海洋石油工业的现状与发展

海洋石油工业的现状与发展

自20世纪70年代以来，中国的石油生产已经接近34a，而且发展非常迅速。海洋油气产量从1971年的8.69万t,增加至2003年的3336万t(国内约3000万t油当量);其勘探开发装备从无到有,至今已具有相当的规模。为追赶世界海洋石油工业的先进技术水平,既应肯定成绩,亦应找出差距,以利赶超和进一步发展我国海洋石油工业。1中国海洋石油工业进展概况1.1产量的20%1982～2003年,中国海洋石油总公司(以下简称中海油)的油气产量约占我国油气产量的20%。2004年,中海油提出了2008年实现国内4000万m3的油当量,2010年,实现国内5000～5500万m3油当量,海外实现权益油2000万m3油当量的目标。中海油巳成为国内(含中油集团、中石化集团)三大鼎足成员之一。1.2油气资源开发和合作通过多轮国际招标,截至2002年年底,中海油与18个国家和地区的70多家石油公司签订了150多个石油开发合同和协议,外方累计投资$70多亿美元。至1997年,南海东部海域年产油1297万t;发现油田和含油气构造24个,探明优质储量近5亿t;在南海西部海域,与美国阿科公司合作,发现并建成了崖13—1气田,对香港和海南供气;南海西部石油公司与法国道达尔公司合作开发了涠州10—3油田;在渤海海域,中海油的地质专家将深层找油的思路改为浅层找油,在英国BP公司合同期满退出合同的区块里进行钻探,发现了地质储量超亿吨的秦皇岛32—6油田,1999年,美国菲利浦斯石油公司据此在渤海湾中部发现了蓬莱19—3大油田。采用对外合作与自营并举,实行“两条腿走路”的战略。中海油渤海石油公司先后发现了锦州20—2凝析油田、绥中36—1油田(地质储量近3亿t)、秦皇岛32-6油田(储量近2亿t);南海西部公司先后在北部湾自营钻探的涠10-3N-1井获得日产原油824m3,在南海莺歌海海域西部,自营发现了中国第三大气田——东方气田,并按国际标准,先后自营开发了涠10-3北和涠11-4油田。上述勘探开发技术、工程设计、建设承包能力及工程项目的综合管理,均逐步达到国际水平。从海上物探、钻井、测井、完井、平台制造、海上安装、敷设管道到采油、储油和运输等大规模勘探开发,生产体系已初具规模。实施走出去的战略。中海油先后收购了印度尼西亚马六甲油田32.58%和6.93%的权益,这是我国第一个海外油田,可年获产油40万t。2003年,以$3.48亿元收购了其与国内合资实体液化天然气项目25%的股权,以及西北大陆架项目5.3%的权益。印度尼西亚东固项目是福建LNG项目气源,中海油投资$2.75亿元收购了该项目12.5%的权益。此前,还以$5.91亿元收购了西班牙在印度尼西亚的5个石油区块的资产,一举成为印度尼西亚海上最大的石油生产商。在这一系列收购完成后,2003年,中海油海外油气田的产量占总产量的比例将由1998年的2.63%增加到20%以上。此外,中海油的物探、钻井、船舶、海工等公司多次到海外承包作业。1.3湖油气资源现状经过原地矿部(现中石化集团)上海海洋石油局近30a的勘探,证明东海油气资源丰富。1999年与上海市和中海油联合开发了东海平湖油气田,其最高日产油3000m3、天然气180万m3;目前,正在开发的春晓天然气气田群,其天然气日产量将是平湖油气田的5倍以上。据能源博览2004-03-03称,在我国海域全方位调查,圈定了38个油气沉积盆地,初步计算油气资源量可达351～404亿t以上的油当量,其中,近海海域11个油气沉积盆地可达213～245亿t的油当量。其中大部分在东海和南海海域,开发前景看好。