深水油氣勘探開發技術淺析

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摘要：近年來在中國發現了諸多巨型、超巨型油田，不僅大大豐富了油氣資源儲存，也使深水油氣勘探開發技術再次成為資源開發相關行業的重點關注對象。深水油氣勘探開發技術起步較晚，但由于中國地勢地形多樣，資源儲存豐富，依舊具有良好的發展前景。深水區油氣資源儲存量大，如能采取合理勘探與開發技術進行資源開采，將為各方面的發展提供源源不斷的動力。相關研究人員還需對深水油氣勘探開發技術進行詳細分析，提高深水油氣勘探開發效果，為資源開發與利用創設良好背景。

關鍵詞：資源開采；深水油氣；勘探開發；技術分析

1深水油氣勘探開發概述以及發展歷程

自20世紀60年代末期深水油氣勘探技術研發以來，已經歷了幾十年的發展，而近20年來的不斷探究與應用，也為我國勘探出了一大批巨型、超巨型的油氣田。面對豐富的油氣儲存量，如何對其進行開發與利用逐漸成為石油相關企業主要考慮的問題。我國深水油氣勘探開發技術尚處于起步階段，資源利用、技術發展等多個環節都存在較為明顯的問題。基于深水油氣勘探開發技術的動態性，研究人員無法對其內涵進行明確判斷，在科學技術不斷發展的背景下，深水油氣勘探開發技術的囊括范圍也在不斷增加。20世紀70年代起，相關科研人員將深水的最低界限定義為100m，經過十年左右的探索與發展，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。而作為工業技術的領先國家，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的區域，則被賦予了新的定義—超深水區。結合我國深水油氣勘探開發技術水平可知，水深在400～500m之間的海域，我國可利用相關科學技術進行靈活的勘探與開發，也正因如此，普遍將400～500m作為深水與淺水的劃分標準[1]。在世界范圍內，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。事實上，世界約84%的深水油氣鉆探活動都在這些地區舉行。三大區域中，墨西哥灣深水油氣鉆探活動舉行最多，約為世界深水油氣鉆探活動總量的32%；巴西鉆探活動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深水探井和新發現儲量。除上述地區以外，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展開了一系列深水油氣勘探開發活動，就在不久前，挪威與俄羅斯還預備在巴倫支海域展開深水油氣勘探開發工作。就地域多樣性分析，深水海域在我國領土總面積中占地較為廣闊，同時具備沉積凹陷發育、資源潛力巨大的深水油氣勘探開發優勢。尤其在我國南海海域，天然氣水合物資源與油氣資源遠超出其他海域，僅石油地質儲存量就可達到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%位于陸上與近海區域，70%的油氣資源儲存在深海區域內。以我國現存的深水油氣勘探開發技術分析，能在陸上與近海地區的油氣開發中獲得良好的應用，但在深海區域內的油氣資源開發上，還存在較為明顯的問題。經濟全球化推動了世界經濟的發展，而這也為全球能源總量帶來了巨大的消耗，各國還應加大對資源勘探開發領域的重視程度，將深水油氣勘探開發技術的提升作為資源開發的重點探究方向。僅以技術角度分析，資源勘探開發企業需對深水勘探開發技術應用難度進行明確了解，加大自身企業在該領域的科技投入，一方面緩解我國油氣資源短缺的現象，另一方面也能完成企業勘探開發技術的整合，使企業技術體系得到進一步的完善。

2深水油氣勘探開發技術特點分析

2.1技術要求高

深水油氣勘探開發普遍具有水深壓力大、施工地形復雜以及海浪等影響因素較多的困難，因此對開發人員技術水平要求也較高。深水油氣勘探開發技術應用過程中所使用的技術以及設備等，都要具有較高的抗壓能力以及風險承受能力，同時還要抵抗海底地形對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，相關工作人員需積極使用地震采集處理技術以及重磁電針綜合勘探技術，針對復雜海底地形以及超深水環境進行全面勘探。就鉆探方面而言，技術人員還要加大深水與超深水鉆井技術的應用力度，無論是深水鉆井船、鉆井平臺設計以及建造技術方面，都要做出相應的提升與完善。至于生產層面，則更注重于水下與水面工程技術的結合，技術人員應積極學習現代高科技技術，重點關注水下生產環節，對深水油氣勘探開發技術應用問題進行妥善的處理與運用。

