深水油气勘探开发技术的分析

史晓东(中法渤海地质服务有限公司，天津 300457)

1 深水油气勘探开发概述以及发展历程

自20世纪60年代末期深水油气勘探技术研发以来，已经历了几十年的发展，而近20年来的不断探究与应用，也为我国勘探出了一大批巨型、超巨型的油气田。面对丰富的油气储存量，如何对其进行开发与利用逐渐成为石油相关企业主要考虑的问题。我国深水油气勘探开发技术尚处于起步阶段，资源利用、技术发展等多个环节都存在较为明显的问题。基于深水油气勘探开发技术的动态性，研究人员无法对其内涵进行明确判断，在科学技术不断发展的背景下，深水油气勘探开发技术的囊括范围也在不断增加。20世纪70年代起，相关科研人员将深水的最低界限定义为100 m，经过十年左右的探索与发展，将其最低界限改为300 m，迄今为止，我国仍以300 m作为深水最低判断界限。而作为工业技术的领先国家，美国于2003年将深水的最低界限值增加到了450 m，而水深超出1 500 m的区域，则被赋予了新的定义—超深水区。结合我国深水油气勘探开发技术水平可知，水深在400～500 m之间的海域，我国可利用相关科学技术进行灵活的勘探与开发，也正因如此，普遍将400～500 m作为深水与浅水的划分标准[1]。

在世界范围内，存在深水油气勘探“金三角”，即墨西哥湾南大西洋两岸与巴西西非沿海三大海域。事实上，世界约84%的深水油气钻探活动都在这些地区举行。三大区域中，墨西哥湾深水油气钻探活动举行最多，约为世界深水油气钻探活动总量的32%；巴西钻探活动举办量稍逊于墨西哥湾，但也占到了总量的30%左右；再加上位于第三的西非，几乎囊括了全球绝大多数深水探井和新发现储量。除上述地区以外，各国也积极在北大西洋两岸，地中海沿岸，东非沿岸及亚太地区展开了一系列深水油气勘探开发活动，就在不久前，挪威与俄罗斯还预备在巴伦支海域展开深水油气勘探开发工作。

就地域多样性分析，深水海域在我国领土总面积中占地较为广阔，同时具备沉积凹陷发育、资源潜力巨大的深水油气勘探开发优势。尤其在我国南海海域，天然气水合物资源与油气资源远超出其他海域，仅石油地质储存量就可达到230～300亿吨，已超出我国油气总资源量的30%。而在南海海域丰富的油资源中，仅有30%位于陆上与近海区域，70%的油气资源储存在深海区域内。以我国现存的深水油气勘探开发技术分析，能在陆上与近海地区的油气开发中获得良好的应用，但在深海区域内的油气资源开发上，还存在较为明显的问题。

经济全球化推动了世界经济的发展，而这也为全球能源总量带来了巨大的消耗，各国还应加大对资源勘探开发领域的重视程度，将深水油气勘探开发技术的提升作为资源开发的重点探究方向。仅以技术角度分析，资源勘探开发企业需对深水勘探开发技术应用难度进行明确了解，加大自身企业在该领域的科技投入，一方面缓解我国油气资源短缺的现象，另一方面也能完成企业勘探开发技术的整合，使企业技术体系得到进一步的完善。

2 深水油气勘探开发技术特点分析

2.1 技术要求高

深水油气勘探开发普遍具有水深压力大、施工地形复杂以及海浪等影响因素较多的困难，因此对开发人员技术水平要求也较高。深水油气勘探开发技术应用过程中所使用的技术以及设备等，都要具有较高的抗压能力以及风险承受能力，同时还要抵抗海底地形对深水油气勘探造成的阻碍。为解决深水油气勘探方面的困难，相关工作人员需积极使用地震采集处理技术以及重磁电针综合勘探技术，针对复杂海底地形以及超深水环境进行全面勘探。就钻探方面而言，技术人员还要加大深水与超深水钻井技术的应用力度，无论是深水钻井船、钻井平台设计以及建造技术方面，都要做出相应的提升与完善。至于生产层面，则更注重于水下与水面工程技术的结合，技术人员应积极学习现代高科技技术，重点关注水下生产环节，对深水油气勘探开发技术应用问题进行妥善的处理与运用。