1.4fpso和fpso从1970年～今,国内曾设计建造移动式钻采平台12座(包括进口共24座)、固定式(导管架式)采油平台65座、FPSO11艘(总共有13艘,其中,新建造8艘,是世界上拥有新FPSO最多的国家)、海底管线2000多km、水深5m以内的浅水坐底式钻井平台3座、采油平台10余座。1.4.1主要建造国内企业实现了20个独立设备的建造a)由708研究所等设计单位与使用单位、建造单位(上海外高桥船厂、江南船厂、沪东船厂、上海船厂等)密切合作,承担了大部分国内移动式钻井采油装置的设计建造。除2000年以前,完成勘探1号双体式钻井浮船、勘探3号半潜式钻井平台各1艘,渤海明珠号和渤海友谊号共2艘FPSO外,2000年至今,完成了渤海长青号、渤海世纪号、渤海奋进号、海洋石油3号和在建的FPSO等的设计和建造。b)2000年以前,大连造船厂主要承担了渤海1、3、5、7、9号共5艘自升式钻井平台的建造;现今的大连新厂,建造有大型干船坞(船坞宽约110m)。2000年至今,继为挪威完成建造宾果9000系列共4艘半潜式钻井平台(其中,大连新厂主要承担船体建造,其主要参数是工作水深2500m、钻深能力9144m;可变载荷70MN)之后,又完成3艘FPSO的建造和正在筹建新的FPSO,其吨位分别达15～17万t和21万t;现正在承接122m(400英尺)工作水深的自升式平台建造。c)中海油所属设计公司几乎承担了全部国内固定式采油平台的设计。2000年以前,按照国际标准,独立设计建造了40余座水深5m以上的固定式(主要为导管架式)采油平台;2000年至今先后完成了国内主要油气田开发工程平台设计共20余座;深圳赤湾和渤海平台公司建造了50余座导管架式采油平台。d)中国石油和石化集团公司与上海交通大学、708所等单位合作,自行设计建造了10余座在5m水深之内的采油平台和胜利1～3号共3艘坐底式钻井平台。1.4.2主要生产制造钻机我国陆上石油钻采机械,先后有兰州石油机器总厂、宝鸡石油机械厂、四川广汉宏华有限公司、江汉二机厂、胜利油田总机厂、上海神开公司等生产制造成套1500～7000m等系列钻机及其配套仪表。近年来,已有6000m石油钻机(含配套的1176kW(1600hp)泥浆泵等)、4500m修井机、平台采油树、349mm(13.75英寸)×69MPa防喷器等用于海上平台钻井和采油。1.4.3其他国家钢管厂上海宝山钢铁公司、武汉钢铁公司、鞍山钢铁公司,先后研制的海洋平台结构用钢和石油专用钻杆、油管、套管、板材与型钢,这些产品除国内油气田工程广泛使用之外,还部分出口美国、加拿大、俄罗斯、澳大利亚、新加坡、印尼、泰国等国家;广东、宝鸡、沙市、上海中轻、鞍钢等钢管厂均可分别生产符合API5L的直缝(ERW或LSAW管,最大口径可达ϕ1219mm(48英寸)或螺旋焊接钢管;2002年,又建成了用于西气东输中的大口径API5L直缝焊管(LSAW管)专业生产厂,为我国近年来大量建设油气管道节省了大量外汇并有部分出口。1.4.4通用机泵阀系统目前,我国已能够成套生产综合录井仪、部分配套生产电子司钻仪和相关电机、电子设备、船用电缆等。海上相当部分的通用机泵阀也开始采用国产设备。总之,我国在海洋石油工业技术装备方面已初步具备自行配套的能力。2中国的石油和天然气工业在世界石油和天然气工业中的地位2.1中国已经确定了原油和天然气储量的位置2.1.1第1位:第10位2002年,我国原油储量为37.68亿m3,仅占当年全球原油储量1643.95亿m3的2.29%,仅列第10位。2002年原油储量第1～9位的国家分别是沙特阿拉伯(储量412.42亿m3)、伊拉克(储量182.84亿m3)、伊朗(储量158.99亿m3)、科威特(储量153.43亿m3)、阿联酋(储量98.49亿m3)、俄罗斯(储量93.43亿m3)、委内瑞拉、尼日利亚和利比亚。