【特约】驶向深海作者：■ 李清平 曾恒一　　　　来源：《中国远洋航务》201207作者简介:李清平，中海油研究总院深水实验室深水工艺首席工程师、特贴专家；曾恒一系中国海洋石油总公司深水工程重点实验室主任、工程院院士。

世界深水油气开发技术现状

近20年来，世界范围的深水油气田勘探开发成果层出不穷，深水油气田的开发规模和水深不断增加，深水海洋工程技术和装备飞速发展，人类开发海洋资源的进程不断加快，深水已经成为世界石油工业的主要增长点。目前已形成了以墨西哥湾、巴西、西非为主的世界深水油气勘探开发的金三角，墨西哥湾、巴西等深水区域油气产量已经超过浅水海域，深水正在成为海洋石油主要增长点和世界石油工业可持续发展的重要领域。

1.深水油气勘探

深水具有丰富的油气资源和天然气水合物等非常规油气资源。

自1975年成功钻探第一口深水探井以来，目前全球已在19个盆地获得33个亿吨级油气发现，其中约70% 分布在墨西哥湾北部、巴西东南部和西非三大深水区近10个沉积盆地。因此墨西哥湾、巴西、西非成为深水油气开发的金三角区。

2000年以后的全部油气发现中，深水区块占了近50%。根据道格拉斯（DW）世界深水市场报告，预计2012-2016年世界深水投资总支出将达2050亿美元，较前一个5年增长约90%。

2.深水工程重大装备

深水油气开发装备先行。目前全球主要海洋工程装备建造商集中在新加坡、韩国、美国及欧洲等国家，其中新加坡和韩国以建造技术较为成熟的中、浅水域平台为主，已着手研发深水平台，而美国、欧洲等国家则以研发、建造深水、超深水高技术平台装备为核心。目前世界先进的石油公司、作业公司已建立了3000米水深深水作业船队：包括深水地球物理勘探、钻探、开发和工程建设、生产、储存、运输这一深海资源开发的装备体系。

深水物探船：目前世界上已有约30多艘深水多缆地震勘探船，典型代表是作业水深3000米，16缆物探船，正是先进物探设施的建成使深水油气田勘探成为可能。

深水钻井装备：根据截止至2011年4月的最新统计资料，全球范围内共有钻井平台801座，其中平均利用率约为76%。而所有钻井平台中，深水半潜式钻井平台和深水钻井船约为290座，占钻井平台总数的36%左右。现有深水钻井装置主要集中在国外大型钻井公司，其中Transocean公司深水钻井平台58座，Diamond offshore公司22座，ENSCO公司20座，Noble Drilling公司18座，深水钻井平台主要活跃在美国墨西哥湾、巴西、北海、西非和澳大利亚海域。最先进的第六代深水钻井装备最大作业水深3810米。
 
深水工程地质勘察船：是深水工程地质和工程物探的重要装备，主要掌握在辉固等国外公司手中。

深海资源开发辅助装备，如石油、天然气田建设、运行、维修所需的工程船舶（大型起重船、铺管船、抢险救助船等）、水下维修舱、信息采集传感器/各类作业工具等，目前世界上单吊起重能力超过4000吨的有5艘。

3.深水工程技术重大项目和核心技术

深水油气田开发的主要特点是“三高”：高科技、高投入、高风险。其中高技术是支撑世界深水油气开发的核心。因此，80年代以来世界各大石油公司和科研院所投入大量的人力、物力、财力制定了深水技术中长期发展规划，开展了持续的深水工程技术及装备的系统研究， 如著名的巴西PROCAP1000 、PROCAP2000、PROCAP3000系列研究计划，欧洲的海神计划、美国的海王星计划。这些计划的实施极大地促进了深水油气勘探开发和利用。

以巴西深水开发计划为例。巴西石油公司自上世纪80年代末以来，制定了为期15年分三个阶段的深水技术发展规划，目前累计投入5.5亿美元。1986年至1991年为第一阶段，实施了PROCAP 1000计划，目标是形成1000米水深海洋油气田开发技术能力；1992年至1999年为第二阶段，实施了PROCAP 2000计划，目标是形成2000米水深海洋油气田开发技术能力；目前正在进行第三阶段的技术开发计划––PROCAP 3000，目标是形成3000米水深海洋油气田开发技术能力。这种有计划的深海技术研究开发极大地促进了巴西深海技术的进步，经过二十余年的努力，其深水石油勘探和开发技术跃居世界领先地位，2006年，巴西石油公司石油储量达114.6亿桶，油气产量达230万桶/天（油：192万桶/天、气：38万桶/天），不仅完全实现了石油自给率100%，而且实现了石油输出。巴西石油公司石油储量的80%、石油产量的70%来自于深水和超深水勘探与开发。

我国海上油气田开发现状

我国海洋石油工业走过30年历程，三十年来，海上石油工业实现了从无到有、从合作经营到自主开发、从国外走向国内、从上游到下游，从1982年年产9万吨到2010年年产5185万吨建成“海上大庆”，开发海域覆盖渤海、东海、南海。

1．海上油气开发技术系列

成立于1982年的中国海洋石油总公司用6年时间实现了对外合作到自主经营的转变，用30年的时间实现了国外公司50年的跨越，2010年成功建成海上大庆，初步形成了10大技术系列，包括近海油气田勘探技术：地球物理、地质以及处理解释技术、近海油气田油藏模拟以及开发方案设计技术、近海油气田钻完井技术、近海导管架平台、筒形基础平台等设计建造技术、大型FPSO设计建造技术：特别是冰区FPSO设计建造技术；海底管道设计、建造、铺设技术；海上油气田工艺设备设计、建造、安装调试技术、环境评价以及安全保障等300米水深以浅的海上油气田开发技术系列。目前已经拥有300米以浅的深水工程重大装备。

