隨著國際石油勘探轉(zhuǎn)向深海大趨勢的形成和南海深水資源的發(fā)現(xiàn),,進(jìn)入21世紀(jì),,中國向深海進(jìn)軍的步伐明顯加快。2011年5月23日,、24日,,中國打造的深海利器“海洋石油981”、“海洋石油201”的相繼誕生,,中國終于在世界深海油氣開發(fā)陣營有了一席之地,,也標(biāo)志著中國造船業(yè)在海工領(lǐng)域自主研發(fā)和國際競爭能力的飛躍。
人們追蹤陸地油田的脈絡(luò)來到海邊
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我國首艘深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”,。新華社記者 裴鑫
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1896年,,美國在加利福尼亞海岸,為開發(fā)由陸地延伸至海里的油田,,從防波堤上向海里搭建了一座木質(zhì)棧橋,,安上鉆機(jī)打井,這是世界上第一口海上油井,。
最初的海上勘探采用這種棧橋或人工島的方式,。1920年,委內(nèi)瑞拉在馬拉開波湖利用木制平臺鉆井,,發(fā)現(xiàn)了一個大油田,。1922年,蘇聯(lián)在里海巴庫油田附近用棧橋進(jìn)行海上鉆探成功,。1936年以后,,美國又在墨西哥灣的海上開始鉆第一口深井,1938年建成世界上最早的海洋油田。
20世紀(jì)40-60年代,,隨著焊接技術(shù)和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,,相繼出現(xiàn)了鋼質(zhì)固定平臺、坐底式平臺,、自升式平臺等鉆井裝置。1947年,,美國在墨西哥灣首次用鋼結(jié)構(gòu)鉆井平臺鉆出世界上第一口商業(yè)性油井,,引發(fā)了世界范圍內(nèi)海洋石油開發(fā)的熱潮。1950年,,出現(xiàn)了移動式海洋鉆井裝置,,大大提高了鉆井效率。1951年,,沙特阿拉伯發(fā)現(xiàn)了世界上最大的海上油田,。
1960年,中國在鶯歌海開鉆了中國海上第一井——“英沖一井”,,水深15米,。
20世紀(jì)60年代后,隨著計算機(jī)技術(shù)和造船,、機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,,建成各種大型復(fù)雜的海上鉆井、采集,、儲輸設(shè)施,,促進(jìn)了海上油氣開采的迅速發(fā)展。
目前,,世界上有近千座海上石油鉆井平臺,,遍及世界各大洋。墨西哥灣是世界上鉆井最活躍的近海區(qū)域,,正在作業(yè)的就有19000多口井,。在海灣地區(qū)作業(yè)的近海鉆井船有120多艘。美國路易斯安那娜州沿岸有鉆機(jī)近百座,。挪威,、巴西等國的海上石油鉆探興旺。20世紀(jì)80年代,,海上勘探的國家已逾100個,,海上產(chǎn)油國超過40個。近20年中,,海洋原油產(chǎn)量的比重在世界總產(chǎn)油量中增加了一倍,。
目前,海洋能源資源已成為全球可持續(xù)發(fā)展主流能源體系的重要組成部分,。據(jù)中國工程院院士,、中海油總公司副總工程師曾恒一介紹,,海洋能源開發(fā)要瞄準(zhǔn)四大戰(zhàn)略領(lǐng)域:第一是海洋石油的深水領(lǐng)域。全球海洋石油資源量44%在深水,。第二個領(lǐng)域是LNG(液化天然氣)領(lǐng)域,。進(jìn)入21世紀(jì),世界油氣12項重大發(fā)現(xiàn)中有八項在海洋,,其中七項是天然氣,。第三個領(lǐng)域是天然氣水合物。這是一種新興能源,,是天然氣的甲烷,,在低溫高壓下以固體狀況存在海底。據(jù)估計,,全球天然氣水合物資源量相當(dāng)于煤,、天然氣、石油三者資源量總和的五倍,。第四個領(lǐng)域是海洋能,,這是取之不盡的低碳能源,開發(fā)潛力巨大,。
據(jù)統(tǒng)計,,海洋蘊(yùn)藏了全球超過70%的油氣資源,全球深水區(qū)最終潛在石油儲量高達(dá)1000億桶,,深水是世界油氣的重要接替區(qū),。近十年來,人們新發(fā)現(xiàn)的探明儲量在一億噸以上的油氣田70%都在海上,,其中一半以上又位于深海,。
目前,國際石油界的普遍共識是,,陸上油田尚具潛力的地區(qū)僅有中東,、中亞等地,而過去30年東,、西半球兩個最重大的油田發(fā)現(xiàn)均來自海洋,。根據(jù)各種權(quán)威機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)源顯示,海洋石油資源將是未來原油產(chǎn)量增長的重要來源,,全球50%以上的油氣產(chǎn)量和儲量將來自海洋,。
