深水油气开发前沿科技探秘

全球深水油气资源非常丰富，被认为是未来油气生产的重要基地。深水技术装备的发展速度和质量决定着深水油气勘探开发的快慢和成败。从整体看，深水油气勘探开发技术装备主要包括深水油气地震勘探技术和装备、深水钻完井技术和装备、深水浮式生产装置、海底生产系统、深水工程技术装备等。

深水地震船是深水油气勘探的重要装备，当前多数采用拖缆作业方式，兼做二维和三维数据采集，少数采用OBC采集方式，能采集多分量（4C）地震数据。

深水钻井（Deepwater Drilling）是贯穿深水油气勘探开发的重要环节，涉及技术装备多，技术含量高。如旋转导向钻进、随钻测量（LWD）、套管钻井、智能钻杆、控压钻井、隔水管技术、水下防喷器等先进技术在深水钻井中获得推广应用。同时，如半潜式钻井平台、钻井船、双梯度钻井技术、海底钻井技术等深水作业环境下的新技术装备也不断出现。其中，半潜式钻井平台、钻井船等大型海上作业装备已成为深水技术发展的标志。半潜式钻井平台已发展至第六代，深水钻井平台和钻井船都实现动力定位，装置自动化程度高，最深作业水深已超过3000米。而且，圆筒形钻井平台等能够适应北极等恶劣环境的平台不断投入应用。

深水浮式生产装置多功能多样化发展，浮式生产储油卸油系统、半潜式平台生产系统、张力腿平台生产系统和Spar平台生产系统等是主要装置，LNGFPSO、LPGFPSO等各种功能性装置不断出现，新型深吃水半潜式平台装置更大、额定作业水深更大，新型浮式钻井生产储油卸油装置等新式装备功能进一步扩展。海底生产装置主要包含海底完井装置、采油树、集输管道、油气工艺技术装备、保障与控制系统等；海底完井水深纪录不断刷新，水平海底井口采油树已广泛应用，海底油气流动保障技术实现清蜡、降稠、解堵功能，水下工艺系统能够进行海底油气分离、增压、计量、回注等工艺，利用控制系统在岸上或平台上可实现对水下设备进行遥控自动化控制，能够将油和气输送到海上平台或岸上。

深水工程技术装备主要有深水铺管起重船、深水多功能水下工程船、深水油田工程支持船等，是深水油气建设和保障生产的主要装置。

深水油气勘探开发技术和装备已在北美、巴西、北非、挪威等深水海域广泛应用，作业水深超过3000米。如半潜式钻井平台全球目前共238座，超过45%的平台能够在超深水环境（大于1500米）中作业，其中最大额定作业水深已达3810米，最大钻深能力达到15240米。而钻井船是仅次于半潜式平台的主要深水钻井装备。目前，全球共有钻井船128座，其中正在建造的50座钻机中有47座作业水深超过3048米，当前最大额定作业水深达到3657.6米，最大钻深能力已达到12192米。

绝大多数深水油气生产装备的设计由专业设计公司完成，极少数油公司具有浮式生产装置的设计能力。以浮式生产装置为例，全球参与FPSO设计和建造的公司均有50多家，其中亚洲继续成为FPSO的建造基地。建造FPSO数量较多的是韩国三星重工集团、新加坡Keppel公司、韩国现代重工集团、西班牙Astano船厂和芬兰Kvaerner Masa船厂等。

中国深水技术应用水平相对较高，但研发水平和装备设计制造水平相对较低。“海洋石油981”的设计和建造为我国推动深水油气勘探技术装备的设计和建造积累了大量经验，为我国深水技术装备进一步提高打下坚实的基础。（作者：田洪亮，为中国石油经济技术研究院高级工程师）