深水鑽井

深水鑽井

深水鑽井,一般是指海上作業水深超過900米,工業上常用深水和極端水深來區別。極端水深指大於1500米 的水深。 當現有的石油儲量開採比例不斷增加,勘探新的石油資源就迫在眉睫。海洋深處是石油開發的寶域,近年來,世界許多國家都開始進行深水鑽井方面的研究。 目前,世界上深水鑽井最活躍的地區是:墨西哥灣、西非和巴西。到目前為止,在水深達到 1800米處進行石油開採已經是可以實現的。

定義

深水鑽井 深水鑽井

石油工業沒有關於“深水”的預先定義。“深水”的定義隨時間、區域和專業在不斷變化。隨著科技的進步和石油工業的發展,“深水”的定義也在不斷發展。

ABB的定義 Definition from ABB Vetco Gray

>1,500 ft (450m) 深水生產

>3,500 ft (1,070m) 深水鑽井

>6,000 ft (1,800m) “超深水”

常規區分

對於深水,有人說:

> 180 m

> 500 m

深水鑽井 深水鑽井

> 1,000 m

但深度不是唯一的著眼點。

主要問題

一、海底頁岩的穩定性

由於沉積速度、壓實方式以及含水量的不同, 海底頁岩的活性很大。河水和海水攜帶細小的沉積物離海岸越來越遠,這些沉積物由於缺乏上部壓實作用,所以膠結性差。在某些地區,常表現為易於膨脹和分散性高,這將會導致過量的固相或細顆粒分散在鑽井液中。

在挪威的海上鑽井的泥漿體系 ,少量的氯化鈣和濁點甘油被用於增強頁岩的穩定性。

二、鑽井液用量大

在深水環境下鑽井作業需要很大量的鑽井液,一般隔水管體積就高達1000桶,再加上平台鑽井液系統,以及由於井眼直徑大,為了鑽達設計井深,一般下入的套管也多,因此 需要的鑽井液體積就要比其他同樣深度但鑽井條件不同的泥漿循環總量要大。 使用有效的固控設備,把鑽井液中的鑽屑含量控制在適 當的範圍內,可以節省大量的鑽井液費用。深水鑽井時至少應該配備三台高頻振動篩,大流量除砂器、除泥器、泥漿清淨器和離心機等固控設備。

三、淺水流動

深水鑽井在海底以下90~2100米深度內,有可能發生淺水流動(SWF)。據報導淺水流動是鑽井複雜的原因, 主要表現為鑽井、下套管及注水泥出現困難。在墨西哥灣的80口深水井中(水深超過600米),60%以上的井都有過 不同程度的淺水流。最糟糕的情況下油井不得不報廢。 在鑽井過程中如果發現這個問題,建議下套管到砂岩 層頂面,然後在注水泥之前用乾淨液體封隔。淺水流動問題是在深水固井作業中所遇到的最主要的問題之一。

四、井眼清洗

只要鑽井液流速足夠高,就可以清洗任何尺寸的井眼。但是,在深水鑽井時,開孔直徑、套管和隔水管直徑都比較大,鑽井設備所能提供的泥漿流速不足以達 到清洗井眼的目的。因此,必須對泥漿清洗井眼的能力加以測量。

技術要點

只要越過大陸架,典型的深水問題就會出現。

深水鑽井 深水鑽井

據2002年在巴西召開的世界石油大會報導,油氣勘探開發通常按水深加以區別:水深400m以內為常規水深,400m-1500m為深水,超過1500m為超深水。



深海鑽井平台假設原理

隨著人類對油氣資源開發利用的深化,油氣勘探開發從陸地轉入海洋。因此,鑽井工程作業也必須在灝翰的海洋中進行。在海上進行油氣鑽井施工時,幾百噸重的鑽機要有足夠的支撐和放置的空間,同時還要有鑽井人員生活居住的地方,海上石油鑽井平台就擔負起了這一重任。由於海上氣候的多變、海上風浪和海底暗流的破壞,海上鑽井裝置的穩定性和安全性更顯重要。

海上石油鑽井平台可分為固定式和移動式兩種。固定式鑽井平台大都建在淺水中,它是藉助導管架固定在海底而高出海面不再移動的裝置,平台上面鋪設甲板用於放置鑽井設備。支撐固定平台的樁腿是直接打入海底的,所以,鑽井平台的穩定性好,但因平台不能移動,故鑽井的成本較高。

