A. 世界海洋油氣勘探技術有什麼
海洋勘探開發始於20世紀初。從那以後,隨著技術的進步,深水的定義在不斷擴大。在1998年以前,只要離開大陸架即水深大於200米,就認為是深海。1998年以後水深擴大到300米,而現在普遍認為水深大於500米為深水。
技術的進步使得鑽井越鑽越深。始於20世紀40年代的海上石油工業用了近30年的時間實現了在100米深水區生產油氣,又用了20多年達到近2000米深的海域,而最近油氣生產已接觸3000米深的水域。尤其在鑽井、浮式生產系統和海底技術方面的改進和創新,大大降低了深水油氣勘探開發的資本支出和作業支出。1998年以來,深水油氣勘探開發的平均資本費用呈下降趨勢,每桶石油的資本支出已從10年前的6美元/桶下降到現在的不到4美元/桶。深水油氣勘探開發項目的綜合成本與淺水項目越來越接近。深水油氣項目的開發周期(從發現到油氣投產)越來越短,20世紀90年代後期發現的油氣田一般在5 ~6年投入生產,而10年前至少需要8年時間。隨著深水基礎設施的不斷完善,開發周期還可能進一步縮短。
深海石油的勘探開發是石油工業的一個重要的前沿陣地,是風險極高的產業。雖然國際上諸如北海、墨西哥灣、巴西以及西非等地深海石油開發已經有了極大的發展,但代價是極高的。與大陸架和陸上勘探鑽井作業相比,深水作業的施工風險高、技術要求高、成本非常昂貴,因而資金風險也極高。
深海油氣資源勘探最直接的風險是極大的施工風險。海洋平台結構復雜、體積龐大、造價昂貴,技術含量高特別是與陸地結構相比,它所處的海洋環境十分復雜和惡劣。風、海浪、洋流、海冰和潮汐等時時作用於平台結構,同時還受到地震、海嘯作用的威脅。在此環境條件下環境腐蝕、海生物附著、地基泥層沖刷和基礎動力軟化結構材料老化、構件缺陷、機械損傷以及疲勞和損傷累積等不利因素都將導致平台結構構件和整體抗力的衰減,影響結構的服役安全度和耐久性。
雖然深水油氣勘探開發的風險很大,但所獲得的回報也很大。淺水油氣田的總儲量雖然仍佔主導地位,但主要是與中東一些特大型油田所佔的比重有關。然而,深水油氣田的平均儲量規模和平均日產量都明顯高於淺水油氣田。因此,盡管深水油田勘探開發費用顯著高於淺水,但由於其儲量和產量高,使得單位儲量的成本並不很高,這才吸引了許多油公司都去深海「尋寶」。
隨著海上油氣開發的不斷發展,海洋石油工程技術發生著日新月異的變化,在深水油氣田開發中,傳統的導管架平台和重力式平台正逐步被深水浮式平台和水下生產系統所代替,各種類型深水平台的設計、建造技術不斷完善。目前,全世界已有2300多套水下生產設施、204座深水平台運行在全世界各大海域,張力腿平台(TLP)最大工作水深已達到1434米,SPAR為2073米,浮式生產儲油裝置(FPSO)為1900米,多功能半潛式平台達到1920米以上,水下作業機器人(ROV)超過3000米,採用水下生產技術開發的油氣田最大水深為2192米,最大鑽探水深為3095米。
與此同時,深水鑽井裝備和鋪管作業技術也得到迅速發展,全世界已有14艘在役鑽探設施具備進行3000米水深鑽探作業能力,第5代、第6代深水半潛式鑽井平台和鑽井船已在建造中。第6代深水鑽井船的工作水深將達到3658米,鑽井深度可達到11000米;深水起重鋪管船的起重能力達到14000噸,水下焊接深度為400米,水下維修深度為2000米,深水鋪管長度達到12000千米。
國際上地震技術發展迅速,先進的計算機大量投入使用,目前可視化、虛擬現實技術等已經初步實現:Landmark公司研製了3DVI和Voxcube等三維體積解釋軟體和立體動畫軟體;Geoquest研製了GeoViz人機交互性三維解釋軟體;Paradigm公司研製了VoxelGeo;DGI公司研製了EarthVision;Photo公司研製了3Dviz三維可視化軟體。
在虛擬現實方面,ARCO公司和Norsk Hydro公司開發建立了沉浸式虛擬現實系統,Texaco公司開發建立了虛擬現實可視廳,Alternate Realities股份有限公司開發建立了可視穹(VisionDome),美國SGI公司建立了一個專門的演示廳,IBM公司開發建立了可以用來再現4D地震油藏模擬現實的虛擬現實系統,斯倫貝謝的Geoquest公司等目前也在開發虛擬現實系統等。
在地震屬性獲取方面,國際上從60年代的直接烴類檢測、亮點,到70年代的瞬時屬性或復數道分析,80年代的多屬性分析,直至90年代的多維屬性(如傾角、方位和相乾等)分析。目前,從地震資料里獲取有關時間、振幅、頻率、吸收衰減等方面的地震屬性已多達70多種,包括了運動學和動力學屬性、幾何屬性以及物理屬性等。
國外地球物理研究關注的熱點:國外石油地球物理勘探以海上地震勘探技術研究最具代表性。一方面墨西哥灣、北海具有典型的勘探復雜性;另一方面美國、英國等國家科技發達、人才濟濟,其地球物理理論與技術水平基本代表國際現狀。墨西哥灣、北海的勘探目標主要是鹽丘及其周邊地層、裂隙油氣藏、老油田剩餘油分布,主要面臨四個理論與技術問題:(1)復雜介質中地震波傳播理論及正演模擬;(2)鹽丘構造的地震成像;(3)信噪比提高與弱信號提取;(4)復雜儲層與油氣識別。圍繞著這三方面,國外地球物理理論技術發展迅速。