管窥我国海洋石油勘探装备开发面临的挑战及发展

张庆锋

摘 要：海洋蕴含着非常丰富的石油和额天然气资源，对于海洋资源的开采也是未来能源发展的主要趋势。我国海洋石油勘探技术和额设备方面都与国际水平有一定的差距，随着海洋石油开采的要求不断提高，对勘探技术和装备专业程度也有了新的需求。本文主要分析目前我国海洋石油开采装备的现状，分析未来海洋石油勘探技术的发展趋势，对我国石油勘探发展有一定的参考价值。

关键词：海洋；石油勘探；装备开发；

文章编号：1674-3520（2015）-08-00-02

海洋资源逐渐成为能源开发的必然选择，我国目前也已经开发了五十多个海上油气田，国际海洋钻井深度超过3000m，深水开发成为可能。随着海洋资源开发的发展，海洋石油勘探装备和技术也面临着巨大的挑战。海上油气田主要设施根据水深等进行选择，目前很多海上平台已接近使用年限，正面临大量淘汰的情况。另外，我国海上石油勘探装备与世界水平相比还比较弱，未来想要在海上资源取得进一步的发展，就比对开发技术和开发装备进行研究。

一、海上石油开发形势

（一）海洋石油资源分布

世界海洋石油资源相当丰富，全球石油总量大约有45%在海洋可开采范围。近几年经济发展对能源的需求越来越大，世界范围内对海上石油资源和天然气资源的开发速度也饿在不断增长。海洋对于能源开发来说还存在巨大的可能性，还有不少海洋区域没有得到开发或充分开发，深层海洋部分的开发也是近几年逐步开始的。在已开发的海上油田中，受到海洋环境的限制，海上油气田的开采率也有待提升，这些都说明未来海上石油开采的技术和装备需要得到更大的发展。

（二）海洋资源开发投入不断增加

海洋资源逐渐成为能源开发的主战场，意识到这一趋势，海上油气资源的开发投资正以每年约20%的速度增长，在未来的5年里，海洋资源开发投资累计将增加约60%，可见对于海洋资源开发的重视程度。同样的，随着海洋资源开发投入不断增加，海洋资源产出量也在不断增加。

（三）我国海上油气开发的成果

我国海洋面积大约在三百万平方公里，其中在渤海、南黄海和东海等地区分布着大约一百三十万平方公里的大陆架，蕴含着丰富的油气资源，根据近年对石油资源的评估，储量超过200亿吨。三大石油公司在海上已经开发了超过50个油气田，年产量高达三千万吨。

二、海洋石油开发主要装备

（一）导管架平台

导管架平台有平台甲板和其他基础构建组成。平台甲板一般用来荷载海上油气开采机械设备，与下层甲板立柱构成。平台甲板一般要安放井架、绞车、钻具和直升机平台等，而下层则主要是固井装备和防喷器等。

（二）顺应塔平台

与固定平台类似，都是起支撑水面上设施的钢架结构。顺应塔平台采用了类似漂浮式结构，能够随着水流和风载运动。顺应塔通过人为降低刚度，自镇周期大于30s，能够很好的避免与大规模波浪形成共振。目前顺应塔平台主要有拉索式、铰接式和桩式。

（三）张力腿平台TLP

在第一代传统张力腿平台的基础上，目前第二代已经形成三个系列海星平台单柱系列，MOSES系列和延伸式平台系列。张力腿平台优点主要是运动性能方面，能够抵抗较为恶劣的海上环境，造价也更加合理，相比较于固定式平台更加灵活，海上平台的搭建也更加方便。

（四）立柱式平台

立柱式平台已经发展到了蜂巢式平台的形态结构，但也有还在使用架构式平台。立柱式平台大多用于干树平台采油，本身带有一定的储量，通过输油管道向外输出也更加方便。另外立柱式平台具有系泊系统，主要使用的是半张紧系泊系统，有上下段的锚链和中间的钢缆构成。

（五）漂浮式产储油装置FPSO

漂浮式产储油装置主要有模块、船体和系泊系统构成，其组成决定了功能特性。上不模块通常对油气生产的污水进行处理，船体用来存储经过处理的原有，系泊系统则将船体连接起来，运动的调节大风、海浪和洋流情况下的使用。漂浮式产储油装置涉及到多项技术，也是海上采油工作的重要设施，更加适用于深海资源开发。

