張亦弛 丁 標(biāo)

（上海船舶研究設(shè)計(jì)院，上海201203）

0 前言

21世紀(jì)是海洋世紀(jì)，海洋是人類科技發(fā)展的三大前沿陣地之一，而海上石油、天然氣開發(fā)則是海洋工程的支柱和重點(diǎn)，現(xiàn)已發(fā)展為十分龐大的產(chǎn)業(yè)體系。海洋油氣開發(fā)需要以海工裝備為基礎(chǔ)，海工裝備是同時(shí)集聚資金、技術(shù)、勞動(dòng)三要素的現(xiàn)代化裝備制造業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，體現(xiàn)出一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展的綜合實(shí)力。

隨著技術(shù)進(jìn)步及投入增加，海洋石油事業(yè)將迎來飛速發(fā)展，近海資源開發(fā)是未來一段時(shí)間內(nèi)海洋石油開采事業(yè)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)。自升式平臺(tái)乃是至今為止在近海油氣勘探中使用最廣泛的鉆井裝置。自誕生至今，自升式鉆井平臺(tái)的技術(shù)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，平臺(tái)作業(yè)能力逐步覆蓋了近海各種水深條件。面對(duì)海洋油氣開發(fā)事業(yè)的新局面，研究國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)用戶對(duì)自升式鉆井平臺(tái)的需求，分析各個(gè)海域?qū)ζ脚_(tái)作業(yè)能力的要求，可以使平臺(tái)的研發(fā)生產(chǎn)更具針對(duì)性。瞄準(zhǔn)市場(chǎng)需求、有側(cè)重地推出產(chǎn)品，有利于搶占市場(chǎng)先機(jī)，擴(kuò)大產(chǎn)品市場(chǎng)份額，推進(jìn)我國(guó)海洋工程裝備制造業(yè)快速發(fā)展。

1 400英尺自升式鉆井平臺(tái)概述

400英尺（1英尺=0.304 8 m）自升式鉆井平臺(tái)的研發(fā)立足于市場(chǎng)需求，瞄準(zhǔn)當(dāng)代世界最先進(jìn)的深水自升式鉆井平臺(tái)，性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。400英尺自升式鉆井平臺(tái)采用受力均勻的三樁腿支撐三角形平臺(tái)型式。樁腿采用風(fēng)浪流環(huán)境載荷小的桁架式結(jié)構(gòu)，樁腿下部具有樁靴結(jié)構(gòu)。平臺(tái)配備直升機(jī)甲板及其保障系統(tǒng)。平臺(tái)作業(yè)水深為400英尺，能承受50年一遇的極端惡劣海況。平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)采用齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)無極連續(xù)平穩(wěn)升降。平臺(tái)配備液壓驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)式懸臂機(jī)構(gòu)，懸臂機(jī)構(gòu)可伸出平臺(tái)主體，攜帶鉆井做縱向移動(dòng)，鉆臺(tái)可相對(duì)懸臂機(jī)構(gòu)做橫向運(yùn)動(dòng)，以滿足打多口叢式井的需要。平臺(tái)配備先進(jìn)鉆機(jī)及配套裝備，能夠滿足海上快速打井需要。平臺(tái)主要尺度及技術(shù)參數(shù)如下：

乘員：110人

型長(zhǎng)×型寬×型深：65.25 m×64.00 m×8.00 m

樁腿長(zhǎng)度：164.59 m（540 英尺）

懸臂梁覆蓋范圍：

向后伸出范圍伸出前/后：20英尺/75英尺

橫向覆蓋范圍左/右：15英尺/15英尺

懸臂梁最大載荷：伸出55英尺時(shí)9 500 kN

伸出75英尺、橫向偏移15英尺時(shí)2 200 kN

裝載能力：燃油為～790 m3；鉆井水為～1 800 m3；飲用水為～400 m3；散料重晶石為～196 m3；散料水泥為～196 m3；袋裝料為5 000袋；管架為～470 m2