2.1.2天然气储量单因素2002年,我国天然气储量为13209.8亿m3,占当年全球天然气储量1735438.5亿m3的0.76%,仅列世界第18位。2002年天然气储量第1～6位的国家分别是俄罗斯(储量481385.6亿m3)、卡塔耳(储量259379.6亿m3)、伊朗(储量258699.8亿m3)、沙特(储量65298.5亿m3)、阿联酋(储量56633.6亿m3)、美国(储量53508.8亿m3)、我国还依次少于尼日利亚、阿尔及利亚、委内瑞拉、伊拉克、马来西亚、澳大利亚、挪威、印度尼西亚、加拿大、荷兰和科威特。2.1.3ge3g2002年,我国原油和天然气油当量储量之和为50.89亿m3,仅占当年全球原油和天然气油当量储量之和3379.39亿m3的1.51%,位居世界第13位。该年原油和天然气油当量储量之和居世界第1～6位的国家分别是俄罗斯(当量油气储量574.82亿m3)、沙特阿拉伯(477.72亿m3)、伊朗(417.69亿m3)、卡塔耳(290.48亿m3)、伊拉克(214.7亿m3)、科威特(168.32亿m3),我国还依次低于阿联酋、委内瑞拉、尼日利亚、美国、阿尔及利亚和利比亚。2.22003年和2002年，中国在不同国家的挖掘总数中2.2.1世界三位井位我国2002年完成总钻井数9983口,总钻井进尺16188.5km,占世界完成总钻井70053口的14.25%;占世界完成总钻井进尺110479km的14.65%,位居世界第3位。位居世界第1位的是美国,2002年完成总钻井总数28940口,总钻井进尺47227.25km;居第2位的是加拿大,当年完成总钻井17182口,总钻井进尺17768.8km;居第4～8位的分别是俄罗斯(完成总钻井4260口,总钻井进尺9087.8km)、阿根廷、印度尼西亚、委内瑞拉和墨西哥。2.2.2舰队的2.14%我国2002年海洋钻井80口,占当年世界海洋钻井3103口的2.58%;我国投入使用的海洋移动式钻井装置为9艘,占当年世界投入使用海洋移动式钻井装置420艘的2.14%。2002年世界海洋钻井数位居1～9位的分别是美国(海洋钻井822口、使用海洋移动式钻井装置197艘)、英国(海洋钻井360口、使用海洋移动式钻井装置22艘)、印度尼西亚(海洋钻井210口、使用海洋移动式钻井装置7艘)、挪威(海洋钻井200口、使用钻井装置14艘)、马来西亚(海洋钻井169口、使用钻井装置14艘)、泰国(海洋钻井165口、使用钻井装置8艘)、巴西、澳大利亚和埃及(使用海洋移动式钻井装置数为2002年7月的统计数)。2.3世界各国的石油产量和采收率2.3.1世界天然气液体的生产2002年,我国原油/天然气液体(NGL)产量以2.72%的年增长率达到19672.63万m3/a(据中石化集团内部资料统计,2002年中国原油产量为1.67亿t,若以密度为0.849折算,相当于19672.63万m3/a),从2001年的第7位跃居至第6位,占2002年世界原油/天然气液体(NGL)产量443127.38万m3/a的4.44%。2002年,世界原油/天然气液体(NGL)产量位居1～5位的分别是前苏联(54375.37万m3/a)、美国(47121.46万m3/a)、沙特阿拉伯(42827.14万m3/a)、墨西哥(20833.万m3/a)和伊朗(19864.72万m3/a)。2.3.2世界历史上世界第3位2002年我国海陆油气井总数为95000口,占当年全球油气井总数898061口的10.58%,位居世界第3位;位居世界1～2位的分别是美国(518805口)、俄罗斯(118232口);位居世界4～8位的分别是加拿大(54312口)、阿根廷(15144口)、委内瑞拉(12982口)、罗马尼亚(9590口)、印度尼西亚(9150口)。