學科前沿知識講座

2021-04-06 10:02:25 字數 2932 閱讀 3527

海洋平台技術的現狀及發展趨勢

石油、天然氣,被人們稱之為「工業的血液」,既是重要的能源,又是重要的戰略物資。在工農業生產、國防軍事及人們的日常生活中起著舉足輕重的作用。目前,世界各國在海上尋找石油、天然氣的活動正在向縱深發展,在海洋找油、找氣的調查、勘探工作不斷擴大,海底油氣資源的勘探開發已成為沿海國家重要的經濟活動內容。

1 海洋平台技術概述

海洋工程專案是乙個龐大的科技系統工程,而主要針對海洋石油開採而言的海洋工程裝備包括油氣鑽採平台、油氣儲存設施、海上工程船舶 (海洋地質勘探船、**船、拖船、起重船、打撈救助船、海底電纜鋪設船、鋪管船) 等。這其中的海洋平台是集油田勘探、油氣處理、發電、供熱、**產品儲存和外輸、人員居住於一體的綜合性海洋工程裝備,是實施海底油氣勘探和開採的工作基地。

海洋平台結構複雜、體積龐大、造價昂貴,特別是與陸地採油裝置相比,它所處的海洋環境十分複雜和惡劣,颱風、海浪、海流、海冰和潮汐還有海底**對平台的安全構成嚴重威脅。與此同時,由於環境腐蝕、海生物附著、地基土沖刷和基礎動力軟化、構件材料老化、缺陷損傷擴大以及疲勞損傷累積等因素都將導致平台結構構件和整體抗力逐漸衰減,影響平台結構的服役安全性和耐久性。因此,海洋平台的設計與製造只有在乙個國家的綜合工業水平整體提高與進步的基礎上才能完成。

2 海洋平台的型別分類

(1) 按運動方式可分為固定式與移動式兩大類

(2) 按使用功能的不同可分為鑽井平台、生產平台、生活平台、儲油平台、近海平台等。

3 海洋平台的發展及現狀

3.1 國內海洋平台發展及現狀

我國海洋工業開始於60 年代末期,最早的海洋石油開發起步於渤海灣地區,該地區典型水深約為20 m。到了80 年代末期,在南中國海的聯合勘探和生產開始在100 m 左右水深的範圍內進行,直到現在,我國的油氣勘探和開發工作還沒能突破400 m 水深。近年來,石油、石油化工裝備工業以我國石油和石油化工工業為依託,取得了長足的發展。

尤其是近年來世界各國對石油能源開發的重視和****的飈公升,更是極大拉動了國內海上平台

裝置製造業的需求和發展。我國目前已具有設計和建造淺海固定式採油平台的能力,中國海洋石油總公司已設計建造水深5 m 以內的固定式採油平台40 多座,中國石油天然氣總公司建成5 m 以內的固定式採油平台10 餘座。在塘沽、深圳、勝利、湛江等地有4 個固定平台建造基地。

目前國內與國外相比主要差距在於:一是國內只能設計建造淺水水域的平台,而國外海洋平台工作水深已達300~3 000 m;二是建造筒型基礎採油平台的技術還沒有過關;三是還不能設計、建造多功能、結構簡便的輕型採油平台。

3.2 當前國際建造海洋平台新特點

海上鑽井平台的第乙個建造高峰期出現在上世紀70 年代中期,第二個高峰期出現在上世紀80 年代初,目前正在進入新一輪高峰期。主要表現在以下三個方面:

(1) 在建鑽井平台數量大、增長快。新建鑽井平台數量增加的主要原因:一是現有的鑽井平台大部分已服役了20~30 年,需要更新換代;二是各石油公司對未來海上鑽井市場前景看好,紛紛投資建造新鑽井平台。

(2) 新建鑽井平台交貨期延長。2007 年和2008 年將分別建成18 座和22 座鑽井平台,共佔在建總數的2/3。目前主要鑽井平台製造商的訂單已排至2010 年。

考慮到自公升式鑽井平台的建造週期一般為2 年左右,而半潛式鑽井平台的建造週期一般為3 年。由於鑽井平台製造商的訂單增多,導致新訂單的交貨期更長。

(3) 新建鑽井平台造價**。海上油氣勘探開發具有高技術、高投入和高風險的特點,隨著鑽井平台的不斷現代化,其造價總體呈增長趨勢。自公升式鑽井平台的造價從1982 年的4000 萬美元,上公升至1999 年的6 000 萬美元,近幾年又大幅攀公升到1~1.

5 億美元,最高的達2.1 億美元;半潛式鑽井平台的造價在4 億美元左右,最高的達5.5 億美元;而鑽井船的造價則在5 億美元以上。

4 海洋平台技術的未來發展

4.1 深海開採是未來熱點

近年來,世界上取得的重大油氣發現大部分在海上,尤其是深海。目前,海上油氣勘探開發向深海轉移的趨勢十分明顯,深海水域將是未來全世界油氣戰略接替的主要區域,深海油藏的勘探開發已成為世界主要石油公司的投資熱點。

(1) 國內方面目前中國海上油田開發基本上是在灘海、淺海和近海區域,目前一般行業深度限制在為400 m 以內的常規水深範圍。而我國300 m水深以上的海域有153 萬平方公里,目前只勘探了16 萬平方公里,尚有90%還沒有勘探,所以,未來深海油氣開發將成為中國海洋油氣的主戰場。根據中海油的規劃,我國2008 年海洋油氣產量達4 000 萬方油當量,2010 年油氣產量將達5 000~5 500萬方油當量,意味著年均超過10%的復合增長率。

(2) 國際方面世界著名的海洋油氣工程研究諮詢機構道格拉斯-威斯伍德公司(dw 公司) 指出,未來5 年全球海洋油氣工業將投資1 890 億美元在遍及全球的海洋上建立15 000 個油氣勘探和開採井,其中有4 500 個勘探井,投資750 億美元;10 500 個開採井,投資1 140 億美元。其中的深海水域將是未來各國大力開發的方向,**深海海洋平台的投資支出增長率將達到38%,淺海海洋平台的增長率將達到14%,未來5 年,深海海洋平台的投資將達到1 520 億美元。

4.2 深海開採裝置是研發方向

目前全球約有100 家公司從事海上鑽井,其中海上鑽井承包商約90 家,其餘為國家石油公司或國際石油公司。隨著深海勘探開發力度的增加,有些公司看好深海鑽井承包市場,通過新建半潛式鑽井平台或鑽井船躋身深海鑽井承包商行列。在這些公司中,目前擁有半潛式鑽井平台或鑽井船的只有33 家,而真正從事深海鑽井的僅有26 家,這其中美國擁有最多,其次是挪威。

而中國的深水石油勘探開發尚處在起步階段,現在我國正準備加快推進對南中國海油氣資源的勘探開發工作。由於這一海域水深在500 m 到2 000 m,而我國目前還不具備在這一海域進行油氣勘探和生產的能力,因此迫切需要發展深海油氣勘探和開採技術,需要大力開發、設計和建造適合深海油氣開發的海上鑽井平台。

從海洋平台發展的趨勢看,應將海洋平台的開發重點放在半潛式平台的設計和製造上,因為這種平台技術含量高,市場前景廣闊,是將來發展深海海洋平台的方向。但同時,對於導管架式平台、自公升式平台這兩種典型平台,由於目前其市場的占有率還很高,可以作為進入海洋平台領域的切入點力爭盡快突破。

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