張慶鋒

摘 要：海洋蘊含著非常豐富的石油和額天然氣資源，對于海洋資源的開采也是未來能源發(fā)展的主要趨勢。我國海洋石油勘探技術(shù)和額設(shè)備方面都與國際水平有一定的差距，隨著海洋石油開采的要求不斷提高，對勘探技術(shù)和裝備專業(yè)程度也有了新的需求。本文主要分析目前我國海洋石油開采裝備的現(xiàn)狀，分析未來海洋石油勘探技術(shù)的發(fā)展趨勢，對我國石油勘探發(fā)展有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：海洋；石油勘探；裝備開發(fā)；

文章編號：1674-3520（2015）-08-00-02

海洋資源逐漸成為能源開發(fā)的必然選擇，我國目前也已經(jīng)開發(fā)了五十多個海上油氣田，國際海洋鉆井深度超過3000m，深水開發(fā)成為可能。隨著海洋資源開發(fā)的發(fā)展，海洋石油勘探裝備和技術(shù)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。海上油氣田主要設(shè)施根據(jù)水深等進(jìn)行選擇，目前很多海上平臺已接近使用年限，正面臨大量淘汰的情況。另外，我國海上石油勘探裝備與世界水平相比還比較弱，未來想要在海上資源取得進(jìn)一步的發(fā)展，就比對開發(fā)技術(shù)和開發(fā)裝備進(jìn)行研究。

一、海上石油開發(fā)形勢

（一）海洋石油資源分布

世界海洋石油資源相當(dāng)豐富，全球石油總量大約有45%在海洋可開采范圍。近幾年經(jīng)濟發(fā)展對能源的需求越來越大，世界范圍內(nèi)對海上石油資源和天然氣資源的開發(fā)速度也餓在不斷增長。海洋對于能源開發(fā)來說還存在巨大的可能性，還有不少海洋區(qū)域沒有得到開發(fā)或充分開發(fā)，深層海洋部分的開發(fā)也是近幾年逐步開始的。在已開發(fā)的海上油田中，受到海洋環(huán)境的限制，海上油氣田的開采率也有待提升，這些都說明未來海上石油開采的技術(shù)和裝備需要得到更大的發(fā)展。

（二）海洋資源開發(fā)投入不斷增加

海洋資源逐漸成為能源開發(fā)的主戰(zhàn)場，意識到這一趨勢，海上油氣資源的開發(fā)投資正以每年約20%的速度增長，在未來的5年里，海洋資源開發(fā)投資累計將增加約60%，可見對于海洋資源開發(fā)的重視程度。同樣的，隨著海洋資源開發(fā)投入不斷增加，海洋資源產(chǎn)出量也在不斷增加。

（三）我國海上油氣開發(fā)的成果

我國海洋面積大約在三百萬平方公里，其中在渤海、南黃海和東海等地區(qū)分布著大約一百三十萬平方公里的大陸架，蘊含著豐富的油氣資源，根據(jù)近年對石油資源的評估，儲量超過200億噸。三大石油公司在海上已經(jīng)開發(fā)了超過50個油氣田，年產(chǎn)量高達(dá)三千萬噸。

二、海洋石油開發(fā)主要裝備

（一）導(dǎo)管架平臺

導(dǎo)管架平臺有平臺甲板和其他基礎(chǔ)構(gòu)建組成。平臺甲板一般用來荷載海上油氣開采機械設(shè)備，與下層甲板立柱構(gòu)成。平臺甲板一般要安放井架、絞車、鉆具和直升機平臺等，而下層則主要是固井裝備和防噴器等。

（二）順應(yīng)塔平臺

與固定平臺類似，都是起支撐水面上設(shè)施的鋼架結(jié)構(gòu)。順應(yīng)塔平臺采用了類似漂浮式結(jié)構(gòu)，能夠隨著水流和風(fēng)載運動。順應(yīng)塔通過人為降低剛度，自鎮(zhèn)周期大于30s，能夠很好的避免與大規(guī)模波浪形成共振。目前順應(yīng)塔平臺主要有拉索式、鉸接式和樁式。

（三）張力腿平臺TLP

在第一代傳統(tǒng)張力腿平臺的基礎(chǔ)上，目前第二代已經(jīng)形成三個系列海星平臺單柱系列，MOSES系列和延伸式平臺系列。張力腿平臺優(yōu)點主要是運動性能方面，能夠抵抗較為惡劣的海上環(huán)境，造價也更加合理，相比較于固定式平臺更加靈活，海上平臺的搭建也更加方便。

（四）立柱式平臺

立柱式平臺已經(jīng)發(fā)展到了蜂巢式平臺的形態(tài)結(jié)構(gòu)，但也有還在使用架構(gòu)式平臺。立柱式平臺大多用于干樹平臺采油，本身帶有一定的儲量，通過輸油管道向外輸出也更加方便。另外立柱式平臺具有系泊系統(tǒng)，主要使用的是半張緊系泊系統(tǒng)，有上下段的錨鏈和中間的鋼纜構(gòu)成。

（五）漂浮式產(chǎn)儲油裝置FPSO

漂浮式產(chǎn)儲油裝置主要有模塊、船體和系泊系統(tǒng)構(gòu)成，其組成決定了功能特性。上不模塊通常對油氣生產(chǎn)的污水進(jìn)行處理，船體用來存儲經(jīng)過處理的原有，系泊系統(tǒng)則將船體連接起來，運動的調(diào)節(jié)大風(fēng)、海浪和洋流情況下的使用。漂浮式產(chǎn)儲油裝置涉及到多項技術(shù)，也是海上采油工作的重要設(shè)施，更加適用于深海資源開發(fā)。