最大工作水深：400英尺

最小工作水深：30英尺

最大鉆深：30 000英尺

可變載荷：拖航工況可變載荷約24 500 kN鉆井工況可變載荷約34 250 kN自存工況可變載荷約24 500 kN升船工況可變載荷約24 500 kN

工作環(huán)境條件：拖航工況最大浪高：10英尺

拖航工況最大波浪周期：8.8 s

拖航工況最大風(fēng)速：19 kn

拖航工況最大洋流流速：1 kn

工作水深400英尺時(shí)：鉆井工況下為氣隙50英尺，最大浪高50英尺，最大波浪周期13.5 s，最大風(fēng)速70 kn，最大洋流速度1 kn；自存工況下為氣隙50英尺，最大浪高50英尺，最大波浪周期15.6 s，最大風(fēng)速100 kn，最大洋流速度1 kn

400英尺自升式鉆井平臺(tái)具備承受較大可變載荷和儲(chǔ)存較多鉆井耗材的能力，具有良好的抗風(fēng)浪性能、抗地震性能和較強(qiáng)的自持能力；具備新一代自升式鉆井平臺(tái)特征，可以滿足新形勢(shì)下海洋油氣資源開發(fā)的需求。

2 400英尺自升式鉆井平臺(tái)目標(biāo)海域研究

2.1 世界海洋油氣資源分布狀況

自人類進(jìn)軍海洋進(jìn)行油氣勘探開采以來，時(shí)至今日全球已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了2 000多個(gè)海洋油氣田，其中大部分分布在淺海陸架區(qū)。世界海洋油氣主要產(chǎn)地在近年來也呈現(xiàn)出不同特點(diǎn)。

墨西哥灣：墨西哥灣中、西部淺水區(qū)是目前世界上近海油氣勘探最成熟的探區(qū)之一。1936年美國(guó)就在墨西哥灣建成世界上最早的海上油田。墨西哥灣資源的開采也經(jīng)歷了由淺水向深水的發(fā)展歷程。墨西哥灣供應(yīng)了美國(guó)4%的石油和不足1%的天然氣，到2003年，墨西哥灣淺水油田開采達(dá)到高峰，同時(shí)深水油田開始投產(chǎn)，當(dāng)年墨西哥灣供應(yīng)了美國(guó)60%的石油和20%的天然氣［1］。近年來隨著淺海油田資源量下降，加之受幾次事故影響，墨西哥灣石油開采受到限制。

北海海域：北海維京地塹海域石油儲(chǔ)量比較豐富，估算為134億t，亦有專家估計(jì)到250～300億t。挪威擁有北海石油產(chǎn)量的7%，英國(guó)占30%。北海海域的石油產(chǎn)量曾長(zhǎng)期位居世界各個(gè)海域的前列，1971～1975年，在維京地塹地區(qū)發(fā)現(xiàn)了該地區(qū)最大的Statfjord油氣田和世界著名的Brent油氣田，是油氣儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)的迅猛增長(zhǎng)階段，到1985年，該區(qū)域累計(jì)發(fā)現(xiàn)的油氣儲(chǔ)量占資源總量的65%，從1986～2007年，北海區(qū)域油氣勘探量開始萎縮，累計(jì)發(fā)現(xiàn)油氣儲(chǔ)量?jī)H占資源總量的12%。

波斯灣：波斯灣是世界上油氣資源最為豐富和集中的地區(qū)，蘊(yùn)藏量非常大，多數(shù)為巨型油田，年產(chǎn)量保持在2億t以上。該區(qū)域石油分布集中，平均每個(gè)油田儲(chǔ)量達(dá)3.5億t以上，油田地下壓力高，因此該區(qū)域的石油生產(chǎn)成本全世界最低。

