海洋石油 天然气
全世界海洋石油蕴藏量为 1450 亿吨,占世界石油储藏总量 3000 亿吨的
45%以上;海洋天然气储量为 140 亿立力米。丰富的海底石油资源引起人们极大注意,海底石油和天然气的开发,已成为世界海洋产业经济中最重要的部门,其产量已占世界总产量的 1/4 以上,其产值已占世界海洋开发总产值的 70%左右。目前世界上有近百个国家在近海区进行油气勘探与开发,据统计,1990 年全世界海洋油气探井和评价井已超过 1200 口。
那么,埋藏在海底的石油是怎样开采出来的呢?
20 世纪初期,有人在墨西哥湾的海面上看到了一种奇异的现象:广阔的海面上漂浮起一层油花,在阳光的照射下闪现着彩虹一样的颜色。经过调查研究,才知道墨西哥湾海底埋藏着一个很大的油田。又过了一段时间,这里建成了世界上第一口海上采油井。
当然.靠海面上漂油花来寻找海底油田是比较古老的故事了。现代开采海底油气,一般是先对海区进行广泛的地质调查,从而确定有希望的地区,接着在该地区进行各种方法的勘探,以进一步确定蕴藏石油天然气的沉积盆地的位置、面积、地层厚度、岩石类型、地质构造等科学资料。主要的勘探技术有现代三维海洋地球物理勘探技术和地球化学勘探技术。
海洋地球物理勘探技术,是根据海底地层的地球物理生质与油气层之间的关系来开发的先进技术。它是通过在调查船上设置一定的仪器和设备,探测可能存在石油和天然气的盆地及其地层和构造。80 年代以来,海洋地球勘探己从二维发展为三维勘探,把地层的三维空间结构清晰地反映出来,成为寻找油气的有力武器。最主要的方法有地震勘探、磁法勘探和重力勘探之类。
地球化学勘探技术是通过在调查船后拖挂一个嗅探器,连续采集海底附近的水样,揭示海底油气资源的贮存状况,与水样中甲烷的平均浓度,以及和湿气(乙烷至丁烷)的标准衍生物总浓度之间的对应关系。据称,这种地球化学勘探模式的成功率,可高达 85%以上,在未来的海上油气资源调查中,将成为一种重要的手段。
海底石油同陆地上的石油一样,都是利用钻井来进行勘探和开发的。钻井直径 95~650 多毫米,井深一般是 1000~4000 米,也有超过 7000 米的。油井打出来了,地下的石油就顺着它里面的套管自动地喷上海面;要是压力不足,还可以用油泵把它们抽出来。
最初勘探和开采海底石油的时候,钻机是安装在海岸上的,斜弯着向海底钻进。这样既费工夫,技术要求也高,而且无法到远处去,不能钻得很深, 海底石油采不出多少来。
后来钻井设备搬到海里去了,开始实行海上打钻。同时,随着现代科技的不断发展,开采技术发展为多种形式,主要有:人工岛技术、固定式生产
平台技术、浮式生产系统计术和海底采油技术等。
在靠近海岸的浅海,可以用石块、砂土或者混凝土填海筑岛,钻井放在人工岛上,钻进后就可以采油。
离海岸越远,海水越深,建筑人工岛的工程量越大,这就不经济了。怎么办?人们在海底打进桩柱,再在桩柱上架设钻井平台。平台往往有几十米长,几十米宽,高出海面十几米,非常坚固结实,不怕狂风恶浪。在一个平台上可以打多口直井和斜井。
最早的钻井平台是固定式的,柱脚固定在海底,造价很高,使用不便, 而且在离开海岸比较远的地方不容易应用。为了向更深更远的海域进军,人们又设计和制造出可移动作业和适应各种水深的活动式钻井装置。近年来这类钻井技术发展十分迅速。目前它可分为四种类型:自升式平台、半潜式平台、钻井船、座底式平台。这几种新的钻井平台钻完一口井,就可以转移到另一个地方再钻,这样当然方便经济多了。
钻井以后,就得采油。固定式生产平台技术是国际上应用最多、最主要的采油平台。早期采用木质平台,到 1947 年才出现了钢桩固定平台,现在有钢导管架柱基平台、钢筋混凝土重力平台、张力腿平台等多种类型。不同的类型适用于不同的海洋环境。张力腿平台是最近发展起来的新型生产平台。它节省钢材,稳定性好,可在水深超过 900 米的海上作业。
浮式生产系统需要利用海底管线收集海底石油,通过柔性立管把油集中到海面油轮或平台上。这种技术能在水深 900 米以上的海区作业,最大水深
可达 1800 米。
1989 年前联邦德国研制出一种集中了固定式和浮式平台两者优点的新型廉价海上石油平台。
近年来英国石油公司(BP)一直在研制无需潜水员的“海底采油系统”, 以便开发外海大陆架深水区的油气资源。这种采油技术把设备全都放在海底,由陆地上用电子计算机操作。从发展来看,这种方法可能更经济合理, 更有前途。
海洋油气运输技术,目前主要有油船和输油管两种。海上油轮是 70 年代主要的运输方式,80 年代以来海底管道技术发展迅速,成为运输海洋石油和天然气的重要方式。目前,在世界一些主要油气开发区,如欧洲北海油田、波斯湾和墨西哥湾等处,海底输油气管线已达到很高的密度,对输送海洋油气起着极为重要的作用。我国 80 年代末开始在南海和渤海铺设海底输油气管线,并在设计、施工等方面取得可喜的突破性进展。
开采海上石油也得由浅入深。现在一般还是在大陆架的浅海区采油,水深大多在 200 米以内。不久的将来,人类就要向更深的海域要油。
越过大陆架、大陆坡富饶的油气矿产资源区,我们再来看看那终年黑暗的大洋底,那里蕴藏着什么宝贝呢?