2002年位居全球产油第3位的沙特阿拉伯,油气井总数仅为1525口。2.3.3世界各国的船舶定义2002年,我国海洋采油平台为19座(艘),占全世界39个国家总计341座(艘)的5.57%,居世界第6位。前5位分别是美国(77座)、印度尼西亚(35座)、尼日利亚(30座)、伊朗(20座)、马来西亚(19座)。3中国与世界海上石油工程的差距3.1海底开采工作a)钻井工作水深2003-02,雪佛隆-德土古公司用DiscoverDeepSea钻井船,在美国墨西哥湾,创造钻井工作水深达3051.35m(10011英尺)的世界纪录。我国钻井工作水深小于500m。b)钻井井深(钻井垂直深度)2003-02,美国雪夫隆公司在墨西哥湾绿色峡谷640号区块,创造钻井井深达9210m(30217英尺)的世界纪录。我国钻井井深小于5500m。c)海底采油工作水深2002年秋天,马拉松石油公司在美国新奥尔兰东南348区块,在2196m(7200英尺)水深完成海底完井作业。2002-12,巴西石油公司在巴西坎婆斯盆地,采用Halliburton公司的Sea-L英寸k海底-水面电液系统,在水深为2741m(8993英尺),完成了DST测试。我国海底采油工作水深小于500m。d)海洋采油井井深记录2001年,ShellOffshore在外陆架(OCS)—602区块的A—4井,在井深7088.7m(23257英尺)进行采油作业;2003年BakerOilTools为Shell在墨西哥湾测量深度8071m,垂深5184m的高温高压井下完成完井作业(2004-03美国《E&P》杂志报导)。我国海洋采油井井深小于5000m。e)水平钻井位移1997年后,英国石油公司完成水平钻井位移10113.5m,垂深1605.08m,水平位移与垂深比为6.3。1997年,我国在西江24—3平台与国外合作的西江24-3-A14井,创造了水平位移达8062.7m记录。f)水平井完井的世界记录2003年北海海区雪隆德士古的Capta英寸油田,由贝克石油工具公司创造了在水平距离2768m(8305英尺)的开孔卵石板叠层中完井的世界记录(美国2004-03《E&P》杂志报导)。我国无。g)石油钻井下套管2003-08-25,美国Unocal在WalkRidge678区块的St.Malo1号井,下406.4mm(16英寸)钻井套管,下套管重632.93t,深度6874m(22554英尺);2003-09-13,美国Unocal在同一井中,下340～346mm(13～13英寸)套管柱(《DiscovererSpirit》钻井船),创下套管柱重652.7t,深度为7400m(24277英尺)的世界纪录。我国下套管柱重小于400t。h)盘形油管井内下放最深的世界记录2004-03《E&P》杂志报导,2003年,在墨西哥湾密西西比Canyon区Shell的张力腿平台(TLP),由斯伦贝谢公司完成盘形油管井内下放深至8303m(27240英尺)的世界纪录。我国无。i)石油钻井LWD工作最深的世界记录2004-03《E&P》杂志报导,2003年斯伦贝谢公司在加拿大近海用四芯导线组合的LWD,下入井深9375m(30757英尺),成功完成钻井时的LWD作业。我国钻井LWD工作最深小于5000m。3.2工作深水情况据统计,2000～2004年,全世界共建造新的自升式平台16艘、半潜式平台18艘、钻井浮船6艘。我国在同期仅建造了半潜式平台4艘,而且只是建造船体,设备全部由国外建造配套;我国目前正在建造自升式平台1艘。a)自升式钻井平台2002年建成的玛士基创新者号,船体长88.7m×宽102.4m×型深11.6m;工作水深150m(492英尺);钻深能力9144m(30000英尺);可变载荷10000t;2003年建成的波勃.