世界海洋石油工业勘探现状与方法

来源：中国石油新闻中心 作者：江怀友 潘继平 鲁庆江 田凤顺 李丽萍   发布时间：2009.03.19

海洋油气的勘探开发是陆地石油勘探开发的延续，经历了一个由浅水到深海、由简易到复杂的发展过程。1887年，在美国加利福尼亚海岸数米深的海域钻探了世界上第一口海上探井，拉开了海洋石油勘探的序幕。       海洋油气储量      全球海洋油气资源丰富。海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%，探明率30%左右，尚处于勘探早期阶段。据《油气杂志》统计，截至2006年1月1日，全球石油探明储量为1757亿吨，天然气探明储量173万亿立方米。全球海洋石油资源量约1350亿吨，探明约380亿吨；海洋天然气资源约140万亿立方米，探明储量约40万亿立方米。        油气资源分布       海洋油气资源主要分布在大陆架，约占全球海洋油气资源的60%，但大陆坡的深水、超深水域的油气资源潜力可观，约占30%。在全球海洋油气探明储量中，目前浅海仍占主导地位，但随着石油勘探技术的进步，将逐渐进军深海。水深小于500米为浅海，大于500米为深海，1500米以上为超深海。2000～2005年，全球新增油气探明储量164亿吨油当量，其中深海占41%，浅海占31%，陆上占28%。       从区域看，海上石油勘探开发形成三湾、两海、两湖的格局。“三湾”即波斯湾、墨西哥湾和几内亚湾；“两海”即北海和南海；“两湖”即里海和马拉开波湖。其中，波斯湾的沙特、卡塔尔和阿联酋，里海沿岸的哈萨克斯坦、阿塞拜疆和伊朗，北海沿岸的英国和挪威，还有美国、墨西哥、委内瑞拉、尼日利亚等，都是世界重要的海上油气勘探开发国。        海洋油气产量       海洋油气生产始于20世纪40年代，60年代为100万桶/天，2005年为2500万桶/天。       在世界海洋石油产量中，北海海域石油产量及其增长速率，一直居各海域之首。2000年产量达到峰值，即3.2亿吨，随后逐渐下降。波斯湾石油产量缓慢增长，年产量保持在2.1～2.3亿吨，而墨西哥湾、巴西、西非等海域石油产量增长较快，年均增长超过5.0%，其中，墨西哥湾可能在未来数年超过北海，成为世界最大产油海域。        海洋项目投资        伴随国际油价的持续高涨，全球油气勘探开发（E&P）总投资规模不断扩大。        海洋油气资源勘探水深        世界深水区钻井装置超过3000米水深、钻井能力达到1万米的钻井船有15艘，海上施工起重能力为到1.4万吨,水下焊接深度达到400米,深水铺管长度1.2万千米，水下维修水深超过2000米,深水区采油装置超过204座。2003年水下生产系统有2100套，2007年增加到5700套。       海洋油气勘探特点        工作区环境特点  与陆地油气勘探相比较，海上的台风所形成的巨浪、狂风影响勘探工作进度，威胁勘探人员的生命和财产安全。       勘探方法特点  陆地上的油气勘探方法与技术在海洋油气勘探中都是适用的。但是，受恶劣的海洋自然地理环境和海水物理化学性质的影响，许多勘探方法与技术受到了限制。       钻井工程特点  海上钻井工程设备的结构要复杂得多，海上钻井必须使用钻井平台。由于受海洋自然地理环境的影响，海上钻井工程要考虑风浪、潮汐、海流、海冰、海啸、风暴潮、海岸泥沙运动的影响。考虑海洋的水深、海上搬迁拖航等因素的影响，而陆地上钻井工程则无须考虑这些因素。       投资及风险特点  海上油气勘探的投资大幅增加，一般是陆地油气勘探投资的三到五倍。