深水油气勘探开发技术发展现状与趋势

原创 暗潮  2018-05-08 12:28:05  阅读 130 次 评论 0 条
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目前,全球深水投资占海上总投资的1/3,深水项目占到全球海上项目的1/4。在全球排名前50的超大项目中,3/4是深水项目。近5年来,全球重大油气发现中70%来自水深超过1000m的水域。当前,深水油气产量大约占海上油气总产量的30%。深水,必然对现今以及未来的油气发展有着重要的意义。

1、深水油气勘探开发前景广阔

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。来自深水的发现数虽然不多,但发现量却十分巨大,同时表现出水深越深、发现量越大的趋势:2012年,全球超1500m水深的总发现量接近16.3亿吨油当量(120亿桶),相当于陆上的6倍,接近浅水的3倍。2011年全球排名前十的油气发现中,6个来自深水,且全部都是亿吨级油气发现。2012年全球排名前十的油气发现全部来自深水,其中的7个为亿吨级重大油气发现(表1)。

 深水油气勘探开发技术发展现状与趋势第2张-暗潮天空 BlueSky

数据来源:中国石油集团经济技术研究院《2013年国内外油气行业发展报告》。

深水产量逐年增加,至2013年全球深水油气产量已超过5亿吨油当量,占全球海上油气产量的20%以上,并且这个比例还将逐年上升。

过去几年的高油价,为海洋项目开启了较大的赢利空间。据PFC统计,深水盈亏平衡点为397美元/t(54美元/桶),一般的收益率都在15%以上,高的甚至可以达到28%,因此吸引了越来越多的公司参与其中。埃克森美孚等5家国际大石油公司的勘探开发重点正在由陆上向海上转移,并且加快进军深水,海洋勘探开发投资占总投资的比例已经达到60%~85%,海洋产量占比均超过50%,其中的深水勘探开发投资已经占到海洋总投资的50%以上。国际大石油公司在深水领域获得了丰厚的产量,BP公司的深水油气年产量已接近5000万吨油当量;道达尔的深水油气年产量已超过3500万吨油当量;而巴西国油和挪威国油则依靠深水在10~13年的时间里新增产量5000万t。可以说,深水在未来油气产量增长中占有举足轻重的地位,是石油公司的必争之地。

我国的深水油气资源也十分丰富。在我国南海海域,整个盆地群石油地质资源量在230亿至300亿t之间,天然气总地质资源量约为16万亿m3,占中国油气总资源量的1/3,其中70%蕴藏于153.7万km2的深水区域。伴随着我国“建设海洋强国、提高海洋资源开发能力”战略的部署,未来我国的深水油气勘探开发前景广阔[1-4]。

2深水油气勘探开发面临的五大技术挑战

2.1 自然及气候条件

与浅水相比,深水作业面临着风、浪、流、冰等自然及气候条件的挑战,特殊的条件有可能造成巨大的损失。历史上,极端气候条件对海洋油气作业造成过许多重大事故,比如1979年“渤海二号”、2011年俄罗斯“克拉”号钻井平台的沉没,都是在拖航过程中遭遇恶劣天气所致[5]。

2.2 水深

水越深,与水深相关的一系列问题就越明显。比如随着隔水管的用量增加,对钻采装置平台空间和可变载荷的要求也更高。另外,海水深度越深,孔隙压力和破裂压力之间的窗口越小(图1),钻井控制难度就越大,使井眼尺寸、钻井深度都受到限制,而且出现钻井事故的几率也大大增加[5]。

2.3 低温

海水温度一般随水深增加而降低,1000m水深温度约为4℃,3000m水深温度为1~2℃。低温会给钻井和开发带来一系列问题,如钻井液流变性变差、水泥浆在低温情况下的流态、低温高压情况下易在井筒内形成水合物、ECD控制、油气的流动性等[5]。

2.4 浅层地质灾害

在深水钻遇浅层气和天然气水合物可能会发生地质灾害。浅层气是指埋藏在浅部地层、蕴藏在海床面以下800m范围内未胶结地层中的天然气,通常发生在泥线以下250~1200m的超压、未固结砂层中。浅层气成因复杂,预测难度大,而高压、小体积以及分布分散的特性使钻遇浅层气的破坏性非常大、发生速度非常快、控制难度也非常大。深水海底高压低温的环境极易形成天然气水合物,给深水油气开发带来极大风险。钻采过程易导致水合物分解,分解后压力的释放将会造成地层承载力丧失和海底地基沉陷,井眼、套管及井口装置、防喷器等都会因失去承载支撑而发生破坏性改变,丧失对井内压力的控制还有可能导致井喷[6-8]。

2.5 作业安全

作业安全一直是海洋作业重点关注的领域。根据统计,陆上石油开采的平均可记录伤亡率(每20万工时的可记录伤亡率)低于0.5,而海洋钻井承包商的平均可记录伤亡率超过0.7,发生人员伤害的可能性远远高出陆上作业。比如BP墨西哥湾漏油事故,不仅造成钻井平台沉没,人员伤亡,还将大量原油泄漏到海上,给墨西哥湾沿岸造成严重环境污染、重大经济损失,成为一场生态灾难。

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