帕尔麦号,船体长88.7m×宽102.4m×型深11.6m;工作水深167.6m(550英尺);钻深能力10668m(35000英尺);可变载荷8097t。我国渤海4号和勘探2号长64.9m×宽64.6m×型深8.26m,工作水深90m(300英尺),钻深6000m,可变载荷1735t;大连新厂正在建造122m(400英尺)工作水深的平台。b)半潜式钻井平台2003年建成的全球圣塔菲开发钻井者1号和2号,长68.284m×宽68.28m×型深36m;可变载荷7000t;工作水深2286m,可加深至3048m;钻深111430m;钻机功率5145kW(7000hp)。同年由俄罗斯Vyborg船厂建造的NobleClydeBoudreaux号,长96.9m×宽75.6m×型深34.4m;可变载荷6400t;工作水深3048m;钻深10668m。我国大连新厂承担船体建造的宾果9000系列共4艘,工作水深2500m,钻深9144m;长110m×宽75m×型深45m;可变载荷7000t;钻机功率2205kW(3000hp)。c)钻井浮船2000-03建成的钻井浮船,船长205.1m×宽40m×型深19.5m;工作水深3048m,钻深11278m;可变载荷25000t;钻机主绞车功率为4851kW(6600hp)。我国建造的勘探1号双体式钻井浮船工作水深小于200m,钻深4500m。d)移动式海上生产(采油)装置(MOPU)2001年末建成的当前世界最大的采油驳船“Girassol”(BFPSO),由韩国现代建造,长300m、宽59.44m、载重343000×103kg、工作水深1350m;用于安哥拉近海的Girassol油田采油。2004年建造的当前世界最大的浮船式FPSO“Agbami”号,设计载重400000×103kg,储油能力31.8万m3;工作水深1500m,拟用于尼日利亚近海。我国正在建造的21万tFPSO,工作水深小于300m。e)无限制工作水深采油平台2003-12《E&P》报导,2003-03,BP和Shell公司合作开发了一个距水面200～300m的工作平台,从而勿须将全部设备置于海底(避免了置于海底的重型BOP和更长的隔水立管)而达到无限制钻采工作水深,可节约20%～40%的钻井时间和费用。己建成的人工海床浮筒(简称ABS),2004年,计划用于西非安哥拉近海18区块超过50口深水井的钻井采油。我国无。f)顺应式采油平台2003-12《E&P》报导,2003年,Wood集团的Mustang工程公司新近完成详细结构设计的顺应式平台,工作水深823m(2700英尺),将用于安哥拉近海。我国无。3.3钻机与机械驱动方案a)常规石油钻机美国National-Oilwell公司生产的交流变频钻机,绞车功率为2940、3675、5145kW(4000、5000、7200hp);美国C-Emsco公司生产的交流变频钻机,绞车功率为3675kW(5000hp);Varco公司生产的交流变频钻机,绞车功率为3308、4410kW(4500、6000hp);HitecAHD公司的为4851kW(6600hp);德国Wirth公司生产的交流变频钻机的绞车功率分别为2756、3308、3675、4410kW(3750、4500、5000、6000hp)。转盘通径分别为698.5、952.5、1257.3和1536.7mm(27.5、37.5、49.5和60.5英寸)。我国石油钻机绞车功率最大为1470kW(2000hp);转盘通径为698.5、952.5mm(27.5、37.5英寸)。b)无绞车机械升降型钻机美国洛杉矶西部闹市区的BeverlyHills油田,采用无绞车机械升降行程19.8m(65英尺)的钻机,以顶部驱动旋转钻井,置于由液压缸推拉的可南北移动的滑橇上,北部为双排井,最大移动距离41.45m,南部为单井,最大移动距离31.09m,井距45.7mm(1.8英寸)。