西非海域：西非海域是近年來一個(gè)新的能源熱點(diǎn)地區(qū)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)石油儲(chǔ)量超過1 000億桶，占非洲總儲(chǔ)量40%以上。近幾年，尼日利亞、委內(nèi)瑞拉、剛果等海域在500～2 000 m深水區(qū)發(fā)現(xiàn)很多重要的油田，特別是安哥拉已經(jīng)成為中國(guó)石油進(jìn)口僅次于沙特的第二大石油進(jìn)口來源地。

巴西海域：近幾十年來巴西海域石油生產(chǎn)飛速發(fā)展，在2006年居南美洲第二位。目前巴西擁有了一流的深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)，在世界上占有重要的地位。

2.2 中國(guó)海洋油氣資源分布狀況

中國(guó)擁有較為豐富的海洋油氣資源。從地質(zhì)條件方面看，中國(guó)有遼闊的海域和大陸架。渤海、黃海、東海和南海水深淺于200 m的大陸架面積為100多萬km2。中國(guó)大陸架具備有利的生儲(chǔ)油條件［2］。有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，中國(guó)海上油氣勘探主要集中于渤海、黃海、東海及南海北部大陸架，總共300萬km2海域里有36個(gè)盆地，可能有（352～403）億t油氣資源當(dāng)量，約占陸海油氣資源當(dāng)量的35%～40%［3］。在中國(guó)近海已發(fā)現(xiàn)10個(gè)大型含油氣盆地，勘探前景良好。

2.3 400英尺自升式鉆井平臺(tái)目標(biāo)海域分析

從工作水深上看，400英尺自升式鉆井平臺(tái)最大工作水深為400英尺（122 m），適用于淺海大陸架海域。在美國(guó)墨西哥灣、歐洲北海海域、中東波斯灣、西非海域、巴西海域、東亞海域這幾個(gè)世界主要海洋油氣儲(chǔ)存區(qū)域中，西非海域和巴西海域?yàn)樯钏蜌鈨?chǔ)地，需要深水油氣開采裝備支持，故400英尺自升式鉆井平臺(tái)的目標(biāo)海域可將這二者排除。

在淺水油氣儲(chǔ)地中，北海海域和墨西哥灣海域開發(fā)較早，從開始開采至今，這兩片海域的開采程度很高。北海海域的油氣產(chǎn)量在2000年達(dá)到高峰后開始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，北海海域和墨西哥灣海域?qū)π陆ㄗ陨姐@井平臺(tái)的市場(chǎng)需求不強(qiáng)。綜合來看，北海海域和墨西哥灣海域雖然都具備淺水油氣資源，也無特別惡劣的海況條件，但是從資源開采現(xiàn)狀和市場(chǎng)容量考慮，并不屬于400英尺自升式鉆井平臺(tái)理想的目標(biāo)海域。

波斯灣海域是世界上海洋油氣資源最豐富的海域。這一海域?qū)儆跍\水區(qū)域，全區(qū)域水深極少超過300英尺。作為全世界海洋油氣資源最豐富的海域，目前波斯灣每年供應(yīng)了全球石油產(chǎn)量的30%，而其目前探明儲(chǔ)量則占到全球儲(chǔ)量的將近50%。波斯灣海域油田多為海灣國(guó)家及歐美大型跨國(guó)石油公司所壟斷，目前正處于平穩(wěn)生產(chǎn)階段，有一定的新建自升式鉆井平臺(tái)市場(chǎng)需求，但市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)比較劇烈。綜合海域和市場(chǎng)狀況分析，波斯灣海域可劃為400英尺自升式鉆井平臺(tái)目標(biāo)海域之一，平臺(tái)性能完全滿足海況要求，但打開市場(chǎng)需要面臨歐美諸強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)，具有一定難度。

