深水油气勘探开发技术发展现状与趋势

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1、深水油气勘探开发技术发展现状与趋势2015-04-0110:06:00  0 深水勘探 开发技术 吕建中文

2、吕建中 等中国石油集团经济技术研究院目前，全球深水投资占海上总投资的1/3，深水项目占到全球海上项目的1/4。在全球排名前50的超大项目中，3/4是深水项目。近5年来，全球重大油气发现中70%来自水深超过1000m的水域。当前，深水油气产量大约占海上油气总产量的30%。深水，必然对现今以及未来的油气发展有着重要的意义。1深水油气勘探开发前景广阔近年来全球新增的油气发现量主要来自于海上，尤其是深水和超深水。来自深水的发现数虽然不多，

3、但发现量却十分巨大，同时表现出水深越深、发现量越大的趋势：2012年，全球超1500m水深的总发现量接近16.3亿吨油当量（120亿桶），相当于陆上的6倍，接近浅水的3倍。2011年全球排名前十的油气发现中，6个来自深水，且全部都是亿吨级油气发现。2012年全球排名前十的油气发现全部来自深水，其中的7个为亿吨级重大油气发现（下表）。深水产量逐年增加，至2013年全球深水油气产量已超过5亿吨油当量，占全球海上油气产量的20%以上，并且这个比例还将逐年上升。过去几年的高油价，为海洋项目开启了较大的赢利空间。据PFC统计，深水盈亏平衡点为39

4、7美元/t（54美元/桶），一般的收益率都在15%以上，高的甚至可以达到28%，因此吸引了越来越多的公司参与其中。埃克森美孚等5家国际大石油公司的勘探开发重点正在由陆上向海上转移，并且加快进军深水，海洋勘探开发投资占总投资的比例已经达到60%~85%，海洋产量占比均超过50%，其中的深水勘探开发投资已经占到海洋总投资的50%以上。国际大石油公司在深水领域获得了丰厚的产量，BP公司的深水油气年产量已接近5000万吨油当量；道达尔的深水油气年产量已超过3500万吨油当量；而巴西国油和挪威国油则依靠深水在10~13年的时间里新增产量5000万

5、t。可以说，深水在未来油气产量增长中占有举足轻重的地位，是石油公司的必争之地。我国的深水油气资源也十分丰富。在我国南海海域，整个盆地群石油地质资源量在230亿至300亿t之间，天然气总地质资源量约为16万亿m3，占中国油气总资源量的1/3，其中70%蕴藏于153.7万km2的深水区域。伴随着我国“建设海洋强国、提高海洋资源开发能力”战略的部署，未来我国的深水油气勘探开发前景广阔。2深水油气勘探开发面临的五大技术挑战2.1自然及气候条件与浅水相比，深水作业面临着风、浪、流、冰等自然及气候条件的挑战，特殊的条件有可能造成巨大的损失。历史上，

6、极端气候条件对海洋油气作业造成过许多重大事故，比如1979年“渤海二号”、2011年俄罗斯“克拉”号钻井平台的沉没，都是在拖航过程中遭遇恶劣天气所致。2.2水深水越深，与水深相关的一系列问题就越明显。比如随着隔水管的用量增加，对钻采装置平台空间和可变载荷的要求也更高。另外，海水深度越深，孔隙压力和破裂压力之间的窗口越小（下图），钻井控制难度就越大，使井眼尺寸、钻井深度都受到限制，而且出现钻井事故的几率也大大增加。2.3低温海水温度一般随水深增加而降低，1000m水深温度约为4℃，3000m水深温度为1~2℃。低温会给钻井和开发带来一系列

7、问题，如钻井液流变性变差、水泥浆在低温情况下的流态、低温高压情况下易在井筒内形成水合物、ECD控制、油气的流动性等。2.4浅层地质灾害在深水钻遇浅层气和天然气水合物可能会发生地质灾害。浅层气是指埋藏在浅部地层、蕴藏在海床面以下800m范围内未胶结地层中的天然气，通常发生在泥线以下250~1200m的超压、未固结砂层中。浅层气成因复杂，预测难度大，而高压、小体积以及分布分散的特性使钻遇浅层气的破坏性非常大、发生速度非常快、控制难度也非常大。深水海底高压低温的环境极易形成天然气水合物，给深水油气开发带来极大风险。钻采过程易导致水合物分解，分

8、解后压力的释放将会造成地层承载力丧失和海底地基沉陷，井眼、套管及井口装置、防喷器等都会因失去承载支撑而发生破坏性改变，丧失对井内压力的控制还有可能导致井喷。2.5作业安全作业安全一直是海洋作业重点关注的领域。根据统计，陆上石油开采的平均可记录伤亡率（每20万工时的可记录伤亡率）低于0.5，而海洋钻井承包商的平均可记录伤亡率超过0.7，发生人员伤害的可能性远远高出陆上作业。比如BP墨西哥湾漏油事故，不仅造成钻井平台沉没，人员伤亡，还将大量原油泄漏到海上，给墨西哥湾沿岸造成严重环境污染、重大经济损失，成为一场生态灾难。3深水油气勘探开发技术

9、发展现状深水油气勘探开发涉及船舶及海洋结构设计、海洋环境保护、海洋钻井、海洋探测等多个技术领域，集信息技术、新材料技术、新能源技术及多学科于一体，是一项多领域、多学科、复杂的系统工程。深水领域的技术创新十分