共可钻69口井。我国无。c)无绞车液缸升降型钻机分别安装于2艘半潜平台和2艘钻井船上,钻深为10660m(35,000英尺),用升降液缸替代了庞大笨重的绞车,也替代了浮式钻井庞大的钻柱运动补偿器,可降低成本30%。我国无。d)顶部驱动装置Varco公司的TDS-8SA型,功率845.2kW(1150hp);提升载荷10MN;National-Oilwell公司的PS2650/750型、Canrig公司的1275E型,功率551.2kW(750hp)、提升载荷7.5MN,均为交流变频驱动。我国顶部驱动装置,最大为交流735kW(1000hp)。e)三缸单作用泥浆泵National-Oilwell公司的14-P220型,功率1617kW(2200hp);Wirth公司的51.7～69.0MPa,功率1617～2205kW(2200～3000hp);Lewco公司的功率2205kW(3000hp)等泥浆泵,均为交流变频驱动。我国三缸单作用泥浆泵为AC-SCR-DC驱动,最大驱动功率1176kW(1600hp)。f)机械驱动长冲程泥浆泵2003年,美国洛杉矶闹市区的BeverlyHills油田,钻机所配套的泥浆泵是一种机械驱动长冲程泥浆泵。共有4个液力端,每缸冲程长达2718mm(107英寸)。我国无。g)防喷器美国Cameron和Shaffer公司的BOP通径为349.3mm(13.75英寸)和476.3mm(18.75英寸),封井压力103.5MPa(15000psi),其全封剪切闸板可切断340mm(13英寸)以下的套管和168.3mm(6英寸)S-135钻杆;美国Hydril公司的BOP通径349.3mm(13.75英寸)和476.3mm(18.75英寸),封井压力138MPa(20000psi)。我国防喷器最大通径为349.3mm(13.75英寸)、封井压力为69MPa(10000psi)。4海洋油气开发的重大建议和对策建议1)充分认识我国油气资源严重不足,年需要量的30%以上需要进口。需加大海洋石油勘探开发的力度,以减缓油气进口的势头。2002年,我国原油和天然气油当量储量之和为50.89亿m3。人均拥有当量储量仅为3.91m3,位居世界第13位,占当年全球原油储量和天然气的原油当量储量总和3379.39亿m3的1.5%,是俄罗斯人均395.07m3的1/100;是沙特阿拉伯人均2364.95m3的1/603;是美国人均31.49m3和1/7。2001年我国原油净进口6018.60万t;2002年原油进口6941万t,占国内原油消费量的30.2%(中石化集团内部资料统计);2003年原油进口9112万t;2004年中国石油用量将达3亿t左右。今年,我国的耗油量将超过全球石油产量的1/10,从而成为继美国之后世界第二大石油消费国。估计我国今后对石油和天然气的进口也将以每年约6%～10%的速度递增,预计到2010年,需要进口原油1.3亿t左右。石油和天然气进口剧增,是一个重要的经济问题,甚至会影响国家的安全。如前所述,我国海域初步计算油气资源量可达351～404亿t以上的油当量,约470亿m3,为我国2002年海陆原油和天然气油当量储量之和50.89亿m3的9倍,勘探开发潜力巨大,故需加大海洋石油勘探开发力度。2)既要肯定我国数10a来海洋石油工业发展的成绩,也要清醒认识与世界先进水平的差距,必须采取有效措施尽快缩小差距,尽快实施海洋油气开发重大技术装备国产化。建议加大投资,在京沪等地建设或充实各具特色的海洋石油工程科研机构,使之逐渐增加和拥有具有自主知识产权和可与当代先进水平并驾齐驱的专业人才,这是缩小与世界先