東亞海域，尤其是中國(guó)近海，油氣儲(chǔ)量豐富，勘探前景看好。該區(qū)域大陸架面積廣闊，深度淺，坡度平緩，在中國(guó)海海域中，渤海、黃海全屬大陸架，東海約2/3的區(qū)域?qū)俅箨懠?，南海西部也擁有寬廣的大陸架，淺水區(qū)域油氣資源相對(duì)集中，無特別惡劣海況。該區(qū)域的大部分蘊(yùn)含油氣資源的區(qū)域尚未得到充分開采，具備極大的市場(chǎng)需求潛力。因此，這片海域是400英尺自升式鉆井平臺(tái)理想的工作海域。在渤海、黃海、東海、南海這4片水域中，渤海海域最大水深（包括潮差）在40 m以內(nèi)，所以，已開發(fā)的40 m自升式鉆井平臺(tái)的技術(shù)性能已能滿足要求，只需增加平臺(tái)的數(shù)量即可。黃海、東海和南海的大陸架水深大，需要工作水深在250英尺以上的鉆井平臺(tái)進(jìn)行工作，400英尺自升式鉆井平臺(tái)的工作水深恰好滿足需求。需要注意的是，北黃海海域由于受黃河等河流入?？谟绊?，海底表層沉積泥沙較多，目前對(duì)該處海域海底地質(zhì)的研究尚不夠充分，因此制約了該海域油氣開發(fā)進(jìn)展。從目前研究情況看，南黃海區(qū)域更適合開展油氣開采工作。因此，南黃海、東海大陸架及南海北部大陸架的珠江口、北部灣、鶯歌海、瓊東南海域是400英尺自升式鉆井平臺(tái)的理想目標(biāo)海域。

綜合考慮海域海況及市場(chǎng)需求等因素，可得如下結(jié)論：中國(guó)近海的南黃海、東海及南海大陸架是400英尺自升式鉆井平臺(tái)的理想目標(biāo)海域，工作條件理想，市場(chǎng)需求廣闊；波斯灣海域可作為400英尺自升式鉆井平臺(tái)的目標(biāo)海域，平臺(tái)性能能夠滿足海域工作需求，但需面臨激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

3 400英尺自升式鉆井平臺(tái)目標(biāo)用戶研究

3.1 自升式鉆井平臺(tái)市場(chǎng)需求分析

隨著技術(shù)的進(jìn)步，人類對(duì)海洋的探索日益深入，越來越多的海上油氣田被探明、開采，并且作業(yè)范圍也逐步向深海海域發(fā)展。但統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示（表1），盡管深海油田和超深海油田數(shù)目呈上升趨勢(shì)，淺海油田數(shù)量依然占據(jù)了總數(shù)的半數(shù)以上。由于深海油氣勘探及開采難度大，風(fēng)險(xiǎn)高，初期投資大，設(shè)備要求高，因此進(jìn)行深海油氣勘探及開采門檻極高，在未來一段時(shí)期內(nèi)，淺海油田將依然扮演海洋油氣資源開采的主力，而自升式鉆井平臺(tái)作為淺海油氣開采的主要裝備，未來市場(chǎng)需求巨大，前景良好。

目前，全球共有約143家公司從事海上鉆井，其中海上鉆井承包商大約90家，其余為綜合性石油公司。鉆井承包商中擁有5部鉆井平臺(tái)以上的約50家，擁有作業(yè)水深能力超過600 m的鉆井平臺(tái)承包商43家；另外一些綜合性公司以及巴西、印度、俄羅斯等國(guó)家石油公司也擁有相當(dāng)數(shù)量的海洋鉆井平臺(tái)，但主要以自用為主，幾乎不參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

目前已簽約的海洋鉆井平臺(tái)主要集中在各大國(guó)家石油公司和綜合性石油公司手中，簽約10部鉆井平臺(tái)以上的石油公司共有13家，占所有簽約的鉆井平臺(tái)的一半以上，見表2。