2.2 资金投入高

作为资源勘探开发领域的重点项目，深水油气勘探开发对企业投入也有很高要求。投资成本高不仅体现在资金投入方面，人才设备以及重视程度都是影响技术应用发展的重要因素。据可靠数据分析，深水油气勘探仅费用方面的消耗，就比陆上平原区的油气勘探高出一倍，其他条件相同的深水油气勘探项目与陆上平原油气勘探项目也会出现建设等方面的费用差距。且根据近年来深水油气勘探开发项目发展来看，资源勘探开发所应用的深水作业船已不能供应越来越频繁的深水油气勘探开发施工，每日高达50万美元的船只租金，也为石油勘探企业带来了巨大的成本消耗[2]。

2.3 投资风险高

考虑到深水油气勘探开发距离大陆较远，不容易受到袭击等人为因素的影响，以深水油气勘探开发技术应用投资风险主要体现在地质风险与环境风险两大方面。基于海上资源勘探特征分析，飓风，海啸等自然气候会对深水油气勘探开发造成严重影响。2006年8月，墨西哥湾的卡特丽娜飓风就对该区域内海上石油作业平台造成了巨大的破坏效果，甚至破坏了大量的生产设施，使得美国海上石油产量骤减至原有水平的20%。

2.4 成功概率小

截止至20世纪80年代中期，全球深水油气勘探开发技术仍处于落后水平，全球范围内的深水油气勘探开发项目有九成面临着失败风险。后至90年代初期，深水油气勘探开发技术才得到了明显的发展，但成功率依旧只有三成左右。在后续发展过程中，西非区域深水勘探，开采成功率最高，该区域内下刚果盆地地质的深水油气勘探开发成功率能达到80%以上，但巴西深水钻探的成功率仍维持在半数左右，墨西哥湾区域在三成基础上进步甚微。

2.5 勘探规模大

全球内深水油气资源储存较为丰富，相应的资源勘探开发规模也就较大。像全球深水油气资源大三角中的墨西哥湾，其北部深水区油田规模平均水平也为1.2亿桶，而西非深水区油气田与巴西坎坡斯盆地深水区油气田平均油气资源储存量更是分别达到了2.0亿与3.85亿桶，超出浅水区油气田平均规模数倍。

3 深水油气勘探开发技术实际应用分析

我国南海是深水油气资源储存较为丰富的区域之一，近年来石油企业也在该地区开展了诸多深水油气勘探开发项目。其中，“深海一号”能源站的建造更是打破了我国乃至世界的多项技术局限，实现速度与质量的完美融合，让“中国速度”与“中国质量”一度成为国内外深水油气勘探开发领域的重点讨论对象。

“深海一号”能源站在三大施工设计方面创造了世界级记录，他不仅是世界上首个使用立柱储油的深水油气勘探开发能源站，也是第一个在陆地上使用船坞内湿式半坐墩蹲大合龙技术的能源站建设项目，更是应用了桁架式组块技术，建立起世界上跨度最大的半潜平台。不仅如此，该能源站施工还采用了包括1 500 m级水深聚酯缆锚泊系统，对其展开完善设计与高质量安装，保障30年之内不需要相关人员对福体结构疲劳设计进行优化与维修。该项目采用了13项国内首创技术，解决了十几项资源站建设过程中的难题，为我国深海油气勘探开发项目的发展提供了有效参考。

人员定位系统也是“深海一号”能源站引进的新型技术之一。该技术帮助石油企业展开了无死角的安全网络格化管理，有效避免空间作业量过多交叉作业难度高等问题带来的施工延误，在长达1 700万工时中取得了全程无事故的优异成绩。而半潜平台立柱储油技术也打破了常规储油技术的限制，将最大储油量拓展至2万立方米，实现了凝析油生产、储存与外输一体化构想。“深海一号”深水油气勘探开发能源站运营质量更多体现在细节层面，就合龙阶段而言，石油企业对涂装质量与精度控制做出了明确要求，连组块与船体之间的连接点间距都严格控制在6 mm以内。该能源站桁架式半潜平台组块重约1.5万吨，下部船体高度更相当于20层楼房，建设单位不仅于10月份实现了二者的精准合龙，更是将合龙立柱与甲板下结构偏差维持在5 mm之间，达到比设计预期更优质的控制效果。合龙工程在“深海一号”资源站中的成功实施，不仅标志着我国半潜平台船体总装快搭载和精度控制技术已位于世界先进水平，更意味着我国深水油气勘探开发进入了新的发展阶段。受“深海一号”深水油气勘探开发资源站建设的指导，中国海油也提出了“半潜式平台+水下生产系统”的生产模式开发构想，以求获得更优质的深水油气勘探开发效果，保障深水设施施工链的高效应用，也能促进深水制造的联合作用。同一时间，中国海油也将国内产业链作为深水油气勘探开发的主要关注对象，构建起较为完善的深水工程技术体系，促进深水油气勘探开发项目的全面发展，增强自身企业在产业链供应中的控制能力。