隨著發(fā)達(dá)國家海洋勘探開發(fā)技術(shù)與裝備日漸成熟,海上油氣產(chǎn)量繼續(xù)增長,,開采作業(yè)的范圍和水深不斷擴(kuò)大,,墨西哥灣、西非、巴西等海域?qū)⒗^續(xù)引領(lǐng)全球海洋油氣勘探開發(fā)的潮流,。
最近發(fā)現(xiàn)的兩處新油田位于深海區(qū),,墨西哥灣的“杰克2號”油田位于海平面以下2000米處。要觸及油層需要安裝8000米長的管道,,而抽出石油需要的實施費(fèi)用也十分昂貴,。巴西近海岸潛在的石油儲量第三大的卡里奧卡油田,位于水下2000米,,海床以下6700米處,。在如此條件下建造油井存在著巨大的工程挑戰(zhàn)。
�,?松梨诘耐た得魉拐J(rèn)為:“地球上所有易開發(fā)的油氣幾乎都被發(fā)掘了。現(xiàn)在的工作更為困難,,石油勘探和開采工作需要在更具挑戰(zhàn)的環(huán)境和工作區(qū)域里進(jìn)行,。”
海洋石油開發(fā):創(chuàng)新的三千米深度
2011年1月5日,,中國海洋石油總公司宣布,,2010年,中海油國內(nèi)油氣年產(chǎn)量首次突破具有標(biāo)桿意義的5000萬噸油當(dāng)量,,達(dá)到5180萬噸,,等于為國家建成了一個“海上大慶油田”。
據(jù)介紹,,1982年中國海油成立時,,原油年產(chǎn)量僅九萬噸;經(jīng)過28年發(fā)展,,不僅油氣產(chǎn)量登上5000萬噸新臺階,,更建立起完整的海洋石油工業(yè)體系,技術(shù)水平,、裝備水平,、作業(yè)能力和管理能力均處于亞洲前列,并得到國際同行的廣泛認(rèn)可,。淺水已經(jīng)不足懼,,進(jìn)軍深水成為中國海洋石油的下一個戰(zhàn)略目標(biāo)。
從300米到3000米
中海油工程建設(shè)部總經(jīng)理金曉劍向記者透露,,走向深海戰(zhàn)略2003年開始醞釀,,2004年,中海油總公司決定拿出1000萬元打造深海工程裝備,。從2005年起,,連續(xù)三年,主要是了解和認(rèn)識國際發(fā)展?fàn)顩r,決策選擇什么樣的型號,,把腦子里的概念變成設(shè)計圖紙,。從2008年起,把紙上的東西,,變作真正的裝備,。
早在1983年,我國就成功自主開發(fā)出“勘探三號”半潛式鉆井平臺,,具備300米以內(nèi)水深油氣田的勘探,、開發(fā)和生產(chǎn)能力,屬于第二代,、第三代世界水平,。20多年來,我國海上鉆井能力最大水深達(dá)505米,。
曾恒一告訴記者,,淺水、深水,,在世界范圍內(nèi)并沒有固定標(biāo)準(zhǔn),,僅僅是反映海洋工程發(fā)展的水平。對中國來說,,300米水深以上即為深水,,國際上有種說法,超過500米為深水,。而業(yè)界普遍認(rèn)為,,1500米以上為超深水,。從淺水到深水,,主要是依據(jù)海上工程裝備能力。
按照國外技術(shù)發(fā)展的路徑,,海洋鉆井能力從300米到500米,,500米到750米或1000米,然后是1500米,、2000米,、2500米、3000米,,目前國外深水鉆井能力已經(jīng)達(dá)到3052米,。
據(jù)統(tǒng)計,全球發(fā)現(xiàn)的油氣儲備中,,就已有2/3來自深海,。國際知名的石油公司BP(英國石油公司),、雪佛龍、荷蘭皇家殼牌,、戴文能源以及必和必拓等在墨西哥灣的深水海域都有鉆探作業(yè),。由此可見,各石油巨頭在跑馬圈地和開發(fā)鉆探這些新油田的技術(shù)方面展開的競爭相當(dāng)激烈,。
中國為什么要定3000米作為標(biāo)尺,?金曉劍說,一方面,,別人已經(jīng)把這個過程走完,,我們可以實現(xiàn)跨越式發(fā)展;另一方面,,與我國海底的地形地貌有關(guān),。從我國自身海洋資源條件看,東海近海大陸架和大陸坡比較寬,,走200公里水深不超過200米,,而南海海底就很陡,走到200公里以外,,一個陡坡水深很快就下到1500米。中國海洋石油開發(fā)正在走向深水,,南海石油儲量非常豐富,,75%的面積處在深水。在南�,?碧�,,必須要有3000米鉆井能力,才能把主要的地方覆蓋,。
走向深海的聯(lián)合艦隊
