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海洋油气开发的前世今生

2014-10-30

能源 2014年10期
关键词:钻井工程陆地深水

业内已经普遍认同的是,在过去几年以及未来数年里,全球新增的油气发现量都主要来自于海上。世界上最早开始海上石油钻探和开采的国家是美国。1887年和1947年,美国前后开始钻探和开采海洋石油。世界上最早发现的海上油田也是位于美国,即加利福尼亚海岸的亨廷滩油田,发现于1920年。

海洋油气的勘探开发是陆地石油勘探开发的延续,经历了一个由浅水到深海、由简易到复杂的发展过程。

海洋油气储量

海洋石油资源量占全球石油资源总量的34%,累计获探明储量约400亿吨,探明率30%左右,尚处于勘探早期阶段。

海洋油气资源主要分布在大陆架,约占全球海洋油气资源的60%,但大陆坡的深水、超深水域的油气资源潜力可观,约占30%。在全球海洋油气探明储量中,目前浅海仍占主导地位,但随着石油勘探技术的进步,将逐渐进军深海。水深小于500米为浅海,大于500米为深海,1500米以上为超深海。2000~2005年,全球新增油气探明储量164亿吨油当量,其中深海占41%,浅海占31%,陆上占28%。

从区域看,海上石油勘探开发形成三湾、两海、两湖的格局。“三湾”即波斯湾、墨西哥湾和几内亚湾;“两海”即北海和南海;“两湖”即里海和马拉开波湖。其中,波斯湾的沙特、卡塔尔和阿联酋,里海沿岸的哈萨克斯坦、阿塞拜疆和伊朗,北海沿岸的英国和挪威,还有美国、墨西哥、委内瑞拉、尼日利亚等,都是世界重要的海上油气勘探开发国。

海底油气的生成

石油和天然气是两种在成因上密切联系的有机流体矿产,它们都是由复杂的碳氢化台物组成的,其化学成分主要是烷烃、环烷烃和芳香烃等。科学家们通过研究已经证实,石油、天然气是古代多种生物残体的腐泥物质,在适当的温度和压力条件下,经过漫长、复杂的变化过程形成的。

石油、天然气的形成,需要良好的生油条件、储存空间和保存条件。首先,要有大型的由地壳沉降形成的积水盆地,一般是浅海和湖泊。其次,要有适宜的气候,使生物生长繁盛。这些生物一般是大量的浮游植物、浮游动物、有孔虫、腕足类、珊瑚、苔藓等,它们为石油的生成提供了丰富的有机质。第三,要有河流携带大量的泥沙注入盆地,使一代又一代的生物边繁衍、边死亡、边被泥沙一层又一层地掩埋起来。当一个盆地被几千米基至上万米厚的泥沙填满后,就完全成为一个沉积盆地了。经过地壳变动及适当的温度和压力的作用,那些腐烂的有机质就发生了复杂的变化,最终形成了石油或天然气。

海洋油气产量

海洋油气生产始于20世纪40年代,60年代为100万桶/天,2005年为2500万桶/天。在世界海洋石油产量中,北海海域石油产量及其增长速率,一直居各海域之首。2000年产量达到峰值,即3.2亿吨,随后逐渐下降。波斯湾石油产量缓慢增长,年产量保持在2.1~2.3亿吨,而墨西哥湾、巴西、西非等海域石油产量增长较快,年均增长超过5.0%,其中,墨西哥湾可能在未来数年超过北海,成为世界最大产油海域。

海洋油气勘探特点

陆地上的油气勘探方法与技术在海洋油气勘探中都是适用的。但是,受恶劣的海洋自然地理环境和海水物理化学性质的影响,许多勘探方法与技术受到了限制。

海上钻井工程设备的结构要复杂得多,海上钻井必须使用钻井平台。由于受海洋自然地理环境的影响,海上钻井工程要考虑风浪、潮汐、海流、海冰、海啸、风暴潮、海岸泥沙运动的影响,考虑海洋的水深、海上搬迁拖航等因素的影响,而陆地上钻井工程则无须考虑这些因素。

海上油气勘探的投资大幅增加,一般是陆地油气勘探投资的三到五倍。勘探投资主要体现在海上钻井设备的设计与制造、海上钻井设备的搬迁拖航、海上钻井工程技术人员的工资与保险等方面。这些勘探投资都要比陆地上大得多。

不过由于交通便利和使用特殊的仪器设备,海洋油气勘探具有极高的工作效率。其地震船沿测线边前进边进行测量施工作业,施工作业效率比陆地地震工作效率高。

深水油气勘探规律

目前深水油气勘探效益较好的地区多位于被动大陆边缘盆地或与被动大陆边缘相关的裂谷盆地。油气储层常为白垩系或第三系,且多为第三系深水浊积砂岩。深水油气勘探常以发现大中型油气田为目标和寻找大中型圈闭。深水区开发和发现的多为油藏。勘探热点地区均具有一套与油气成藏密切相关的盐岩。中国石油经济技术研究院近日发布报告指出,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。近五年来,全球重大油气发现的70%来自深水。2011年,全球十大发现中的六个来自深水。2012年,十大油气发现全部来自于深水。随着作业水深的不断加大,天气和环境对作业人员和装备的挑战更为严峻,加之高温高压、含硫等给作业带来的难题、对技术和装备创新提出了更高要求。未来十年,随着技术的创新突破,深水油气勘探开发的成本和风险将大幅降低。

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