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1、深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)2015-04-0110:06:00??0?深水勘探?開發(fā)技術(shù)?呂建中文
2、呂建中?等中國石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院目前，全球深水投資占海上總投資的1/3，深水項(xiàng)目占到全球海上項(xiàng)目的1/4。在全球排名前50的超大項(xiàng)目中，3/4是深水項(xiàng)目。近5年來，全球重大油氣發(fā)現(xiàn)中70%來自水深超過1000m的水域。當(dāng)前，深水油氣產(chǎn)量大約占海上油氣總產(chǎn)量的30%。深水，必然對(duì)現(xiàn)今以及未來的油氣發(fā)展有著重要的意義。1深水油氣勘探開發(fā)前景廣闊近年來全球新增的油氣發(fā)現(xiàn)量主要來自于海上，尤其是深水和超深水。來自深水的發(fā)現(xiàn)數(shù)雖然不多，但發(fā)現(xiàn)量卻十分巨大，同時(shí)表現(xiàn)出水深越深、發(fā)現(xiàn)量越大的趨勢(shì)：
3、2012年，全球超1500m水深的總發(fā)現(xiàn)量接近16.3億噸油當(dāng)量（120億桶），相當(dāng)于陸上的6倍，接近淺水的3倍。2011年全球排名前十的油氣發(fā)現(xiàn)中，6個(gè)來自深水，且全部都是億噸級(jí)油氣發(fā)現(xiàn)。2012年全球排名前十的油氣發(fā)現(xiàn)全部來自深水，其中的7個(gè)為億噸級(jí)重大油氣發(fā)現(xiàn)（下表）。深水產(chǎn)量逐年增加，至2013年全球深水油氣產(chǎn)量已超過5億噸油當(dāng)量，占全球海上油氣產(chǎn)量的20%以上，并且這個(gè)比例還將逐年上升。過去幾年的高油價(jià)，為海洋項(xiàng)目開啟了較大的贏利空間。據(jù)PFC統(tǒng)計(jì)，深水盈虧平衡點(diǎn)為397美元/t（54美元/桶），一般的收益率都在15%以上，高的甚至可以達(dá)到28%，因此吸引了越來越多的公司參與其中。埃
4、克森美孚等5家國際大石油公司的勘探開發(fā)重點(diǎn)正在由陸上向海上轉(zhuǎn)移，并且加快進(jìn)軍深水，海洋勘探開發(fā)投資占總投資的比例已經(jīng)達(dá)到60%~85%，海洋產(chǎn)量占比均超過50%，其中的深水勘探開發(fā)投資已經(jīng)占到海洋總投資的50%以上。國際大石油公司在深水領(lǐng)域獲得了豐厚的產(chǎn)量，BP公司的深水油氣年產(chǎn)量已接近5000萬噸油當(dāng)量；道達(dá)爾的深水油氣年產(chǎn)量已超過3500萬噸油當(dāng)量；而巴西國油和挪威國油則依靠深水在10~13年的時(shí)間里新增產(chǎn)量5000萬t?？梢哉f，深水在未來油氣產(chǎn)量增長中占有舉足輕重的地位，是石油公司的必爭(zhēng)之地。我國的深水油氣資源也十分豐富。在我國南海海域，整個(gè)盆地群石油地質(zhì)資源量在230億至300億t之間
5、，天然氣總地質(zhì)資源量約為16萬億m3，占中國油氣總資源量的1/3，其中70%蘊(yùn)藏于153.7萬km2的深水區(qū)域。伴隨著我國“建設(shè)海洋強(qiáng)國、提高海洋資源開發(fā)能力”戰(zhàn)略的部署，未來我國的深水油氣勘探開發(fā)前景廣闊。2深水油氣勘探開發(fā)面臨的五大技術(shù)挑戰(zhàn)2.1自然及氣候條件與淺水相比，深水作業(yè)面臨著風(fēng)、浪、流、冰等自然及氣候條件的挑戰(zhàn)，特殊的條件有可能造成巨大的損失。歷史上，極端氣候條件對(duì)海洋油氣作業(yè)造成過許多重大事故，比如1979年“渤海二號(hào)”、2011年俄羅斯“克拉”號(hào)鉆井平臺(tái)的沉沒，都是在拖航過程中遭遇惡劣天氣所致。2.2水深水越深，與水深相關(guān)的一系列問題就越明顯。比如隨著隔水管的用量增加，對(duì)鉆采
6、裝置平臺(tái)空間和可變載荷的要求也更高。另外，海水深度越深，孔隙壓力和破裂壓力之間的窗口越?。ㄏ聢D），鉆井控制難度就越大，使井眼尺寸、鉆井深度都受到限制，而且出現(xiàn)鉆井事故的幾率也大大增加。2.3低溫海水溫度一般隨水深增加而降低，1000m水深溫度約為4℃，3000m水深溫度為1~2℃。低溫會(huì)給鉆井和開發(fā)帶來一系列問題，如鉆井液流變性變差、水泥漿在低溫情況下的流態(tài)、低溫高壓情況下易在井筒內(nèi)形成水合物、ECD控制、油氣的流動(dòng)性等。2.4淺層地質(zhì)災(zāi)害在深水鉆遇淺層氣和天然氣水合物可能會(huì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。淺層氣是指埋藏在淺部地層、蘊(yùn)藏在海床面以下800m范圍內(nèi)未膠結(jié)地層中的天然氣，通常發(fā)生在泥線以下250~1
7、200m的超壓、未固結(jié)砂層中。淺層氣成因復(fù)雜，預(yù)測(cè)難度大，而高壓、小體積以及分布分散的特性使鉆遇淺層氣的破壞性非常大、發(fā)生速度非常快、控制難度也非常大。深水海底高壓低溫的環(huán)境極易形成天然氣水合物，給深水油氣開發(fā)帶來極大風(fēng)險(xiǎn)。鉆采過程易導(dǎo)致水合物分解，分解后壓力的釋放將會(huì)造成地層承載力喪失和海底地基沉陷，井眼、套管及井口裝置、防噴器等都會(huì)因失去承載支撐而發(fā)生破壞性改變，喪失對(duì)井內(nèi)壓力的控制還有可能導(dǎo)致井噴。2.5作業(yè)安全作業(yè)安全一直是海洋作業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，陸上石油開采的平均可記錄傷亡率（每20萬工時(shí)的可記錄傷亡率）低于0.5，而海洋鉆井承包商的平均可記錄傷亡率超過0.7，發(fā)生人員傷害
8、的可能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出陸上作業(yè)。比如BP墨西哥灣漏油事故，不僅造成鉆井平臺(tái)沉沒，人員傷亡，還將大量原油泄漏到海上，給墨西哥灣沿岸造成嚴(yán)重環(huán)境污染、重大經(jīng)濟(jì)損失，成為一場(chǎng)生態(tài)災(zāi)難。3深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀深水油氣勘探開發(fā)涉及船舶及海洋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、海洋環(huán)境保護(hù)、海洋鉆井、海洋探測(cè)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，集信息技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)及多學(xué)科于一體，是一項(xiàng)多領(lǐng)域、多學(xué)科、復(fù)雜的系統(tǒng)工程。深水領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新十分
