世界海洋石油钻采业发展趋势和我国海洋钻井装备新进展

世界海洋石油钻采业发展趋势和我国海洋钻井裝备新进展、与世界的差距及建议中国石油和石化工程研究会海洋石油和石化工程专业委员会(OPESCOFCPPEI)廖谟圣09.06.12(J).LiaoMoshengOffshorePetroleumengineeringSpecialCommittee(OPESC)ofChinaPetroleumandPetrochemicalEngineeringInstitute(CPPEI)世界海洋石油钻采业发展趋势和我国海洋钻井裝备新进展、与世界的差距及建议•1.世界海洋和深海油气开发前景及海洋石油钻采业发展总趋势•2.我国海洋石油钻井装备工业的扩步进展•3.全球海洋石油钻井装备的发展动向及我国与其的技术差距•4.几点建议1.世界海洋和深海油气开发前景及海洋石油钻采业发展总趋势•1.1世界海洋和深海油气资源前景•1.1.1全球海底石油天然气总蕴藏量•1.1.2中国海上油气总蕴藏量•1.2.3全球六大海域深海石油勘探开发近期发现简况与预测1.1世界海洋和深海油气资源前景•1.1.1全球海底石油天然气总蕴藏量•海底石油天然气总蕴藏量约为1,000～2,400亿吨（以下简称×108t）.•世界海洋石油蕴藏量约1,000×108t，探明储量约380×108t；天然气资源量约140×1012m3（油当量1,400亿m3），探明储量约40×1012m3。近十年发现的大型油气田，海洋领域约占60%），其经济价值约为20～40万亿美元(按40美元/桶计)1.1世界海洋和深海油气资源前景•1.1.2中国海上油气总蕴藏量•中国海上油气勘探主要集中于渤海、黄海、东海及南海北部大陆架，预测石油資源量為275.3×108t（275.3亿t），天然气资源量为10.6×1012m3（油当量106亿m3）合计油当量约375亿t，为2007年中国探明油当量储量46.19亿m3的8.5倍。目前原油的发现率仅为18.5％，天然气发現率仅为9.2％，极具勘探开发潜力。1.世界海洋和深海油气开发前景及海洋石油钻采业发展总趋势•1.1世界海洋和深海油气资源前景•1.1.1全球海底石油天然气总蕴藏量•1.1.2中国海上油气总蕴藏量•1.2.3全球六大海域深海石油勘探开发近期发现简况与预测1.2.3全球六大海域深海石油勘探开发近期发现简况与预测(1)当前主要深水油气开发海区如图1-11.2.3全球六大海域深海石油勘探开发近期发现简况与预测(2)全球六大海域深水油气产量主要分布简况从图1-2可知，2006-2010年深水油气产量占比例:最大首推非欧近海，特别是西非安哥拉和尼日利亚），占40%；其次是北美近海，（特别是美国墨西哥湾），占25%；其三是拉丁美洲（特别是巴西近海），占20%；亚洲占10%；西欧占3%；澳洲占2%；其他为1%。•图1-2→(3)世界十大深水油藏发现国wo-07.09p59Top10deepwaterdiscoverreservescountries(表1-1)序号国别及海域(Country&Offshore)深水发现油藏2006年本国油气总储量的油当量（亿m3）108m3占2006年本国储量比率（%）百万桶油当量（Mboe）折合亿m3(108m3）1巴西近海Brazil21,00033.3922.98145.32美国墨西哥湾US(GOM-DW)17,00027.0395.1328.413安哥拉近海Angola13,00020.6715.99129.394尼日利亚近海Nigeria9,00014.31117.3812.195澳大利亚近海Australia8,00012.7250.0925.396埃及近海Egypt约4,9007.7924.8231.397挪威近海Norway约4,0006.3632.2619.718马来西亚近海Malaysia约3,0004.7721.5222.179印度尼西亚近海Indonesia约2,8004.4534