

2.5勘探規(guī)模大

全球內(nèi)深水油氣資源儲(chǔ)存較為豐富，相應(yīng)的資源勘探開發(fā)規(guī)模也就較大。像全球深水油氣資源大三角中的墨西哥灣，其北部深水區(qū)油田規(guī)模平均水平也為1.2億桶，而西非深水區(qū)油氣田與巴西坎坡斯盆地深水區(qū)油氣田平均油氣資源儲(chǔ)存量更是分別達(dá)到了2.0億與3.85億桶，超出淺水區(qū)油氣田平均規(guī)模數(shù)倍。

3深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用分析

我國南海是深水油氣資源儲(chǔ)存較為豐富的區(qū)域之一，近年來石油企業(yè)也在該地區(qū)開展了諸多深水油氣勘探開發(fā)項(xiàng)目。其中，“深海一號(hào)”能源站的建造更是打破了我國乃至世界的多項(xiàng)技術(shù)局限，實(shí)現(xiàn)速度與質(zhì)量的完美融合，讓“中國速度”與“中國質(zhì)量”一度成為國內(nèi)外深水油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的重點(diǎn)討論對(duì)象?！吧詈Ｒ惶?hào)”能源站在三大施工設(shè)計(jì)方面創(chuàng)造了世界級(jí)記錄，他不僅是世界上首個(gè)使用立柱儲(chǔ)油的深水油氣勘探開發(fā)能源站，也是第一個(gè)在陸地上使用船塢內(nèi)濕式半坐墩蹲大合龍技術(shù)的能源站建設(shè)項(xiàng)目，更是應(yīng)用了桁架式組塊技術(shù)，建立起世界上跨度最大的半潛平臺(tái)。不僅如此，該能源站施工還采用了包括1500m級(jí)水深聚酯纜錨泊系統(tǒng)，對(duì)其展開完善設(shè)計(jì)與高質(zhì)量安裝，保障30年之內(nèi)不需要相關(guān)人員對(duì)福體結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化與維修。該項(xiàng)目采用了13項(xiàng)國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)，解決了十幾項(xiàng)資源站建設(shè)過程中的難題，為我國深海油氣勘探開發(fā)項(xiàng)目的發(fā)展提供了有效參考。人員定位系統(tǒng)也是“深海一號(hào)”能源站引進(jìn)的新型技術(shù)之一。該技術(shù)幫助石油企業(yè)展開了無死角的安全網(wǎng)絡(luò)格化管理，有效避免空間作業(yè)量過多交叉作業(yè)難度高等問題帶來的施工延誤，在長達(dá)1700萬工時(shí)中取得了全程無事故的優(yōu)異成績。而半潛平臺(tái)立柱儲(chǔ)油技術(shù)也打破了常規(guī)儲(chǔ)油技術(shù)的限制，將最大儲(chǔ)油量拓展至2萬立方米，實(shí)現(xiàn)了凝析油生產(chǎn)、儲(chǔ)存與外輸一體化構(gòu)想?！吧詈Ｒ惶?hào)”深水油氣勘探開發(fā)能源站運(yùn)營質(zhì)量更多體現(xiàn)在細(xì)節(jié)層面，就合龍階段而言，石油企業(yè)對(duì)涂裝質(zhì)量與精度控制做出了明確要求，連組塊與船體之間的連接點(diǎn)間距都嚴(yán)格控制在6mm以內(nèi)。該能源站桁架式半潛平臺(tái)組塊重約1.5萬噸，下部船體高度更相當(dāng)于20層樓房，建設(shè)單位不僅于10月份實(shí)現(xiàn)了二者的精準(zhǔn)合龍，更是將合龍立柱與甲板下結(jié)構(gòu)偏差維持在5mm之間，達(dá)到比設(shè)計(jì)預(yù)期更優(yōu)質(zhì)的控制效果。合龍工程在“深海一號(hào)”資源站中的成功實(shí)施，不僅標(biāo)志著我國半潛平臺(tái)船體總裝快搭載和精度控制技術(shù)已位于世界先進(jìn)水平，更意味著我國深水油氣勘探開發(fā)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。受“深海一號(hào)”深水油氣勘探開發(fā)資源站建設(shè)的指導(dǎo)，中國海油也提出了“半潛式平臺(tái)+水下生產(chǎn)系統(tǒng)”的生產(chǎn)模式開發(fā)構(gòu)想，以求獲得更優(yōu)質(zhì)的深水油氣勘探開發(fā)效果，保障深水設(shè)施施工鏈的高效應(yīng)用，也能促進(jìn)深水制造的聯(lián)合作用。同一時(shí)間，中國海油也將國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈作為深水油氣勘探開發(fā)的主要關(guān)注對(duì)象，構(gòu)建起較為完善的深水工程技術(shù)體系，促進(jìn)深水油氣勘探開發(fā)項(xiàng)目的全面發(fā)展，增強(qiáng)自身企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)中的控制能力。

