齊仁理--東北石油大學博士
2011中國海洋油氣鉆采與工程裝備高峰論壇報道
齊仁理——東北石油大學博士
【齊仁理】： 今天我做的報告題目是“國外海洋油氣勘探開發(fā)技術與裝備綜述。
我會從11個方面做一下論述。
目前海洋油氣勘探聚焦了全世界的目光，主要大國處于經(jīng)濟和政治利益的考慮，加大對海洋尤其的投入。
世界上第一口海上油井是1887年，但真正的海洋發(fā)展是始于上世紀三四十年代，海上石油鉆井已經(jīng)頒布了世界的每一個角落。
海洋上的油氣資源非常豐富，據(jù)我們調研的數(shù)據(jù)顯示，海洋石油資源占據(jù)石油資源總量的34%。在這么多的海洋資源中，主要分布在大陸架上，但是在深水、超深水的海域也受到關注。這是一些學者對深水的定義，因為深水和超深水主要是按照技術裝備能實現(xiàn)的程度定義的，被普遍接受按照500米為界進行分的。目前深水和超深水可采的常規(guī)資源，主要是位于巴西、安哥拉、尼日利亞和美國。目前海上探井的水深也在不斷增加。目前全世界的海洋油氣開采有這樣一個格局，三彎和兩海和兩湖。目前全球海洋油氣開發(fā)的分布，目前處于開發(fā)階段的海上油田的發(fā)布，具體內容大家可以看一下。
目前深水跟淺海還有一些不同，目前深水在非洲和北美的產(chǎn)量是最高的，而且還有進一步增長的趨勢。從國內和國外看到一些資料，大家有一種共識，就是說在今后一段時間里，海上油氣的產(chǎn)量就會不斷的增加。既然有這么大的一塊“蛋糕”，來介紹一下海上石油開發(fā)的困難。第一在海上要克服各種影響，2005年的颶風讓海上石油平臺受到很大的損失。在海上進行石油勘探開發(fā)中，如果一旦發(fā)生泄露，它的問題不僅與經(jīng)濟狀況，包括對政治、環(huán)境、生態(tài)都會有巨大的影響。但是與陸上相比，雖然人類不宜涉足，但是使用海底電纜進行勘探的時候，相比陸上相對方便一些。而對于采油來說，在陸上使用鉆井，而在海上使用不同的設備，應付不同水深的影響。
從經(jīng)濟層面來講，因為海洋上有特殊的環(huán)境，所以說海上勘探的投資非常的高，與陸上相比通常是三到五倍。隨著水深的增加，投資指數(shù)呈現(xiàn)線性一直往上升。但是與陸上相比，我們使用拖船進行勘探的時候，這個成本相對低一些。
下面是海洋工程裝備的格局。海洋油氣資源勘探，海工裝備從我們的角度包括資源的勘探、開發(fā)、加工、儲運、管理以及相關的裝備。而海洋油氣資源開發(fā)的裝備目前是海洋工程裝備的主體，包括各種鉆井平臺、生產(chǎn)平臺，啟動船、鋪管船，還有一些潛水作業(yè)設備等等。目前很多公司為了從事這個業(yè)務，按照產(chǎn)品的特點和種類而言，把它簡單分了三個層面，一個是美歐公司，第二個層面是韓國、新加坡，在建造領域發(fā)展速度比較快，而我國目前是處于第三個層面上。
這個就是對我剛才做的一段分析的具體說明。因為歐美的國家在設備的設計、總裝方面有很多的優(yōu)勢。亞洲一些國家，包括韓國、新加坡、中國、阿聯(lián)酋目前發(fā)展的速度比較快。
另外一個特點，資源大國俄羅斯、巴西，依托本國海洋油氣資源巨大的需求，邀請別的國家進入它的市場，所以這些國家在海洋工程裝備領域的發(fā)展也是比較迅速的。
海洋油氣勘探開發(fā)的裝備，下面通過海洋油氣勘探的步驟做一個介紹。首先是海洋地質調查。在海上進行勘探的時候，更關心島嶼。除了這個我們還要更多的了解水下深海的情況，就需要在潛水的范圍內進行海底的漏油，海底地質的產(chǎn)狀要素等等。除了之外，還有航空的地質觀測，通過航空照片確定水下地層的分界線等等，通過使用航空航天包括衛(wèi)星的一些設備，對水下地層進行觀測。
另外做石油勘探的時候，大家關心的是海下改造的情況，通過海洋的地貌調查，尤其是通過島嶼以及附近的觀測，可以確定構造運動的期次，還有構造活動之間的關系等等。而我們所作的這一系列的工作最終的目的要得到海洋地質圖件，就可以了解海下的情況。在我們得到這張圖件需要更多的方法，其中可以分成兩種，物理類的和化學類的。海洋地球勘探主要是使用設備，分析海洋水中游離的烴類特征確定海下有沒有油氣場。地球物理方法相對于化學方法用得更多一些，通過我們在船尾放磁力儀，了解水下的構造情況。除了磁法還有電法。這種技術目前已經(jīng)有了一些新的方法，可以實現(xiàn)量的采集和分析。這是國外進行海上電子勘探的情況。