2.2資金投入高

作為資源勘探開發領域的重點項目，深水油氣勘探開發對企業投入也有很高要求。投資成本高不僅體現在資金投入方面，人才設備以及重視程度都是影響技術應用發展的重要因素。據可靠數據分析，深水油氣勘探僅費用方面的消耗，就比陸上平原區的油氣勘探高出一倍，其他條件相同的深水油氣勘探項目與陸上平原油氣勘探項目也會出現建設等方面的費用差距。且根據近年來深水油氣勘探開發項目發展來看，資源勘探開發所應用的深水作業船已不能供應越來越頻繁的深水油氣勘探開發施工，每日高達50萬美元的船只租金，也為石油勘探企業帶來了巨大的成本消耗[2]。

2.3投資風險高

考慮到深水油氣勘探開發距離大陸較遠，不容易受到襲擊等人為因素的影響，以深水油氣勘探開發技術應用投資風險主要體現在地質風險與環境風險兩大方面。基于海上資源勘探特征分析，颶風，海嘯等自然氣候會對深水油氣勘探開發造成嚴重影響。2006年8月，墨西哥灣的卡特麗娜颶風就對該區域內海上石油作業平臺造成了巨大的破壞效果，甚至破壞了大量的生產設施，使得美國海上石油產量驟減至原有水平的20%。

2.4成功概率小

截止至20世紀80年代中期，全球深水油氣勘探開發技術仍處于落后水平，全球范圍內的深水油氣勘探開發項目有九成面臨著失敗風險。后至90年代初期，深水油氣勘探開發技術才得到了明顯的發展，但成功率依舊只有三成左右。在后續發展過程中，西非區域深水勘探，開采成功率最高，該區域內下剛果盆地地質的深水油氣勘探開發成功率能達到80%以上，但巴西深水鉆探的成功率仍維持在半數左右，墨西哥灣區域在三成基礎上進步甚微。

2.5勘探規模大

全球內深水油氣資源儲存較為豐富，相應的資源勘探開發規模也就較大。像全球深水油氣資源大三角中的墨西哥灣，其北部深水區油田規模平均水平也為1.2億桶，而西非深水區油氣田與巴西坎坡斯盆地深水區油氣田平均油氣資源儲存量更是分別達到了2.0億與3.85億桶，超出淺水區油氣田平均規模數倍。

3深水油氣勘探開發技術實際應用分析

我國南海是深水油氣資源儲存較為豐富的區域之一，近年來石油企業也在該地區開展了諸多深水油氣勘探開發項目。其中，“深海一號”能源站的建造更是打破了我國乃至世界的多項技術局限，實現速度與質量的完美融合，讓“中國速度”與“中國質量”一度成為國內外深水油氣勘探開發領域的重點討論對象。“深海一號”能源站在三大施工設計方面創造了世界級記錄，他不僅是世界上首個使用立柱儲油的深水油氣勘探開發能源站，也是第一個在陸地上使用船塢內濕式半坐墩蹲大合龍技術的能源站建設項目，更是應用了桁架式組塊技術，建立起世界上跨度最大的半潛平臺。不僅如此，該能源站施工還采用了包括1500m級水深聚酯纜錨泊系統，對其展開完善設計與高質量安裝，保障30年之內不需要相關人員對福體結構疲勞設計進行優化與維修。該項目采用了13項國內首創技術，解決了十幾項資源站建設過程中的難題，為我國深海油氣勘探開發項目的發展提供了有效參考。人員定位系統也是“深海一號”能源站引進的新型技術之一。該技術幫助石油企業展開了無死角的安全網絡格化管理，有效避免空間作業量過多交叉作業難度高等問題帶來的施工延誤，在長達1700萬工時中取得了全程無事故的優異成績。而半潛平臺立柱儲油技術也打破了常規儲油技術的限制，將最大儲油量拓展至2萬立方米，實現了凝析油生產、儲存與外輸一體化構想。“深海一號”深水油氣勘探開發能源站運營質量更多體現在細節層面，就合龍階段而言，石油企業對涂裝質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間距都嚴格控制在6mm以內。該能源站桁架式半潛平臺組塊重約1.5萬噸，下部船體高度更相當于20層樓房，建設單位不僅于10月份實現了二者的精準合龍，更是將合龍立柱與甲板下結構偏差維持在5mm之間，達到比設計預期更優質的控制效果。合龍工程在“深海一號”資源站中的成功實施，不僅標志著我國半潛平臺船體總裝快搭載和精度控制技術已位于世界先進水平，更意味著我國深水油氣勘探開發進入了新的發展階段。受“深海一號”深水油氣勘探開發資源站建設的指導，中國海油也提出了“半潛式平臺+水下生產系統”的生產模式開發構想，以求獲得更優質的深水油氣勘探開發效果，保障深水設施施工鏈的高效應用，也能促進深水制造的聯合作用。同一時間，中國海油也將國內產業鏈作為深水油氣勘探開發的主要關注對象，構建起較為完善的深水工程技術體系，促進深水油氣勘探開發項目的全面發展，增強自身企業在產業鏈供應中的控制能力。