（六）半潜式生产平台

半潜式生产平台主要应对海洋条件非常恶劣的环境，荷载可变性强，外形和结构都比较简单，为了应对恶劣的生产环境通常会采用高强度的钢材建造。

（七）BPS声学二次定位设备

BPS声学二次定位系统是GPS定位和声学定位结合的一种水下定位系统，针对海底电缆拖拽和电缆地震系统组合工作设计的海上石油勘探设备。BPS声学二次定位设备主要由差分GPS接收机、水声换能器、应答器和编码器等组成。差分GPS可以提高水声基站水平定位精度，也为整个定位系统提供更高精度的时间基准。核心主控计算机负责接收和处理GPS数据，协调系统的运行。能够定位解算现实，记录定位轨迹和运动参数，按照定位区域的特点设计较为优化的作业方案，同时还具备自动诊断和数据事后的处理功能。BPS声学二次定位设备解决了声纳、声学信号处理、粗差探测等关键技术难题，多次实验证明设备精度可靠，满足前海过渡带和电缆二次定位的要求。

三、我国海洋石油装备面临的挑战

进入二十一世纪以来，资源开采技术得到了很大的提升，但是就海洋资源开采而言，还存在很多不足之处，技术突破和设备开发也都面临不小的挑战。

（一）海洋石油装备的专业化难以突破

与西方先进技术相比，我国在海洋石油开采设备制造方面技术还比较落后，且专业化也比较低。除此之外，海洋石油开采装备制造比较分散，没有形成集团化形式，企业对于技术突破方面的投入也不足，创新意识不足使得很难在专业方面实现突破。比如说美国NOV公司，专注于石油开采装备的研发与制造，技术范围不但覆盖了常规的陆地开采和特殊地区开采，更对海上开采和海下开采也进行全面研究，其规模化研发模式能够更快更好的发现技术问题，研发投入的保障也让新技术突破更加迅速。

（二）海洋石油装备形式单一

我国在海上采油设备的使用方面不是很理想，油气钻采装置仅仅37座，而且导管架、自升装置等结构比较简单，功能也不够全面，很难应付复杂的海上环境。

（三）海上开采装备适应性不强，钻井能力不足

随着钻井技术的发展，海洋油气开采已经渐渐向着3000m水深发展，海洋钻井设备的提升能力也达到12000kN，钻井深度更是超过万米。我国海洋石油开采还没有涉及到深水水域，勘探能力也不足500m，钻井深度和钻井提升能力也都与国际水平存在一定的差距。

四、我国海洋石油装备的发展展望

（一）海洋平台装备的发展展望

未来海洋石油开采肯定是向着深水技术方向发展，平台结构也必须要能够适应海洋环境。近年来我国海洋石油资源开采主要集中在200m左右，长时间的工作尝试也积累了不少的平台建造经验，未来定能以很快的速度实现深水平台的建造。比如我国目前正在建造的海洋石油942，中油海十号等自升式移动平台，已经能够实现多功能化建设。国家在相关技术研发上面也加大了投资力度，对于相关课题研究给予了一定的支持。深水钻井关键技术也已经发展到第六代，这些无不表现出我国海洋石油开采技术发展强劲的势头。

（二）海洋钻井模块发展展望

海洋钻井模块是海上油气勘探及开采的重要部分，未来钻井模块将向着更高的功率，更高的负载，更加自动化的方向发展。与传统钻井模块比起来，要提高可靠性和防腐蚀性，与陆地钻井机相比还要实现诸多技术的突破。

（三）海洋水下钻井装备发展展望

海洋水下钻井装备是实现深水作业的基础，海洋水下钻井装备主要包括海洋立管，水下井口和钻井控制等集成系统。海洋水下环境复杂，对相关设备的技术要求非常高，我国在相关方面的研究起步也比较晚，但是根据陆地井口和井控研究的经验，海洋水下装备的开发研制已经起步。为了更好的实现深水钻井技术的突破和专业化，“十一五”和“十二五”期间对其进行全面深入的研究和探索。

参考文献：

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