重力也是一種方法，當?shù)叵麓嬖诘V產(chǎn)的時候，存在密度的差異，所以在重力上有很好的反應，所以在海洋上也會進行重力的勘測。但海洋重力通常進行區(qū)域調查的時候會使用，但在詳細調查的時候，用得少一些。目前最主要的方法是海洋地震勘探，通過人工激發(fā)地震波的方法，分析地下的情況，我們在陸上可以大能量的炸藥，但是在海上更多的是使用氣槍等等。在不同水深的時候，使用地震勘探也是不同的，比如說在淺海的時候，要盡量避免潮汐的影響，可以使用一些陸地上勘探的方法來施工。而在深水的話，我們就要使用拖船，有地震波的激發(fā)裝置在后面進行電纜接受它的信號，可以進行海上二維、三維甚至四維地震數(shù)據(jù)的采集，相對效率還是比較高的。
應該說早期進行地質勘探的時候，識別只是垂直一個分量的信息，而導致我們漏掉一些信息�，F(xiàn)在隨著技術的分析，可以多種量的分析。我們使用拖船收集信號的時候，只在拖船游過的時間采集到信號，于是有人想出另外一種手段，把這個設備做成一體化的布置于海底，這樣可以連續(xù)時時的接收信號，這個是施工的模式圖，把檢波器的結點布置于水下。正是因為這種技術的發(fā)展，促進了海洋四維地震勘探的進步。我們在X、Y、Z上面加上一個時間，我們在一次看到水下構造條件，而我們在不同的時間使用同樣的方法檢測，差別變化就是油水的變化，通過兩次一比較，可以實現(xiàn)動態(tài)油場的檢測。
前面說到的可以看得到的，但如果真的把油采出來，更多的了解水下地質情況，當然需要鉆井。陸上鉆井實施比較簡單，更多使用垂直井，而在海水更多使用分支井等。通過更多的信息，選擇有有利的構造，更少的投資取得更多的回報。通過多分支井進行海下石油的開發(fā)。
下面是海上鉆井需要使用平和鉆井船，因為我們應對水深的不同，一定要使用不同的裝備。從自升式、雙塔式、半潛式，通過這些設備克服水深的影響。因為在目前海洋石油的高油價的刺激下，目前海工裝備的使用情況是非常高的，這張圖表是按照不同類型的設備進行分類，使用的狀況可以看到都是比較高的，高的可以達到百分之百。
這是在不同區(qū)域我們使用的海上鉆井設備的使用情況，總的來說，使用率也是很高的。
接下來介紹一下海上油氣開發(fā)技術裝備，海上油田開發(fā)與陸地上相比有自身的特點。在海上油氣場的開發(fā)方案中有一些與傳統(tǒng)方案不相同的地方。首先在低井網(wǎng)密度的情況下，達到更高的采油速度。我們可以看到海上采油速度相對高的，首先一點，為了實現(xiàn)這個目標，在單井的控制面積大一點。首先是英國北海油田開發(fā)的面積，普遍是比較大的。陸上世界上比較重要的油田，單井的面積都是比較小的，前幾個是在1平方公里以下的。
在海上更多強調一套井網(wǎng)開采多套采油系，我們可以看到單井設計的采收率是比較高的。海上油田進行開發(fā)的過程中，通常分成幾個階段，第一個階段是單層開采，第二個選擇性的層系開采，第三個階段跨層系的混采。
在海上我們經(jīng)常會看到一些作為單獨小油田開發(fā)不好的地方，而在海上使用多個小油田聯(lián)合開采，制定聯(lián)合方案的模式開發(fā)。我們看到在北海油田和其他油田都使用這種整體開發(fā)方案設計，已經(jīng)取得了比較好的效果。
從設備的使用情況分類，目前海上油田的開發(fā)大概可以分成兩種模式，半海半陸式的和全海式的開發(fā)方案。半海半陸式的是淺水方式，另外已經(jīng)有一些近海的模式已經(jīng)開始使用二氧化碳EOR的開發(fā)了，目前還是實驗性的，但是可能我們要做到的比預計的2020年早一點。而全海式的開發(fā)模式，把生產(chǎn)、處理設備都放在海上，主要是依據(jù)使用的設備不同有一些不同。首先就是說裝機式的，設備的核心就是裝機式的固定平臺。
另外，我們海工裝備經(jīng)常講的半潛式平臺，以半潛式平臺為核心做的半潛式開發(fā)模式，還有FPSO的開發(fā)模式，是目前最常用的，也是用得最多的，因為FPSO可以重復利用，減少投資。目前墨西哥灣、挪威、北海、巴西都在做FPSO的開發(fā)。不同的設備比起來，目前FPSO更多，我這個數(shù)據(jù)相對有些早，現(xiàn)在可能會更多。
而在油氣田的裝備與100年前有天壤之別了。我們使用的海上設備已經(jīng)不再簡單的是一種設備或者裝備，而是一個大的系統(tǒng)的總成，包括定位系統(tǒng)、設計、海上結構、水下工程船舶等眾多系統(tǒng)，每個系統(tǒng)包含底下的子系統(tǒng)。
