海上石油勘探

邢磊 李倩倩 张进

深海一号是中国首个自营超深水气田，近日它完成了远程遥控生产改造与调试工作，成为世界首个具备遥控生产能力的超大型深水半潜式生产储油平台。未来，它将对保障中国国家能源安全、实现海洋能源开发领域的高水平科技自立自強作出重要贡献。

那么，海底油气是如何形成的？海洋油气勘探方法与陆地油气勘探方法有何不同？科学家是如何寻其踪迹的？

中国是世界上认识石油最早的国家，先秦时期典籍《周易》中“泽中有火”，是现已发现的中国古代文献中有关天然气（或石油）燃烧的最早文字记载。北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中也描写过石油，称其“盖石油至多，生于地中无穷”。到了现代，石油更是深入我们生活的方方面面，被称为“工业的血液”。它是怎样形成的呢？

石油和天然气（统称为油气）都属于化石能源。对于它们的形成，现在一般认为是远古时期的藻类、鱼类、微生物和植物等的遗骸，被江河带来的大量泥沙埋藏在地下。生物遗体的分解使泥沙富含有机质而成为有机腐泥。随着时间的推移，这些有机腐泥被不断压实并陷入更深部的地层中。在高温、高压的作用下，其中的有机物逐渐转化为石油和天然气，并渗入下方的多孔性介质中。只要油气来源充足，并具备孔隙度良好的储油岩层，以及阻挡油气散失掉的盖层或圈闭条件，经过一段漫长的时间就能够形成油气藏。

海底地层的成像图像（供图/ 邢磊）

海底石油储藏通常分布在大陆架和深海盆地——在大陆架上，由于连续的沉积作用和地质构造的影响，沉积物更易堆积形成油气藏；而在深海盆地中，也有大量的海底沉积物和地质变化可以形成油气藏。

由于藻类、微生物和植物都是有机物，所以这种学说也被称为“有机生油说”。关于石油的生成，还有一种观点，认为石油是无机物生成的，被称为“无机生油说”。

人们是如何透过厚厚的海水发现埋藏在地下深处的石油的呢？

海上石油勘探的方法和技术发端于陆地石油勘探，但由于海底以上海水层的覆盖使得海陆勘探方式大相径庭，也增加了海上石油勘探的难度。

海上石油勘探最突出的特点是，一切勘探活动都必须配备相应的水上运载工具和设备，不能进行直接的野外地质踏勘（也称现场调查），只能通过海洋地球物理勘探和水下取样等方式研究石油地质基础，预测石油储量分布。

因此，海底石油勘探以及开发都面临重重挑战：一方面，地震勘探、重力勘探、磁力勘探、电法勘探等地球物理勘探手段都需要在勘探船上进行，船舶在航行中如果受到风浪涌流的影响，会产生偏航，容易导致探测结果产生极大的误差；另一方面，海上钻井面临海水深度过大、海洋内波、海底低温高压、地基冲刷、材料腐蚀等难题，同时还有原油泄漏等风险，稍有不慎就会对海洋生态造成毁灭性的影响。

海洋地震探测是海上石油勘探和开发管理中应用最为广泛的勘探技术，它是通过人工激发地震波的方式对海底油藏进行勘探。目前最常用的勘探方法是三维地震勘探——通过带有专业地震设备的大型船只进行。进行勘探的船上会配备高压空气枪阵列或电火花震源作为激发震源，并通过安装拖缆阵列在水面以下进行拖曳式采集，拖缆上安装一系列水听器用于接收地震波。

拖缆阵列的宽度可达2000米，长度可达1.5万米。通常情况下，勘探船以不大于5节（约9.2千米/时）的低速航行，每隔10秒左右，在水中激发一次地震波，人工激发产生的地震波穿过海水进入地下岩层，而后从地层反射回水面，由水听器记录下来。

数据采集完成后，会通过专业的地震数据处理软件进行处理，像医学的CT一样，得到海底地层的成像图像。石油地质工作者可以借助这些图像来判断解释地下的地质情况，并预测该处潜在油气藏的发育情况，而后可以通过打探井的方式来确认是否存在油气。同时，地震数据也用于已发现油气藏后期的开发和管理。

近年来，中国对于深水资源特别是油气资源的开发稳步推进，海上油气生产已成为不可或缺的能源增长极。推进海洋能源研发，挺进深海，我们创造的不只是中国深度，更是人类共同的未来！

海洋地震探测示意图（供图/ 邢磊）

（责任编辑 / 张丽静  美术编辑 / 周游）