（六）半潛式生產(chǎn)平臺

半潛式生產(chǎn)平臺主要應(yīng)對海洋條件非常惡劣的環(huán)境，荷載可變性強，外形和結(jié)構(gòu)都比較簡單，為了應(yīng)對惡劣的生產(chǎn)環(huán)境通常會采用高強度的鋼材建造。

（七）BPS聲學(xué)二次定位設(shè)備

BPS聲學(xué)二次定位系統(tǒng)是GPS定位和聲學(xué)定位結(jié)合的一種水下定位系統(tǒng)，針對海底電纜拖拽和電纜地震系統(tǒng)組合工作設(shè)計的海上石油勘探設(shè)備。BPS聲學(xué)二次定位設(shè)備主要由差分GPS接收機、水聲換能器、應(yīng)答器和編碼器等組成。差分GPS可以提高水聲基站水平定位精度，也為整個定位系統(tǒng)提供更高精度的時間基準(zhǔn)。核心主控計算機負(fù)責(zé)接收和處理GPS數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)系統(tǒng)的運行。能夠定位解算現(xiàn)實，記錄定位軌跡和運動參數(shù)，按照定位區(qū)域的特點設(shè)計較為優(yōu)化的作業(yè)方案，同時還具備自動診斷和數(shù)據(jù)事后的處理功能。BPS聲學(xué)二次定位設(shè)備解決了聲納、聲學(xué)信號處理、粗差探測等關(guān)鍵技術(shù)難題，多次實驗證明設(shè)備精度可靠，滿足前海過渡帶和電纜二次定位的要求。

三、我國海洋石油裝備面臨的挑戰(zhàn)

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，資源開采技術(shù)得到了很大的提升，但是就海洋資源開采而言，還存在很多不足之處，技術(shù)突破和設(shè)備開發(fā)也都面臨不小的挑戰(zhàn)。

（一）海洋石油裝備的專業(yè)化難以突破

與西方先進(jìn)技術(shù)相比，我國在海洋石油開采設(shè)備制造方面技術(shù)還比較落后，且專業(yè)化也比較低。除此之外，海洋石油開采裝備制造比較分散，沒有形成集團化形式，企業(yè)對于技術(shù)突破方面的投入也不足，創(chuàng)新意識不足使得很難在專業(yè)方面實現(xiàn)突破。比如說美國NOV公司，專注于石油開采裝備的研發(fā)與制造，技術(shù)范圍不但覆蓋了常規(guī)的陸地開采和特殊地區(qū)開采，更對海上開采和海下開采也進(jìn)行全面研究，其規(guī)?；邪l(fā)模式能夠更快更好的發(fā)現(xiàn)技術(shù)問題，研發(fā)投入的保障也讓新技術(shù)突破更加迅速。

（二）海洋石油裝備形式單一

我國在海上采油設(shè)備的使用方面不是很理想，油氣鉆采裝置僅僅37座，而且導(dǎo)管架、自升裝置等結(jié)構(gòu)比較簡單，功能也不夠全面，很難應(yīng)付復(fù)雜的海上環(huán)境。

（三）海上開采裝備適應(yīng)性不強，鉆井能力不足

隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，海洋油氣開采已經(jīng)漸漸向著3000m水深發(fā)展，海洋鉆井設(shè)備的提升能力也達(dá)到12000kN，鉆井深度更是超過萬米。我國海洋石油開采還沒有涉及到深水水域，勘探能力也不足500m，鉆井深度和鉆井提升能力也都與國際水平存在一定的差距。

四、我國海洋石油裝備的發(fā)展展望

（一）海洋平臺裝備的發(fā)展展望

未來海洋石油開采肯定是向著深水技術(shù)方向發(fā)展，平臺結(jié)構(gòu)也必須要能夠適應(yīng)海洋環(huán)境。近年來我國海洋石油資源開采主要集中在200m左右，長時間的工作嘗試也積累了不少的平臺建造經(jīng)驗，未來定能以很快的速度實現(xiàn)深水平臺的建造。比如我國目前正在建造的海洋石油942，中油海十號等自升式移動平臺，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)多功能化建設(shè)。國家在相關(guān)技術(shù)研發(fā)上面也加大了投資力度，對于相關(guān)課題研究給予了一定的支持。深水鉆井關(guān)鍵技術(shù)也已經(jīng)發(fā)展到第六代，這些無不表現(xiàn)出我國海洋石油開采技術(shù)發(fā)展強勁的勢頭。

（二）海洋鉆井模塊發(fā)展展望

海洋鉆井模塊是海上油氣勘探及開采的重要部分，未來鉆井模塊將向著更高的功率，更高的負(fù)載，更加自動化的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)鉆井模塊比起來，要提高可靠性和防腐蝕性，與陸地鉆井機相比還要實現(xiàn)諸多技術(shù)的突破。

（三）海洋水下鉆井裝備發(fā)展展望

海洋水下鉆井裝備是實現(xiàn)深水作業(yè)的基礎(chǔ)，海洋水下鉆井裝備主要包括海洋立管，水下井口和鉆井控制等集成系統(tǒng)。海洋水下環(huán)境復(fù)雜，對相關(guān)設(shè)備的技術(shù)要求非常高，我國在相關(guān)方面的研究起步也比較晚，但是根據(jù)陸地井口和井控研究的經(jīng)驗，海洋水下裝備的開發(fā)研制已經(jīng)起步。為了更好的實現(xiàn)深水鉆井技術(shù)的突破和專業(yè)化，“十一五”和“十二五”期間對其進(jìn)行全面深入的研究和探索。

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