大型深水裝備是“流動的國土”,,載著我國海洋石油工業(yè)走向深水使命的中國海洋石油總公司,從“十一五”以來大力推動深水發(fā)展戰(zhàn)略,,打造五種型號,、六艘可在水深3000米海域工作的深海工程裝備,分別擔(dān)負(fù)從地球物理勘探,、地質(zhì)勘察,、鉆井作業(yè)、海底鋪管,、物資保障等不同職能,。
這六艘船分別為:一艘“海洋石油720”12纜深水物探船、一艘“海洋石油708”深水地質(zhì)勘察船,、一艘“海洋石油981”深水半潛式鉆井平臺,、一艘“海洋石油201”深水鋪管起重船,,另外兩艘為深水大馬力三用工作船,組成中國深海油氣開發(fā)的“聯(lián)合艦隊”,。據(jù)悉,,“5型6船”均由我國自主研發(fā),開始具備深海油氣開發(fā)所需要的硬件能力,。
2011年1月26日,,全球首艘3000米深水工程勘察船“海洋石油708”在中船龍穴造船基地海工區(qū)出塢。據(jù)了解,,到一個地方打井,,一定要對那里的海底有所認(rèn)識。在深海,,要放帶上探測儀的“深檢器”,,像潛艇一樣,進(jìn)行水下勘察,,這就是“深水工程勘察船”的使命,。
2011年4月22日,12纜地球物理勘探船“海洋石油720”在上海命名交付,。作為亞洲首艘最新一代三維地震物探船,,該船工作水深可達(dá)3000米,可在五級海況和三節(jié)海流情況下采集地震數(shù)據(jù),,并配備了世界上最先進(jìn)的探測和預(yù)處理系統(tǒng),。金曉劍解釋說,過去說船拖的纜數(shù)越多,,覆蓋面積越大,,勘探效率越高。在深海,,最有效的就是大面積拖網(wǎng),,以便把更多的地震資料取回。這就是深水地球物理勘探船即深水物探船要發(fā)揮的作用,。
2011年5月23日,,自重超過3.1萬噸,甲板面積相當(dāng)于一個標(biāo)準(zhǔn)足球場大小,,從船底到鉆井架頂相當(dāng)于45層的高樓,,電纜總長度超過900公里,最大作業(yè)水深3050米,,最大鉆井深度12000米的3000米深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”順利交付,。
2011年5月24日,“海洋石油201”深水鋪管起重船,,在江蘇如皋港命名,,該船總長204.65米,、型寬39.2米、型深14米,,它集成創(chuàng)新了多項世界頂級裝備技術(shù),,配置了包括全電力推進(jìn)、DP3動力定位,、“S”型深水雙節(jié)點鋪管系統(tǒng),、4000噸重型海洋工程起重機(jī)等一系列國際上最先進(jìn)的技術(shù)和裝備,能在除北極外的全球無限航區(qū)作業(yè),。
金曉劍告訴記者,,以上介紹的4型4船是完全獨(dú)立工作的,另有兩艘大馬力深水三用工作船分別擔(dān)負(fù)“起拋錨”和“供應(yīng)船”的職能,。比如鉆井平臺船,,自己有動力,但是如果長距離在海上走,,需要拖帶,;或者水不是太深的時候,要拋錨,,拋錨它自己不能拋,,需要另外的船來幫助。此外,,所有這些船,,在海上工作,都需要別的船給它送油,、水等補(bǔ)給,。
2011年5月23日,,中海油服投資建造的國內(nèi)第一艘大馬力深水三用工作船“海洋石油681”在武漢下水,。該船是專為“海洋石油981”深水作業(yè)量身打造深水工程船舶。
中國海洋石油總公司董事長王宜林表示,,“五型六船”的建造完工和即將服役作業(yè),,標(biāo)志著我國海洋石油工業(yè)的“深水戰(zhàn)略”即將邁開實質(zhì)性步伐。
真正走向深海,,路還很長
一位業(yè)內(nèi)的管理者比喻,,之前在陸地,每天一個平臺打一口井,,可能只花10萬,、20萬成本;之后到淺水,,習(xí)慣了150萬人民幣的規(guī)模,,如今到了深海,,每天就要支出150萬美元……就如同進(jìn)入一個新的房間,總覺得到處都別扭�,,F(xiàn)在,,只實際解決了幾個簡單問題,比如有了鉆機(jī),,可如何使這個鉆機(jī)連續(xù)的用下去,,才是未來面臨的課題。
“一口井打下去,,好幾千萬美元,,決策起來手哆嗦不哆嗦�,!苯饡詣τ浾哒f,。我們有沒有做好準(zhǔn)備,讓“海洋石油981”鉆井平臺連續(xù)有效地運(yùn)轉(zhuǎn)下去,。這就是說,,我們要準(zhǔn)備足夠的井讓它打。在打井的過程中,,怎么才能再造第二條,,第三條鉆井平臺……要問與世界有多大差距,只能回答,,我們是剛剛進(jìn)門:管理工作,,剛剛?cè)腴T;思想觀念,,剛剛?cè)腴T,。
深海石油勘探,別人走了幾十年,,中國還只是在追趕,。希望在下一個十年中,迎頭趕上別人三十年走過的路,,盡快地走到一定水平,。
鏈接:科技創(chuàng)新:走向深海的驅(qū)動力