為解決平台的移動性和深海鑽井問題,又出現了多種移動式鑽井平台,主要包括:坐底式鑽井平台、自升式鑽井平台、鑽井浮船和半潛式鑽井平台。

坐底式鑽井平台又稱沉浮式或沉底式鑽井平台,其上部和固定式鑽井平台類似,其下部則是由若干個浮筒或浮箱組成的桁架結構,充水後,使鑽井平台下沉坐于海底並處於工作狀態,排水後,使鑽井平台上浮可進行拖航和移位。坐底式鑽井平台多用於水淺、浪小、海底較平坦的海區。

自升式鑽井平台是有多個(一般為3~4個)樁腿插入海底,並可自行升降的移動式鑽井平台。自升式鑽井平台基本由兩部分組成,一部分是可以安放鑽井設備、器材和生活區的平台,另一部分是可升降並可插入海底的樁腿。我國自行製造的自升式鑽井平台“渤海一號”平台的四根樁腿是由圓形的鋼管做成的,樁腿的高度有七十多米,升降裝置是插銷式液壓控制機構。該型鑽井平台造價較低、運移性好、對海底地形的適應性強,因而,我國海上鑽井多使用自升式鑽井平台。

鑽井平台樁腿的高度總是有限的,為解決在深海區的鑽井問題,又出現了漂浮在海面上的鑽井船。鑽井船的排水量從幾千噸到幾萬噸不等,它既有普通船舶的船型和自航能力,又可漂浮在海面上進行石油鑽井。由於鑽井船經常處於漂浮狀態,當遇到海上的風、浪、潮時,必然會發生傾斜、搖擺、平移和升降現象,因此鑽井船的穩定性是一個非常關鍵的問題。海上鑽井船的定位常用的是拋錨法,但該方法一般只適用於200m以內的水深,水再深時需用一種新的自動化定位方法。

半潛式鑽井平台其結構形式與坐底式鑽井平台相似,上部為鑽井的工作平台,下部為浮筒結構。它綜合了坐底式鑽井平台和鑽井船的優點,解決了穩定性和深水作業的矛盾。鑽井作業時,平台呈半潛狀態漂浮在海面上,浮筒在海水下的20~30m處,受大海風浪的影響小,所以平台的穩定性比鑽井浮船要好,鑽井作業結束,排出水形成浮箱後可進行拖航,是海上鑽井套用較廣泛的一種石油鑽井平台。

首座深水鑽井

深水鑽井 深水鑽井

中國首座自主設計、建造的第六代深水半潛式鑽井平台“海洋石油981”已於2012年5月9日在中國南海海域正式開鑽。

這將是中國石油公司首次獨立進行深水油氣勘探開發,標誌著中國海洋石油工業的深水戰略邁出了實質性的步伐。

據了解,此次開鑽水域在中國南海水域距離香港東南320公里處,開鑽井深1500米。

國際上一般將水深超過300米海域的油氣資源定義為深水油氣,1500米水深以上稱為超深水。在豐富的海上油氣資源中,深水、超深水的資源量占全部海洋資源量的30%至40%。在全球獲得的重大勘探發現中,有50%來自海洋,主要是深水海域。深水海域已經成為國際上油氣勘探開發的重要接替區域。

中國海洋石油工業勘探開發的海上油田水深普遍小於300米,大於300米水深的油氣勘探開發處於起步階段。中國南海油氣資源極為豐富,整個南海盆地群石油地質資源量約在230億至300億噸之間,天然氣總地質資源量約為16萬億立方米,占中國油氣總資源量的三分之一,其中70%蘊藏於153.7萬平方公里的深海區域。

海洋石油981主要參數

船舶登記號11B5001
中文船名海洋石油981
英文船名HAI YANG SHI YOU 981
船舶呼號BYDG
國際海事組織編號9480344
船旗國China
船籍港Zhanjiang
船舶所有人China National Offshore Oil Corp.
船舶管理公司China Oilfield Services Limited
船舶類型及用途Semisubmersible
下次特檢日期2016-10-17
總噸位34483
淨噸位10344
船舶總長114.07
垂線間長114.07
型寬78.68
型深38.60
乾舷11,000.00
平均吃水19.00
船體附加標誌Drilling Unit ;HELDK ;PM ;IWS ;DP-3
船舶建造廠Shanghai Waigaoqiao Shipbuilding Co., Ltd.
輪機附加標誌AUT-0
船舶建造地點China
船舶建造時間2011-10-18
發電機*數*功率*電壓AMG 0900LS10 LAE*1*5530*11000 ;AMG 0900SL10 LAE*8*5530*11000
起貨設備類型,數量,安全負荷Crane,2,100 ;Elevator,2,0.998