勘探投资主要体现在海上钻井设备的设计与制造、海上钻井设备的搬迁拖航、海上油气的集输、海上钻井施工过程中的后勤补给、海上钻井工程技术人员的工资与保险等方面。这些勘探投资都要比陆地上大得多。       海洋石油勘探优势  海洋地球物理勘探，由于交通便利和使用特殊的仪器设备，海洋油气勘探具有极高的工作效率。在海洋地震勘探中，地震船沿测线边前进边进行测量施工作业，施工作业效率比陆地地震工作效率高。       海洋油气勘探阶段划分        美国海上勘探阶段划分为初步勘探阶段和进一步勘探阶段。初步勘探阶段包括盆地评价、区块评价与圈闭评价、发现油气藏。进一步勘探阶段则以钻探井和评价井为主，以扩大含油气面积，增加和探明油气地质储量。       盆地评价阶段  部署40～8Okm稀测网的地震测量，结合重磁资料进行区域性大地构造分析，深入研究盆地结构，建立盆地构造样式和沉积模式，进行盆地的类比分析；评价盆地的含油气远景，计算盆地的远景资源量，做出是否继续勘探的评价。       区块及圈闭评价阶段 通过地震的加密和高精度的非地震物探，进行勘探区块的划分与评价。主要是以区块为对象，进行圈闭分类排队，计算圈闭的资源量并进行风险分析。通过地震精查做出新一轮的评价后，实施圈闭初步钻探工作，发现油气田，初步评价储量的商业价值。       进一步勘探阶段  主要是通过进一步的钻探工作扩大含油气面积，并计算油气田的探明储量。美国海上油气勘探在盆地勘探早期，特别重视同世界各国含油气盆地之间的类比分析。勘探工作中特别强调资源评价的重要性，使之成为整个勘探工作的核心。在局部构造的准备上精益求精，并进行风险分析。        世界海洋地震船调查       截至到2006年，全球共有22家公司从事海上地震勘探作业，共拥有船只125艘，其中能够承担滩浅海或过渡水域的作业船共有51艘，能够承担深水地震勘探的有74艘。        海洋勘探钻井       海上钻井需要使用平台和钻井船。自升式钻井平台,钻探水深一般小于180m ,移动性能好，造价低，拖航困难，平台定位操作复杂。半潜式钻井平台，水深60～2000m，最深达3100m，稳定性好，能适应恶劣海况，自航速度低，造价高。深水钻井船，水深300～6000m，移动性高,动力定位，受风浪影响大，甲板使用面积小。       深水油气勘探       深水区油气资源的勘探开发受恶劣复杂的环境和储藏特性限制,具有"四高"特点,即高新技术、高风险、高技人、高回报。据《世界深水报告》资料,未来44%油气储量在深水中，而现在仅占3%,可见其潜力之大。       世界水深500米或超过500米的深海油气勘探开发始于上个世纪7O年代，至2002年底，已发现470亿桶石油。据美国地质调查局和国际能源机构估计，全球深海区最终潜在石油储量有可能超过1000亿桶。2004年深海石油产量约可满足全球石油需求的5%，2010年深海原油产量可达850万桶/年 (4.3亿吨/年)，可满足全球石油需求的9%。全球水深500～1500米的油气勘探已变成了多数海洋油气经营者重要战略资产的组成部分。如墨西哥湾,其深水区油、气占有量从1990年的4%和1%，10年后快速升到64%和36%,发展速度较快。2004～2008年将是深海油气勘探的活跃期。       根据Offshore Resources资料，2001～2007年全世界投入的海洋油气开发项目将达到434个,其中水深大于500m的深水项目占到了48%,水深大于1200m的超深水项目达到了22%。采用浮式生产系统的项目达到了209个。