4深水油氣勘探開發技術應用發展方向

綜合多方因素分析，可知我國深水油氣勘探開發技術在面臨巨大挑戰的同時，也擁有著絕佳的發展契機，各石油企業也應當意識到這一發展機會的重要性，充分結合自身發展需求對該領域進行投資。與諸多海外石油企業相比，我國石油企業無論是建設與開發還是生產與發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。隨著近年來全球對深水油氣勘探開發領域的重視，也出現了各式各樣有效的研究成果，我國石油企業應抓住這一發展機會，積極參與全球性的油氣經營活動，在一定程度上提高我國的綜合競爭力。結合我國深水油氣勘探開發技術的應用現狀可知，我國東海與南中國海等海域盆地具有較高的深水油氣儲存量，但由于技術等方面的缺失，尚且無法充分開發與利用相關地區的資源潛力，石油企業的技術人員也應積極學習與借鑒國外深水油氣勘探工作中應用的新型技術與高效模式，積累豐富的學習經驗，為我國未來深水油氣資源的開發與利用創造良好基礎。就我國深水油氣勘探開發需求來看“參股”式合作發展策略，更能為我國石油企業增加市場競爭力。石油企業可通過“參股”形式與國際領先的石油公司合作，一方面實現共同獲利的構想，另一方面也能降低經營風險對自身企業帶來的負面影響。隨著社會經濟的不斷發展，傳統型深水油氣勘探開發技術已不能滿足日益增長的資源勘探開發需求，我國石油企業需對自身勘探開發技術進行經驗積累與水平提升，以適應新時代背景下深水油氣勘探開發活動的要求。在此過程中，石油企業可將大型國際石油企業的生產與發展作為參考，學習其生產經營過程中的操作經驗，提高企業內部對深水油氣資源勘探開發地質理論的培訓。僅借鑒國外先進經驗還不夠，我國石油企業還應對自身技術進行創新與完善，積極開發具有自主知識產權的海上工程核心技術，提高自身對深水重大裝備的制造與應用能力，構成較為完善的技術管理體系，加速我國深水油氣勘探開發在國際資源勘探開發領域的發展。同時要以此為基礎，提高自身在海外深水項目活動中的參與程度，進一步提升自主勘探開發深水大型油氣田的能力。可以說深水油氣勘探開發技術的應用在我國油氣供給方面有著較強的影響作用，各石油企業還需充分發揮自身職能作用，引起國家層面對深水油氣資源勘探開發領域的重視，并為其制定長遠、穩定的發展戰略。戰略發展可從資源整合、關稅調整與內外關系三大方面入手。資源整合是國家層面針對深水油氣勘探開發活動制定的發展戰略，有關部門要以國家重大專項作為參考依據，促進石油企業與科研機構和各高校之間的合作研究，構建“產學研”結合發展模式，打破技術層面對我國深水油氣資源勘探開發的阻礙。另一角度，國家還可對深水油氣項目展開適當扶持，如減免深水礦區的使用費、資源稅與關鍵技術設備進口稅款等，同時結合多方資源，建立起油氣風險基金鼓勵制度，提高石油企業對深水勘探開發工作的積極性。最后則是內外關系協調方面，我國還需與外部國家建立政治經濟外交等多方面的穩定關系，為深水油氣資源勘探開發創造良好的外部發展環境，促進深水資源勘探開發在世界中的改善與發展，有效推動經濟全球化進程。

5結語

綜上所述，深水油氣勘探開發技術在新時代背景下的應用越發廣泛，而傳統技術應用過程中的問題對其發展造成了嚴重影響。石油企業應深入分析深水油氣勘探開發技術的發展歷程，對其應用過程中存在的問題展開研究，以實際案例為依據，探索相關問題的有效解決措施，為資源勘探開采創設良好背景，為我國乃至世界的經濟發展起推動作用。

參考文獻：

[1]楊金華，張煥芝.非常規、深層、海洋油氣勘探開發技術展望[J].世界石油工業，2020,27(6):20-26.

[2]梁殿文.油氣勘探與開發技術的數字化變革探析[J].信息系統工程，2020(11):108-109.拓展至

作者:史曉東 單位:中法渤海地質服務有限公司