.0413.0710印度近海India约2,5003.9713.7628.851.2.3全球六大海域深海石油勘探开发近期发现简况与预测(4)深水油气产量在海陆产量比例明显上升预测•从图1-3可知，1962年以后涉足海洋油气生产；30年之后的1990年涉足深海油气生产；2005年，海洋油气生产深海几乎占海陆总合的50%；其中深海油气生产约占海洋油气生产的30%以上图1-3→(5)2000-2010年世界十个深水顶级产油国(wo0709p69)Top10deepwaterproducingcountries2000-2010图1-42000-2010年世界十个深水顶级产油国生产油气增长预测图Fig.1-4Top10deepwaterproducingcountries2000-2010百万桶油当量/日↑(表1-2)2010年世界前七位生产油气国的产油当量(Top7deepwaterproducingcountries2000-2010Table1-2)序号No.国别及海域(Country&Offshore)至2010年预计深水生产油气的油当量2010年比2000年增长率(%)百万桶油当量/日(Mboe)折合年产油当量万m3(104m3)1美国墨西哥湾US(GOM-DW)2.313,347.212092巴西Brazil2.0912,128.551783安哥拉Angola1.558,994.864尼日利亚Nigeria0.74,062.195印度India0.523,017.636挪威Norway0.422,437.327埃及Egypt0.372,147.161.世界海洋和深海油气开发前景及海洋石油钻采业发展总趋势•1.1世界海洋和深海油气资源前景•1.2全球海洋油气开发与钻采装备发展总趋势•1.2.1向深水、超深水和深井、超深井（含水平井）钻井采油是当前世界海洋油气开发发展的必然•1.2.2全球海洋钻采装备发展总趋势是向第六代发展1.2全球海洋油气开发与钻采装备发展总趋势•全球海洋油气开发与钻采装备发展总趋势是：两超、大位移和第六代•两超——超深水和超深井钻采•大位移——大位移斜度井和大位移水平井钻采•第六代——钻采装备向第六代发展1.2.1向深水、超深水和深井、超深井、大位移井钻井采油是当前世界海洋油气开发发展的必然超深水和超深井的界定•超深水（Ultra-DepthWater，简称UDW）和超深井钻井(Ultra-DepthDrilling，简称UDD)是近十余年来海洋石油钻井不断向深水和深地层钻井而形成、用以界别普通深水和普通钻井井深区别的概念。•一般以≥400m-≤1,500m为深水，≥1,500m（或5,000ft）为超深水(UDW）；•一般钻井深度能力≥15,000ft(即4,500m)-≤25,000ft(即7,620m)为深井钻井；≥25,000ft(即≥7,620m)为超深井钻井（UDD)。1.2.1向深水、超深水和深井、超深井、大位移井钻井采油是当前世界海洋油气开发发展的必然•(1)深水和超深水占了海洋面积的绝大部分•地球的表面积为5.11亿平方公里（以下简称km2），其中海洋表面积为3.62亿km2，占了我们人类生活和活动面积与空间的三分之二以上；全世界水深在1,000～3,000m占12.88%；水深3,000～6,000m占了海洋面积的绝大部分，达73.83%；•(2)普通水深、普通井深的油气开采已接近饱合,而深水和超深水海洋具有令人鼓舞的油气储藏•(3)普通水深的油气开发技术、工艺与装备及其发展，提供了向深水、超深水和深井、超深井钻井采油必要的条件•A.海洋石油钻井工作水深向深水推移趋势•1897年，在美加加州Summerland离岸约75m的码头上安装钻机钻井，可视为世界上首次涉入海洋钻井。•1970年，在美国加州近海，于456m的水深钻井。•1979年，世界海洋石油钻井工作水深接近1,500m（为1,486.2m）。•1984年，世界海洋石油钻井的工作水深突破2,000m，达2,116m.