具體的哪一種的設備都有它使用的條件和環(huán)境。包括導管式的，半潛式的，還有移動式的平臺，還有自升式的使用范圍和環(huán)境。
目前半潛式平臺的數(shù)量，除了半潛式平臺，還有張力腿平臺等等目前也是發(fā)展得比較迅速。
下面是Spar平臺的結構特征、適應的環(huán)境。
FPSO有很多的技術特征，前面有很多的代表講過了。
下面簡單的看一下使用FPSO開發(fā)的實例，包括巴西的，還有FPSO自身特點，自身的分類，包括軟地的硬地的。目前我們可以看到全世界在幾個重點的海區(qū)都在使用FPSO進行作業(yè)。通過這個數(shù)據(jù)圖可以看到FPSO的數(shù)量包括改裝的和新建的增長的速度都是比較快的。
下面幾個用FPSO進行海上油田開發(fā)的項目，包括油氣的處理系統(tǒng)，油氣的外輸系統(tǒng)，與FPSO相連接，包括水下的生產(chǎn)系統(tǒng)以及生產(chǎn)設備、海底的輸油管線等等。
目前FPSO出現(xiàn)了一些新的發(fā)展，不再單純的用于海上石油，也包括天然氣。甚至已經(jīng)開始有一些設計單位著手將鉆機放在FPSO上面，做FDPSO，這樣可以讓一條船完成油田的開發(fā)，縮短了油田的開采周期，節(jié)約了油田的成本。
這是FLNG的應用，有它自身的技術特點，每一種FLNG的優(yōu)點和特點。
下面有一些比較先進的設備，包括目前用得比較多的海上連續(xù)油管設備。BP公司使用連續(xù)油管設備的技術規(guī)范和每一部分的拆解和作用，包括它的滾筒、液壓動力裝置包括操作室、整體組合。目前這個平臺的發(fā)展也是比較快的，平臺的發(fā)展主要是促進智能化、機械化，減少了成本。
因為我們使用多分支井，所以它的射孔也取得了不斷的進步。因為我們在水下的設備需要很多的檢查、維護，正常狀況下，人是很難下去的。所以說也開發(fā)了這種深水的設備維護和檢查的系統(tǒng)。
剛才講過我們在海洋石油勘探開發(fā)中更多使用多分支技術，就是說最大的油藏的位移技術，這種技術目前適應的地質條件比較多。而這種技術也是一個集成的技術，通過MRC技術的實際應用，已經(jīng)取得了比較好的經(jīng)濟效應，包括油藏基礎范圍，減少平臺的尺度，降低了成本，減少了污染，取得了更好的效果。
使用多分支井可以自由的控制地下層面。與MRC技術相配套的導向技術，目前也取得了很多的技術，包括地質導向，我們鉆井的時候，按照地質體的模式進行實施。
這些技術綜合應用使我們目前使用MRC水平井、多分支井效率提高了效率，提高了產(chǎn)量，通過國外海下油田的調研，使用了這項技術以后，產(chǎn)量提高了許多。這是進行MRC多分支井設計的圖件，我們在平面上、剖面上，每次針對什么地方，使用了這些東西經(jīng)過了生產(chǎn)實際驗證，使用這項技術還是有效的提高了油田的產(chǎn)量。對于我們國家雖然是開發(fā)海上油田，但是在油田形成的時候，有很多是陸相盆地。
這是我們在陸上油田的三角洲油田的情況。在平面上三角洲，使用MRC，在這樣情況下進行地質的分析，通過實驗室的數(shù)據(jù)可以看到沿著谷水流的方式，順著這個方向可以取得很好的效果。在布井的時候，使用地質分析的模式，進行注水、采油。目前很多老油田在講剩余油的挖潛，剩余油在哪里？在河道流過，使用MRC技術，可以更好的解決開發(fā)的剩余油。
通過對國外油氣勘探開發(fā)模式經(jīng)驗的研究和調研，我們也學到了一些東西。第一條，重視基礎與地理研究，調查評價工作，尤其是區(qū)域性的石油地質的研究、類比。在國外，這個做得比較多。另外重視海上油氣勘探開發(fā)的科技攻關，鼓勵新技術的應用。
最后，做一下對海上油氣裝備發(fā)展的前端預測。未來海關的裝備，大概會有以下幾個方面的發(fā)展：大型化、高速化、精密化、電子化、自動化、深水化、環(huán)保化。
目前，海洋的石油資源的總量相當大，目前只處于勘探開發(fā)的早期。因為它的環(huán)境比較特殊，所以它的投資比較大，一般是陸地投資的三到五倍。海上油田的開發(fā)是分層次分階段的進行。而在技術上，墨西哥灣、西非和巴西的海域繼續(xù)引領全球油氣勘探開發(fā)的潮流，油氣勘探開發(fā)的技術也是越發(fā)的成熟。
謝謝大家。
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