4深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展方向

綜合多方因素分析，可知我國深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)在面臨巨大挑戰(zhàn)的同時(shí)，也擁有著絕佳的發(fā)展契機(jī)，各石油企業(yè)也應(yīng)當(dāng)意識(shí)到這一發(fā)展機(jī)會(huì)的重要性，充分結(jié)合自身發(fā)展需求對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行投資。與諸多海外石油企業(yè)相比，我國石油企業(yè)無論是建設(shè)與開發(fā)還是生產(chǎn)與發(fā)展都還處于落后水平，而從海外獲取陸上油氣資源的難度也在逐年上升。隨著近年來全球?qū)ι钏蜌饪碧介_發(fā)領(lǐng)域的重視，也出現(xiàn)了各式各樣有效的研究成果，我國石油企業(yè)應(yīng)抓住這一發(fā)展機(jī)會(huì)，積極參與全球性的油氣經(jīng)營活動(dòng)，在一定程度上提高我國的綜合競爭力。結(jié)合我國深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀可知，我國東海與南中國海等海域盆地具有較高的深水油氣儲(chǔ)存量，但由于技術(shù)等方面的缺失，尚且無法充分開發(fā)與利用相關(guān)地區(qū)的資源潛力，石油企業(yè)的技術(shù)人員也應(yīng)積極學(xué)習(xí)與借鑒國外深水油氣勘探工作中應(yīng)用的新型技術(shù)與高效模式，積累豐富的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，為我國未來深水油氣資源的開發(fā)與利用創(chuàng)造良好基礎(chǔ)。就我國深水油氣勘探開發(fā)需求來看“參股”式合作發(fā)展策略，更能為我國石油企業(yè)增加市場競爭力。石油企業(yè)可通過“參股”形式與國際領(lǐng)先的石油公司合作，一方面實(shí)現(xiàn)共同獲利的構(gòu)想，另一方面也能降低經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)對(duì)自身企業(yè)帶來的負(fù)面影響。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)型深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)已不能滿足日益增長的資源勘探開發(fā)需求，我國石油企業(yè)需對(duì)自身勘探開發(fā)技術(shù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)積累與水平提升，以適應(yīng)新時(shí)代背景下深水油氣勘探開發(fā)活動(dòng)的要求。在此過程中，石油企業(yè)可將大型國際石油企業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展作為參考，學(xué)習(xí)其生產(chǎn)經(jīng)營過程中的操作經(jīng)驗(yàn)，提高企業(yè)內(nèi)部對(duì)深水油氣資源勘探開發(fā)地質(zhì)理論的培訓(xùn)。僅借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)還不夠，我國石油企業(yè)還應(yīng)對(duì)自身技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與完善，積極開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海上工程核心技術(shù)，提高自身對(duì)深水重大裝備的制造與應(yīng)用能力，構(gòu)成較為完善的技術(shù)管理體系，加速我國深水油氣勘探開發(fā)在國際資源勘探開發(fā)領(lǐng)域的發(fā)展。同時(shí)要以此為基礎(chǔ)，提高自身在海外深水項(xiàng)目活動(dòng)中的參與程度，進(jìn)一步提升自主勘探開發(fā)深水大型油氣田的能力?？梢哉f深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用在我國油氣供給方面有著較強(qiáng)的影響作用，各石油企業(yè)還需充分發(fā)揮自身職能作用，引起國家層面對(duì)深水油氣資源勘探開發(fā)領(lǐng)域的重視，并為其制定長遠(yuǎn)、穩(wěn)定的發(fā)展戰(zhàn)略。戰(zhàn)略發(fā)展可從資源整合、關(guān)稅調(diào)整與內(nèi)外關(guān)系三大方面入手。資源整合是國家層面針對(duì)深水油氣勘探開發(fā)活動(dòng)制定的發(fā)展戰(zhàn)略，有關(guān)部門要以國家重大專項(xiàng)作為參考依據(jù)，促進(jìn)石油企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)和各高校之間的合作研究，構(gòu)建“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合發(fā)展模式，打破技術(shù)層面對(duì)我國深水油氣資源勘探開發(fā)的阻礙。另一角度，國家還可對(duì)深水油氣項(xiàng)目展開適當(dāng)扶持，如減免深水礦區(qū)的使用費(fèi)、資源稅與關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備進(jìn)口稅款等，同時(shí)結(jié)合多方資源，建立起油氣風(fēng)險(xiǎn)基金鼓勵(lì)制度，提高石油企業(yè)對(duì)深水勘探開發(fā)工作的積極性。最后則是內(nèi)外關(guān)系協(xié)調(diào)方面，我國還需與外部國家建立政治經(jīng)濟(jì)外交等多方面的穩(wěn)定關(guān)系，為深水油氣資源勘探開發(fā)創(chuàng)造良好的外部發(fā)展環(huán)境，促進(jìn)深水資源勘探開發(fā)在世界中的改善與發(fā)展，有效推動(dòng)經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程。

5結(jié)語

綜上所述，深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)在新時(shí)代背景下的應(yīng)用越發(fā)廣泛，而傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用過程中的問題對(duì)其發(fā)展造成了嚴(yán)重影響。石油企業(yè)應(yīng)深入分析深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)的發(fā)展歷程，對(duì)其應(yīng)用過程中存在的問題展開研究，以實(shí)際案例為依據(jù)，探索相關(guān)問題的有效解決措施，為資源勘探開采創(chuàng)設(shè)良好背景，為我國乃至世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起推動(dòng)作用。

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作者:史曉東 單位:中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司