•1987年，钻井工作水深突破7,500ft，实际达到7,52ft（2,292.4m）。•2000年末，GOM钻井工作水深达2,695m（8,835ft）。•2003年2月中旬，在GOM.钻井工作水深突破3,000m，达10,011ft，即3,052m•迄至2004年，世界海洋石油勘探钻井的最深工作水深达3,095m1.2.1向深水、超深水和深井、超深井、大位移井钻井采油是当前世界海洋油气开发发展的必然1.2.1向深水、超深水和深井、超深井、大位移井钻井采油是当前世界海洋油气开发发展的必然•B.国外海洋石油采油工作水深向深水推移趋势•1937年，距海平面高4.6m的钻井采油平台，首次在GOM海底约1,710m深获得日产85.9m3石油。•巴西完井工作水深的历年新纪录：•1979.4.－189m;1985.4－383m;•1991年3月，海底完井工作水深为752m。•1999年1月25日，巴西海底采油树，采油水深达1,853m•2002年秋季,在美国新奥尔良Shell公司在GOM水深为2,441m(8,009ft)采油。•2006年，在巴西近海船式FPSO的工作水深达2,003m(6,578ft)。•2007年，在GOM采油的半潜式采油平台工作水深达2,434m(8,000ft)。•2009年春，Shell公司在GOM的perdido深水油田，由FMC公司提供的大口径水平采油树，其工件水深达2,852m(9,356ft)，突破了2英里水深的纪录(《WO》0903p13)。•1.2.1向深水、超深水和深井、超深井（含水平井）钻井采油是当前世界海洋油气开发发展的必然•C.海洋石油钻井向深井和超深井、大位移井推移趋势1.2.1向深水、超深水和深井、超深井（含水平井）钻井采油是当前世界海洋油气开发发展的必然•D.海洋石油采油井深向深井和超深井、大位移井推移趋势1.2.1向深水和超深水采油是当前世界海洋油气开发发展的必然•(4)深水和超深水采油成本由于高的采油量而成本不再高不可攀•随着技术的进步和新技术新材料的不断开发应用，由十多年前的当量桶油成本6美元下降为2002年不足4美元。•油田建设周期也不断缩短，由10多年前的8年下降为5~6年，建设周期的缩短，使得项目的经济效益显著提高，又进一步促进了深海石油开发的发展。(5)高的油价更驱使深水和超深水油气田开发1973~2008.02全球油价走势(图1-5)世界油价可能重蹈1979-1980年的覆辙要作两手准备•世界经融海啸可能使油气装备工业发展驱缓，但海洋和深海油气开发总趋势不会改变。1.世界海洋和深海油气开发前景及发展总趋势•1.2全球海洋油气开发与钻采装备发展总趋势•1.2.1向深水、超深水和深井、超深井、大位移井钻井采油是当前世界海洋油气开发发展的必然•1.2.2全球海洋钻采装备发展总趋势是向第六代发展1.2.2全球海洋钻采装备发展总趋势是向第第六代发展(1)海洋石油钻井采油平台总分类(图1-7)•1—浅海座底式（或称人工岛或沉箱式）采油平台；2—固定式采油平台；3—自升式钻井、采油平台；4—张力腿式采油平台；5—半潜式钻井、采油平台；6—船式钻井、采油平台；7—浮式生产系统。注：由于采油平台上大多有钻井或修井装置，故采油平台也可称为钻采平台。(2)世界第1~6代移动式平台（船）的展望A国外第1~5代半潜式钻井平台和钻井浮船及其上设备的年代与特点综合汇总表(表1-4)序号项目数据范围及主要特点第1代第2代第3代第4代升级改造(多为第4代)第5代1出现年份1970年前1971~1978年1974~1984年1985~1995年1992~1999年2000至今2半潜平台结构或型式矩形、将陆上装备移置至海上三角形、五角形、矩形等各种型式从多种型式向矩形过渡矩形6~12立柱、十字形等矩形、少立柱、少节点和斜撑3可变载荷(t)，半潜平台：钻井船：≤2000≥30002000~30005000~80003000~40005000~1