亚太地区的开发活动仍以大陆架浅水海域为主,世界其他地区的开发活动己超出了大陆架范畴,主要集中在水深500m以上海域。随着大陆架油气资源的日益枯竭,向深海进军是大势所趋,深海平台技术已成为国际海洋工程界的一个研究热点。       巴西近海、美国墨西哥湾、安哥拉和尼日利亚近海是备受关注的世界四大深海油区。几乎集中了世界全部深海探井和新发现储量。据2003年底的统计，在巳发现的深海储量中巴西有146亿桶，其中的5大发现就超过100亿桶，墨西哥湾有140个发现，储量达115亿桶 安哥拉近海有41个发现，储量95亿桶。尼日利亚的25个近海油田，储量达83亿桶。2004～2008年世界深海和超深海投资预测。预计未来五年，四大深海油区的石油产量将快速增长，估计到下一个十年之初，产量会陆续到达顶峰。       与大西洋盆地相比，东南亚的深海油气活动规模较小，对大型跨国公司的诱惑力不及西非、巴西和墨西哥湾，但东南亚未来的潜在利益为寻找深海区块的石油公司提供了机遇。2005～2008年，马来西亚和印尼未来五年成为亚洲深海油气活动的主要地区。       目前, BP、巴西国家石油公司、挪威国家石油公司、埃克森美孚、壳牌、哈斯基、优尼科等公司从事深水区勘探开发工作,拥有深水勘探开发核心技术。       深水油气勘探规律        目前深水油气勘探效益较好的地区多位于被动大陆边缘盆地或与被动大陆边缘相关的裂谷盆地，且往往是浅水区及陆上勘探的延伸。油气储层常为白垩系或第三系，且多为第三系深水浊积砂岩。深水油气勘探常以发现大中型油气田为目标和寻找大中型圈闭。深水区开发和发现的多为油藏。勘探热点地区均具有一套与油气成藏密切相关的盐岩。盐岩及和盐有关的构造已成为当前构造及油气成藏研究的热点。       海洋油气资源勘探展望       随着世界经济的发展，能源需求不断增加。在市场需求压力和高油价的驱使下，未来全球海洋油气勘探开发将继续较快增长，投资不断增加，海上油气产量继续增长，勘探开采作业海域范围和水深不断扩大。       世界天然气水合物中的有机碳约占全球有机碳的53.3%,而煤、石油、和天然气三者之和才占到26.6%。其中，分布在陆地上的天然气水合物的最大地质储量约为5300×108吨,分布在海洋的最大地质储量约为1.61×1015吨。仅海洋中的储量就可以满足人类1000多年的需要。目前,世界有122个地区发现了天然气水合物,其中陆地33处,海洋84处,已海底取芯20多处。日本在日本列岛东南斜坡陆棚深海发现了大量可燃冰，钻探30多口井,局部试采成功，已制定了2015年商业开采计划。美国在墨西哥湾深海区发现了大量可燃冰,并制订了2016年商业开采计划。目前开采海底天然气水合物的最大难点是保持井底压力稳定,防止甲烧泄漏,避免引发温室效应。天然气水合物可能成为人类新的后续能源，将逐渐成为海洋油气勘探开发的新亮点。        结论与认识       海洋石油资源量占全球石油资源总量的34%，累计获探明储量约400亿吨，探明率3O%左右，尚处于勘探早期阶段。       由于海洋特殊的环境，海上油气勘探的投资大幅增加，一般是陆地油气勘探投资的三到五倍。       海洋油气勘探以海上拖缆地震勘探为主要手段。海上勘探阶段划分为初步勘探阶段和进一步勘探阶段。初步勘探阶段包括盆地评价、区块评价与圈闭评价、发现油气藏。进一步勘探阶段则以钻探井和评价井为主，以扩大含油气面积，增加和探明油气地质储量。       墨西哥湾、西非及巴西等海域，将继续引领全球海洋油气勘探潮流，东南亚及澳大利亚大陆架海域、孟加拉湾、里海地区及两极大陆架地区等前景看好的海上新区将陆续投入勘探。发达国家勘探技术日渐成熟