2011年底，在生产油气田86个、建成平台178座、 海管近5000公里、 海底电缆850公里、FPSO17艘、水下井口5套、 陆上终端11座。建成了3000米水深半潜式钻井平台、深水勘察船、12缆深水物探船，拥有亚洲最大的海工建造场地––青岛场地，同时南海北部陆坡深水气田荔湾3-1气田开发已经提上日程。

2．深水装备和技术

我国南海蕴藏着丰富的油气资源，而南海60%以上海域水深在300米以上，走向深水是世界石油工业可持续发展的重要策略，也是我国海洋石油工业可持续发展的必然。

我国海洋石油从80年代末开始关注深水，并通过对外合作启动了深水油气田开发工程零的突破。
 
1996年，我国与AMOCO合作开发水深310米的LH11-1油田，其中在我国南海第一次应用了水下生产技术，采用了当时7项世界第一的技术，如ESP完井的水下卧式采油树、水下湿式电接头、水下电潜泵等，目前流花11-1油田依然是南海东部最大的深水油田。

1997年与STATOIL合作开发了水深333米的LF22-1油田，仅用一艘浮式生产生产储卸油轮和水下生产系统实现了深水边际油田的开发，并在世界上第一次使用了海底增压泵，成为世界深水边际油田开发的范例。

1998年、2000年采用水下生产系统开发了HZ32-5、HZ26-1N；
2005年与越南、菲律宾签署了联合海洋地震工作的协议
2009年：我国海外深水区块水深1800米的AKOP油田建成投产；                            
2011年：我国第一个深水气田水深1480米的LW3-1气田进入建造阶段 ;
2011-2012年，我国建成以海洋石油981为主体的深水工程装备体系。

由浅水向深水进军是我国海上油气开发一次巨大的跨越，LW3-1深水天然气田的发现揭开了南海深水油气勘探的序幕，实现了我国海上油气田开发水深从333米到1480米的跨越发展。荔湾3-1气田采用全水下生产设施（位于水深约1300-1480米）通过2条79公里海底生产管道回接到位于水深200米处的中心平台。其中应用了深水勘探开发技术、深水工程地质灾害评价、深水钻完井、水下生产技术、流动安全保障和海底管道-立管技术等。
同时经过11-5的科研攻关，初步形成深水工程试验装置及实验技术体系，深水工程概念设计能力以及典型油气田所需设备的国产化研制工作。并成功修复了被珍珠号台风损坏的流花11-1油田的锚链、软管等。比外方计划修复时间提前一年。

我国深水开发所面临的挑战

我国海上能源工程战略型新兴产业和技术虽取得长足的进步，但与世界先进水平以及我国海上能源开发的实际需求相比还有很大差距，主要表现在：

深水工程装备差距大：2011年我国建成部分深水工程重大装备，但距离形成系统作战和施工作业深水作业船队还有很大差距，还远远不能满足我国南海深水开发的实际需求，同时与之平配套的深水作业能力还处于探索阶段。

深水油气田勘探开发工程技术、装备差距大：我国在建深水油气田开发水深为1480米，世界记录为2903米，而我国特有北冰南海、以及内波和海底沙脊沙坡、高粘高凝高CO2复杂油气藏特性使深水开发勘探开发面临更大挑战；如深水崎岖海底、低位扇储层、深水平台建造、复杂流动安全监测与处理、水下设施建造以及深水油气田运行管理。

海上应急处理技术、装备差距大：墨西哥湾漏油事故的反思使我们进一步认识到在应对海上溢油等重大事故装备和技术继续加强，同时在我国渤海蓬莱事故也说明一些特殊的技术需要加强研究，如轻质油膜回收技术和装备研制。

其次我国南海深水环境条件恶劣：以百年一遇的风浪条件做比较，我国南海波高为12.9米，与墨西哥湾相等，是西非海域的3倍；而我国表面流速和风速接近墨西哥的2倍，这归因于我国南海特有的内波流、复杂的海底地质条件（海底滑坡、海底陡坎、浊流沉积层、碎屑流沉积）。

同时我国复杂油气藏特性，高粘、高凝、高含二氧化碳等使深水低温高压环境下的远距离油气输送面临巨大挑战。

我国海洋工程自主实践经验仅在200米水深之内，与国外深水海洋工程技术的飞速发展形成巨大反差，已经成为制约我国深水油气资源开发的瓶颈。一方面，目前深水核心技术仅掌握在少数几个国家手中，引进中存在技术壁垒；另一方面我国南海特有的强热带风暴、内波等灾害环境以及我国复杂原油物性及油气藏特性本身就是世界石油领域面临的难题，这就决定了我国深水油气田勘探开发工程将面临更多的挑战，只有通过核心技术自主研发、尽快突破深水油气田勘探开发关键技术，我国才能获得深水油气资源勘探开发的主动权。

目前我国已启动国家重大专项、国家863等相关深水油气勘探开发工程技术研究项目，初步建成了深水平台、流动模拟、管道结构试验等深水工程试验装备，并具备了深水油气田总体开发方案的设计能力，开始了相关深水工程生产装备的研制，随着我国南海深水油气田的开发，我国深水技术将得到迅速发展，2015年将形成深水工程基本设计能力，2020年将形成深水工程作业船队和涵盖地下、水下、水面的深水油气田勘探开发工程技术体系。为促成我国深水油气田的开发，建设南海大庆奠定基础。