就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，目前中國(guó)占全球浮式鉆井平臺(tái)市場(chǎng)份額約10%，占全球自升式鉆井平臺(tái)市場(chǎng)份額約30%。由于技術(shù)上的差距，中國(guó)海洋石油目前的開發(fā)并不充分。隨著技術(shù)進(jìn)步及投入增加，未來幾年內(nèi)中國(guó)海洋石油事業(yè)將獲得充分發(fā)展，中國(guó)海洋石油開采事業(yè)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)仍將來自于淺海資源開發(fā)。為了彌補(bǔ)能力和裝備上的不足，自升式平臺(tái)在中國(guó)市場(chǎng)前景良好，需求巨大。

表1 2006～2009年全球海洋新發(fā)現(xiàn)油田數(shù)量

表2 全球各大石油公司簽約海洋鉆井平臺(tái)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

3.2 400英尺自升式鉆井平臺(tái)目標(biāo)用戶分析

中國(guó)近海的南黃海、東海及南海大陸架是400英尺自升式鉆井平臺(tái)的理想目標(biāo)海域，波斯灣海域也可作為400英尺自升式鉆井平臺(tái)的目標(biāo)海域，但需面臨激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。這一結(jié)論可作為選擇目標(biāo)用戶的前提。由于鉆井平臺(tái)的用戶多為國(guó)家石油公司，因此，在目標(biāo)海域的范圍內(nèi)尋找用戶更加有的放矢。

400英尺自升式鉆井平臺(tái)的理想工作海域?yàn)橹袊?guó)近海，包括南黃海、東海及南海大陸架，這片海域市場(chǎng)需求巨大。這一海域的經(jīng)營(yíng)主要由中國(guó)三大石油公司經(jīng)營(yíng)，即中國(guó)海洋石油總公司（簡(jiǎn)稱中海油）、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司（簡(jiǎn)稱中石油）和中國(guó)石油化工集團(tuán)公司（簡(jiǎn)稱中石化）。

中海油是中國(guó)最大的海上油氣生產(chǎn)商。作為全球最大的獨(dú)立油氣勘探開發(fā)公司之一，中海油的國(guó)內(nèi)作業(yè)區(qū)域主要分布在渤海、南海西部、南海東部和東海四大海域。此外，中海油還在印度尼西亞、澳大利亞和尼日利亞等海外地區(qū)的油氣區(qū)塊持有權(quán)益。截至2008年底，中海油在中國(guó)海域的凈探明儲(chǔ)量約占總凈探明儲(chǔ)量的83.6%，凈產(chǎn)量約占總凈產(chǎn)量的87.9%。未來中海油將加大在深海海域的開發(fā)力度。

中石油是中國(guó)主要的油氣生產(chǎn)商和供應(yīng)商之一。目前，中石油的海上油田主要是集中在渤海區(qū)域的淺海油田，中石油計(jì)劃在2020年前投資600億元，用于海上石油勘探和生產(chǎn)。

中石化是在原中國(guó)石化總公司的基礎(chǔ)上于1998年重組成立的特大型石油石化企業(yè)集團(tuán)，是中國(guó)第二大原油生產(chǎn)商。其下屬的中國(guó)石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司（簡(jiǎn)稱上海海洋油氣分公司）是專業(yè)從事中深海油氣勘探和開發(fā)的油田企業(yè)，擁有豐富的海洋油氣勘探經(jīng)驗(yàn)，掌握著一定的開發(fā)技術(shù)。截至2009年，上海海洋油氣分公司擁有份額探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量916.1萬t、份額探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量316.7億m3,已鉆探井和評(píng)價(jià)井46口,勘探成功率達(dá)60%以上。

中海油、中石油和中石化三大石油公司目前均在中國(guó)海域開辟了工作區(qū)域，并且在未來規(guī)劃中投資力度逐年加大，勘探開采范圍不斷擴(kuò)展，對(duì)海洋油氣開采設(shè)備具有極大需求。其中，中海油在中國(guó)近海經(jīng)營(yíng)多年，在三大石油公司中擁有海洋油氣開采設(shè)備數(shù)量最多，功能最強(qiáng)。中石油、中石化兩家公司在2004年獲得海洋油氣開采權(quán)至今，對(duì)海洋油氣的勘探開采不如中海油充分，油田數(shù)量尚未充分增長(zhǎng)，所擁有的開采設(shè)備也比較有限。尤其是中石化，其擁有的東海大陸架勘探區(qū)域已探明巨量油氣資源儲(chǔ)備，但尚未開展大規(guī)模開采，在今后一段時(shí)間必然需要大量開采裝備進(jìn)行支持。400英尺自升式鉆井平臺(tái)非常適合在東海大陸架海域發(fā)揮性能，以此為契機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)，前景良好。