981撤回

海洋石油981撤回的主要是因為達到目的適時轉場。雖受到越美兩國的干擾,外交部發言人一再強調上述作業完全是中國主權範圍內的事情。未來南海發生大規模軍事鬥爭的機率較小,即使發生戰爭也解決不了問題。

原因:達到目的適時轉場

首先,中國達到了目的。在某種程度上講,這種活動屬於關係探底,兼顧經濟可行性的考察。這種目的已經達到,轉場理由充分,時機比較合適。此次行動取得了重大突破,改變了現狀。

其次,美國態度的變化。與其他國家單方面指責中國的態度不同,在南海問題上,美國實際上是不站邊的態度。儘管7月10號美國參議院通過412號決議案要求中國撤回981平台,但也聲明南海問題不只是中國單方面造成的,對其他國家也進行了指責,各打五十大板。

再次,獲得油氣發現還需要時間。981的工作區塊歸屬於中石油,並不屬於中海油。981鑽井平台進入南海之前並沒有做很詳細的研究和經濟測算,連三維地震都沒有做過,這個區塊僅僅只是具有油氣顯示,並沒有到達工業發現、商業發現的階段。

背景:需要和平的環境

中國至今並未在南海爭議區進行實質性的開發。1992年中國政府與美國克里斯通石油公司合作,計畫在南沙海域進行油氣資源勘探開發。但由於越南的抗議,中國於1996年就撤離萬安北的區塊。考慮到擱置爭議、共同開發以及和平崛起的政策,中國政府一直以來沒有對南海油氣資源進行開發,而包括越南在內的其他國家在南海爭議區做了大量開發。所以從油氣資源開發角度來講,中國還沒有在爭議區做出實質性的舉措。

981平台基本具備海洋油氣開發的技術要求。我國倡導開發海洋經濟,而油氣開發是海洋經濟的一個重要的組成部分。在我國真正要開發南沙群島以及西沙群島以南這些海域之前,我們還缺少技術措施。981作為一個深水的鑽井平台,具備了這方面的技術要求。所以此次981平台在南海作業是中國政府對南海油氣資源開發並創造實質性存在的第一個步驟。

當前國際形勢複雜,海上糾紛是熱點。比如981鑽井平台撤回事件與之前的烏克蘭事件、香港台灣的保釣行動等。海洋主權爭議是關乎戰爭的敏感問題。二戰、內戰、抗美援朝、越戰都是因為主權問題引發的。二戰結束後,中國作為戰勝國,收復日本在南海的占領區,國民政府勘察後繪製了南海位置圖上的十一段線,主權問題沒有任何爭議。之後的越戰幫助史達林奠定了東方的地位,但是切斷了我國與其他國家建立正常關係的可能。

70年代以來,鑒於當時中國沒有足夠能力開發南海,也沒有開發南海的經濟利益,越南卻在南海活動比較頻繁,於是引起了今天的主權爭議。

當後來中國經濟發展起來了,國際地位也上升了之後,出現了“你在我也在”的情況,再後來變主動成“我在你也可以在”。二戰之後的結局,主權為大,有爭議要談判解決,戰爭解決不了問題,這幾十年我們走過了三個階段:我不來你也別來、你在我也在、我在你也可以在。

從西方國家對伊朗和俄羅斯的制裁來看,這個時代不是拳頭解決問題的時代。西方國家對莫斯科搞金融制裁,其手段比對伊朗的制裁更進了一步。制裁伊朗最重要的手段是銀行的交割,這就是為什麼伊朗會屈服的原因。

對俄羅斯的制裁不是針對國家,是針對普京身邊人的制裁,效果也是理想的。比如Visa和Master card停掉了俄羅斯四家銀行的信用卡支付,結果導致俄羅斯的一個企業家在親人進行手術時無法用信用卡支付。普京站出來指責西方國家的金融制裁不夠人道,把政治經濟帶入市場經濟也不公平,後來Visa和Master card很快解除了對兩家銀行的封鎖。所以說,不是軍事強大就可以為所欲為的時代,戰爭手段在網路全球化和金融全球化、資本全球化的社會已經不適用了,金融領域的封鎖和制裁比炸彈的影響要大得多。

影響

中央對鬥爭方式有自己的綜合考慮。軍事鬥爭並不可取,經濟鬥爭也可能造成兩敗俱傷。未來我們需要創新鬥爭方式。

未來南海局勢發生大規模軍事鬥爭的可能性很小。未來南海要么形成一種和平機制、共同管理共同開發,要么明確主權歸屬問題。南海局勢將會長期處於反覆的鬥爭和博弈之中,甚至會出現一定程度的激化。但發生大規模軍事鬥爭的可能性很小。

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