4 深水油气勘探开发技术应用发展方向

综合多方因素分析，可知我国深水油气勘探开发技术在面临巨大挑战的同时，也拥有着绝佳的发展契机，各石油企业也应当意识到这一发展机会的重要性，充分结合自身发展需求对该领域进行投资。与诸多海外石油企业相比，我国石油企业无论是建设与开发还是生产与发展都还处于落后水平，而从海外获取陆上油气资源的难度也在逐年上升。随着近年来全球对深水油气勘探开发领域的重视，也出现了各式各样有效的研究成果，我国石油企业应抓住这一发展机会，积极参与全球性的油气经营活动，在一定程度上提高我国的综合竞争力。

结合我国深水油气勘探开发技术的应用现状可知，我国东海与南中国海等海域盆地具有较高的深水油气储存量，但由于技术等方面的缺失，尚且无法充分开发与利用相关地区的资源潜力，石油企业的技术人员也应积极学习与借鉴国外深水油气勘探工作中应用的新型技术与高效模式，积累丰富的学习经验，为我国未来深水油气资源的开发与利用创造良好基础。就我国深水油气勘探开发需求来看“参股”式合作发展策略，更能为我国石油企业增加市场竞争力。石油企业可通过“参股”形式与国际领先的石油公司合作，一方面实现共同获利的构想，另一方面也能降低经营风险对自身企业带来的负面影响。

随着社会经济的不断发展，传统型深水油气勘探开发技术已不能满足日益增长的资源勘探开发需求，我国石油企业需对自身勘探开发技术进行经验积累与水平提升，以适应新时代背景下深水油气勘探开发活动的要求。在此过程中，石油企业可将大型国际石油企业的生产与发展作为参考，学习其生产经营过程中的操作经验，提高企业内部对深水油气资源勘探开发地质理论的培训。仅借鉴国外先进经验还不够，我国石油企业还应对自身技术进行创新与完善，积极开发具有自主知识产权的海上工程核心技术，提高自身对深水重大装备的制造与应用能力，构成较为完善的技术管理体系，加速我国深水油气勘探开发在国际资源勘探开发领域的发展。同时要以此为基础，提高自身在海外深水项目活动中的参与程度，进一步提升自主勘探开发深水大型油气田的能力。

可以说深水油气勘探开发技术的应用在我国油气供给方面有着较强的影响作用，各石油企业还需充分发挥自身职能作用，引起国家层面对深水油气资源勘探开发领域的重视，并为其制定长远、稳定的发展战略。战略发展可从资源整合、关税调整与内外关系三大方面入手。资源整合是国家层面针对深水油气勘探开发活动制定的发展战略，有关部门要以国家重大专项作为参考依据，促进石油企业与科研机构和各高校之间的合作研究，构建“产学研”结合发展模式，打破技术层面对我国深水油气资源勘探开发的阻碍。

另一角度，国家还可对深水油气项目展开适当扶持，如减免深水矿区的使用费、资源税与关键技术设备进口税款等，同时结合多方资源，建立起油气风险基金鼓励制度，提高石油企业对深水勘探开发工作的积极性。最后则是内外关系协调方面，我国还需与外部国家建立政治经济外交等多方面的稳定关系，为深水油气资源勘探开发创造良好的外部发展环境，促进深水资源勘探开发在世界中的改善与发展，有效推动经济全球化进程。

5 结语

综上所述，深水油气勘探开发技术在新时代背景下的应用越发广泛，而传统技术应用过程中的问题对其发展造成了严重影响。石油企业应深入分析深水油气勘探开发技术的发展历程，对其应用过程中存在的问题展开研究，以实际案例为依据，探索相关问题的有效解决措施，为资源勘探开采创设良好背景，为我国乃至世界的经济发展起推动作用。