深海油气勘探设备发展现状与趋势
供稿人：崔晓文供稿时间：2006-10-20
（一）发展现状
深海油气钻采装备指：深水半潜式钻井平台、深水钻井浮船等钻井装备；浮（船）式生产储油卸油系统（FPSO）、半潜式平台生产系统（含张力腿平台生产系统）、自升式平台生产系统和驳船式生产系统等移动式海上采油（生产）装备；以上钻采装备或设施的配套设备如石油钻机、钻井泵、井控设备、固控设备、井口钻具排放系统、井下动力钻具及仪表、海上平台完井系统、海底完井系统、近水面完井系统、油气水分理处理系统等。

世界上具有油气钻采装备研制能力的国家主要是美国、加拿大、俄罗斯、英国、挪威等，法国、德国、日本、韩国等国也生产少部分。

美国是石油装备最先进的生产国，不仅自给率居世界各国之首，并且石油工业的关键设备，诸如石油钻井设备（含顶部驱动系统）、采油设备、燃气透平发电设备、柴油发电机组、大型高压天然气压缩机组、油气分离处理设备、海洋工程结构、油气集输设备及其相配套的检测仪器仪表、遥测遥控仪表、海上施工设备（大型浮吊、铺管、打桩船等）、海底遥控作业船（ROV）及在钻采工艺实施前的石油物探、工程地质调查、环保、气象、水文监测等均能制造并在技术上领先于世界各国。

世界石油工业主要的钻采设备约70％以上由美国输出。

英国和挪威的钻采平台自给率达80％，但其平台装备的钻井、井控、固控、测井、固井等设备及海底完井设备约90％来自美国，另外，这两国分别在动力定位技术、钻机顶部驱动技术方面具有领先优势。

法国石油工业技术仅次于美国，与英国齐肩，其高压石油软管制造技术，半潜式、自升式平台建造技术，测井技术，LPG储运设备制造技术著称于全球；意大利的海上铺管技术、管线涂敷技术，瑞典的动力定位铺管技术，荷兰的大吨位海上浮吊技术装备及海底工程地质调查技术，德国的石油钻井设备制造技术、海上液压工业装备技术、大功率变频电力拖动技术及仪器仪表技术等亦各冠于世界。

日本由于其造船、冶金、电子技术领先于世界，在平台建造、海洋工程结构和石油管材（含油气输送管线、钻杆、套管、油管），平台上配套的机、电、仪等技术方面具有较强的国际竞争力。

此外，韩国、新加坡的海洋石油钻采平台建造技术也在世界市场崭露头角。

（二）发展趋势
近年来，世界深海油气钻采装备发展趋势呈现以下特征：
1.深水化
根据2002年世界石油大会对海洋勘探开发水深的划分，400m以内为常规水深，400—1500m为深水，1500m以上为超深水。

近几年，世界各大石油公司在深海领域的投资呈不断增加的趋势。

2003年，全球在深海的石油开发投资超过了150
亿美元。

另据有关资料，2003年～2007年的5年中，全球约有580亿美元的资金将投向深海油气开发。

随着油气开发加速向深水、超深水延伸，半潜式钻井平台、钻井浮船和FPSO等装备的设计工作水深与钻井深度、实际钻井深度不断创造新的记录：
钻井工作水深：2003年2月中旬，雪佛隆一德土古公司用Discover Deep Sea钻井船，在美国墨西哥湾，创造钻井工作水深达3，051. 35m（10，001ft）的世界纪录；
钻井井深（钻井垂深）：2003年2月，美国雪佛隆（Chenvron）公司在墨西哥湾绿色峡谷（Gree Canyon）640号区块，创造钻井井深达9,210m（30，217ft ）的世界纪录；
海底采油工作水深：2002年秋，马拉松（Marathon）石油公司在美国新奥尔兰东南348区块，在2，196m（7,200ft）水深完成海底完井作业。

2002年12月，巴西石油公司在巴西坎婆斯（Campos）盆地，在水深为2,741m（8，993ft），完成了DST测试；
海洋采油井井深记录：2001年，Shell Offshore在井深7.088.7m（23,257ft），进行采油井井深度8,071，垂深5,184m 的高温高压井中完成完井作业；
水平钻井位移：1997年后，英国石油公司完成10,113.5m水平位移钻井；
石油钻井下套管：2003年8月25日，美国Unocal 在Walk Ridge678区块的St.Malo 1号井，下16in钻井套管，下套管重632.93t，深度6,874m（22,554ft）；2003年9月13日，美国Unocal在以上同一井中，创下套管柱重652.7t，井深为7,400m（24.277ft）的世界纪录。

2.大型化
随着海上大型油气田的勘探发现和海洋工程科技的飞速发展，深海钻采装备呈现出大型化趋势，包括甲板可变载荷、平台主尺度、载重量、物资储存能力等各项指标都向大型发展，以增大作业的安全可靠性、全天候的工作能力（抗风暴能力）和长的自持能力。

最近，BP公司研制了Thunder Horse平台-世界上最大、最先进的半潜式采油平台，将被用来开发墨西哥湾深海的巨大油气储量。

Thunder Horse 平台比世界第二大半潜式平台大50%左右。

其研制成本约为50 亿美元，使用了100多项领先技术，其中包括解决超深、高温高压油藏开发难题的新一代工程解决方案。

通过采用先进技术，该平台每天能处理25万bbl石油和2000亿立方英尺天然气，可以满足美国650万个家庭日常能源的需求。

此平台消耗的动力来自其下油田中开采出的天然气。

为使效率最大化，平台通过热回收装置吸收余热，并将这些热量应用于采油作业。

为防止舷侧出水，平台产出的水与海水混合，然后回注到油藏以维持油藏压力。

3.设计更优化
第五代深水半潜式钻井平台、新一代自升式平台、新一代钻井浮船、新型的FPSO和半潜式生产系统等装备的设计进一步优化，体现在：平台（船）的可变载荷与总排水量的比值、总排水量与自重的比值、可变载荷与平台（船）自重比、总排水量与自重比、工作水深与自重比等项指标值进一步提高；装备的钻采设备更为先进；采用高强度钢；甲板可变载荷和空间加大；工作水深与钻井深度能力、采储油能力增大；安全性、抗风暴能力和自持能力增强；外形结构简单，建造费用减少。

4.配套更先进
决定深海油气钻采装备的功能和先进程度的关键配套设备，随着石油、天然气工业的飞速发展日新月异，并不断更新换代，向着超深井、大功率、高压力、自动化、电脑化、高效率钻采设备发展。

在石油钻机方面：交流变频电驱动钻机正在取代现有的可控硅直流电驱动钻机，成为海洋石油钻机发展的换代产品；新一代顶部驱动装置（TDS）在交流变频驱动、静液驱动等方面又有新发展；性能优越、造价低廉的无绞车、液缸升降型钻机已在第5代半潜式钻井平台和大型钻井浮船上安装使用，并将成为21世纪前期浮式钻井钻机发展的重要方向；在钻井泵方面：不断有大功率高压钻井泵问世，变频电驱动钻井泵将取代直流电驱动钻井泵；在井控设备方面：高压旋转防喷器将得到推广使用，并且其控制系统将实现智能化。

参考文献
1. 2006年版世界制造业重点行业发展动态
2. 张志勇海洋工程发展环境分析与市场投资预测船舶工业技术经济信息2005年第237期
3. 曹惠芬世界深海油气钻采装备发展趋势船舶工业技术经济信息2005年第237期。