除了中國(guó)市場(chǎng)外，400英尺自升式鉆井平臺(tái)在國(guó)際市場(chǎng)也具備一定競(jìng)爭(zhēng)力。400英尺自升式鉆井平臺(tái)的性能可以滿足在波斯灣海域進(jìn)行工作。波斯灣海域海水較深的一側(cè)位于伊朗沿海，開采權(quán)為伊朗國(guó)家石油公司所有。400英尺自升式鉆井平臺(tái)可將伊朗國(guó)家石油公司作為目標(biāo)用戶之一，以伊朗為突破口參與到國(guó)際海洋石油裝備市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中來。

在世界各大石油公司中，墨西哥國(guó)家石油公司目前簽約自升式鉆井平臺(tái)數(shù)量最多。該公司擁有墨西哥周邊海域油田開采權(quán)，預(yù)計(jì)在未來將對(duì)自升式鉆井平臺(tái)維持較大需求量，并具備一定更新需求。可作為目標(biāo)用戶之一，爭(zhēng)取國(guó)際市場(chǎng)。

針對(duì)目前市場(chǎng)狀況，400英尺自升式平臺(tái)在進(jìn)入市場(chǎng)之初，應(yīng)以國(guó)內(nèi)市場(chǎng)為主要目標(biāo)，爭(zhēng)取成為國(guó)內(nèi)海洋石油開采事業(yè)的主力裝備，在立足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的基礎(chǔ)上，再盡量爭(zhēng)取國(guó)外用戶。

4 結(jié)語

通過對(duì)國(guó)際海洋工程裝備市場(chǎng)現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向的研究、對(duì)世界范圍內(nèi)蘊(yùn)含油氣資源及有油氣開發(fā)前景的海域的總結(jié)及對(duì)國(guó)內(nèi)外鉆井平臺(tái)用戶特征及需求的歸納，再結(jié)合400英尺自升式鉆井平臺(tái)的總體性能進(jìn)行分析，不難看出，400英尺自升式鉆井平臺(tái)是一款性能先進(jìn)的平臺(tái)，尤其能夠滿足墨西哥灣、波斯灣及中國(guó)近海區(qū)域內(nèi)南黃海、東海及南海大陸架海域的工作需求，是以中海油、中石油、中石化為代表的中國(guó)石油公司及各發(fā)展中國(guó)家擁有的國(guó)家石油公司勘探開采海洋油氣資源的得力裝備。400英尺自升式鉆井平臺(tái)市場(chǎng)潛力巨大，通過研究掌握相關(guān)設(shè)計(jì)與建造核心技術(shù)，明確其目標(biāo)海域與目標(biāo)用戶，有助于我國(guó)海工裝備建造企業(yè)開拓國(guó)際市場(chǎng)，提高經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)我國(guó)海洋工程和船舶行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

［1］金秋，張國(guó)忠.世界海洋油氣開發(fā)現(xiàn)狀及前景展望［J］.國(guó)際石油經(jīng)濟(jì)，2005，13（3）：43-44.

［2］張寬.國(guó)內(nèi)外近海含油氣盆地儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)階段實(shí)例分析及規(guī)律性認(rèn)識(shí)［J］.中國(guó)海上油氣，2010，22（3）：143-148.

［3］劉鐵樹，何仕斌.南海北部陸緣盆地深水油氣勘探前景［J］.中國(guó)海上油氣（地質(zhì)），2001，15（3）：164-170.