深水油气勘探开发技术发展现状与趋势
石油勘探技术的未来发展趋势

石油勘探技术的未来发展趋势提纲:1. 石油勘探技术的现状和发展趋势2. 新兴技术在石油勘探中的应用3. 非常规石油勘探技术的发展和应用4. 石油勘探技术与环境保护的关系5. 石油勘探技术发展的挑战和机遇一、石油勘探技术的现状和发展趋势随着对石油储量需求的不断增加,勘探技术在不断发展。
目前,主要的石油勘探技术包括地震勘探、电磁勘探、重力勘探等。
地震勘探是当今最常用的石油勘探技术之一。
该技术主要通过声波在地下的传播,对地层进行成像和分析,从而预测石油储量。
不过传统的地震勘探仍存在一些缺点,如成本高昂、数据采集难度大等。
因此,新兴技术的发展正在逐步改变石油勘探的格局。
二、新兴技术在石油勘探中的应用近年来利用人工智能、大数据、云计算、物联网等技术的发展,为石油勘探提供了新的途径。
其中,以人工智能为代表技术的应用,是当前石油勘探领域发展的重要趋势之一。
人工智能技术可以通过大量的数据分析,快速提取有用信息,并实现高精度的预测和决策。
目前,以深度学习技术为代表的人工智能在资源勘探中发挥着越来越重要的作用。
此外,数据处理技术、AI辅助判断技术以及云算力等都能够帮助石油勘探在更大程度上理解地形特征、破译地壳构造、审查储层性质等。
三、非常规石油勘探技术的发展和应用传统的石油勘探技术主要是在地表和浅层地下探测,然而油气资源地质条件越来越复杂,石油储量稀缺,人们被迫寻找新的技术手段,以获取被泵送入地球最深、最难到达的地方的油气资源。
非常规油气勘探技术是一种新兴技术,主要包括页岩气开采技术、煤层气开采技术、油砂油藏开发技术等。
这些技术所适用的地层非常不同,常见的都是难以开发或者难度极大的地层类型,相对于传统石油勘探技术要更为复杂。
通过创新行业开采和压裂技术,极大地提高了非常规油气的提取效率,实现了非常规油气勘探和开发的顺利进行。
四、石油勘探技术与环境保护的关系石油勘探和开采活动通常会带来较大的环境影响。
石油企业对此的关注程度逐渐提高,并落实了一定的环境保护政策,研发更为环保的勘探技术。
深海开发技术现状及发展趋势分析

深海开发技术现状及发展趋势分析深海是指海洋深度大于200米的海域,在深海中具有广泛且重要的资源,如矿产、石油、天然气等。
随着人类对能源和资源需求的增加,深海开发逐渐成为一个备受关注的话题。
本文旨在分析当前深海开发技术的现状及未来发展趋势。
一、深海开发技术现状1.深海采矿技术深海采矿技术是指在深海中的矿床中进行采矿作业的技术。
目前最常用的采矿技术是深海黑色金属沉积物探矿和采矿技术,其采用箱采、暴露、深海淤泥水、水冲、挖掘机操作等方式进行装载、运输和卸载。
在深海黑色金属沉积物探矿和采矿中,遇到的主要问题是深海泥沙层厚度较大,含水量较大,泥沙结构稳定性较差等问题,需要采用一系列技术手段解决这些问题。
2.深海油气开采技术深海油气开采技术是指在深海中进行石油和天然气的勘探开采作业的技术。
深海油气开采技术保证了能源安全和经济安全两大核心利益。
目前,深海油气开采技术主要采用钻井技术进行作业。
目前已经在深海中实施了多个海底油井,部分油井的水深达到了3000米以上。
目前,钻井深度已经达到了4000米左右。
3.深海渔业技术深海渔业技术是指在深海中进行捕捞作业的技术。
深海中拥有大量的珍稀鱼类和海洋生物,如深海鲨鱼、深海浅水区等。
深海渔业技术主要通过实现深海渔业物种特有的高压、高温、高压、高盐环境下的灵活性和生物力学适应性,提高渔业资源利用的品质和效率。
二、深海开发技术未来发展趋势1.大型海洋平台和装备的开发未来深海开发的趋势是技术设备的进一步升级,特别是大型海洋平台的建设和应用,实现在深水区域的连续作业,提高生产效率和资源利用率,为深海开采打下坚实的技术基础。
此外,深海作业装备的开发和应用也将成为未来深海开发的重要发展方向,以满足深海开发不断增长的需求。
2.多学科、综合研究的开展未来深海开发的另一个重要趋势是多学科、综合研究的开展,这需要建立海洋科学研究平台,整合各学科资源,形成深海开发的综合研究体系,提高整体创新能力和深海资源开发的科学性,以保证开发过程中的环境友好和资源可持续利用。
全球深水油气勘探开发现状 、 前景及启示

全球深水油气勘探开发现状、前景及启示杨丽丽;王陆新;潘继平【摘要】全球深水油气资源丰富,在全球油气储产量中占有日益重要的地位.本文概述了全球深水油气勘探开发的现状,分析了其分布特征,总结了当前深水油气勘探开发的特点和趋势,认为全球深水勘探开发投入逐年增加,开发方式不断革新,勘探开发时间差缩短,开发成本持续下降,开发领域和方向不断拓展.通过比较各油气盆地的油气成藏条件、资源潜力、已发现油气储量和勘探程度等,优选了深水沉积盆地勘探开发的三个方向,提出了相关思考和建议.%Global deep-water oil and gas resources are abundant ,and occupying an increasingly important position in the global oil and gas storage and production .This paper summarizes the current situation of global deep-water oil and gas E&D ,analyzes its distribution characteristics ,and summarizes the characteristics and trends .The paper points that the global deep-water E&D investment is increasing year by year ,the development mode is innovated ,the E&D time difference is shortened ,the development cost continued to decline ,the development of the field and direction of continuous expansion .By comparing the oil and gas accumulation conditions ,resource potential ,oil and gas reserves and exploration degree of different basins ,three directions of exploration and development of deep-water sedimentary basins are optimized ,and some suggestions are put forward .【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2017(026)0z2【总页数】4页(P14-17)【关键词】深水油气资源;勘探开发;现状;前景【作者】杨丽丽;王陆新;潘继平【作者单位】国土资源部油气资源战略研究中心,北京 100034;国土资源部油气资源战略研究中心,北京 100034;国土资源部油气资源战略研究中心,北京 100034【正文语种】中文【中图分类】F416.22全球海洋油气资源丰富,海域是发现大油气田的主要地区。
油气田开发现状与技术发展方向

油气田开发现状与技术发展方向
油气田开发是指通过科技手段从地下油气藏中采集油气资源的过程,是现代能源行业的重要组成部分。
油气田开发的现状与技术发展方向主要包括以下几个方面。
油气田开发的现状主要表现为油气资源的日益稀缺和开发难度的逐渐增加。
全球的油气资源正在逐渐枯竭,特别是传统油气田的产量持续下降,开发难度越来越大。
油气资源分布不均匀,很多油气田位于深海、高温高压等极端环境中,需要采用高新技术进行开发。
油气田开发的技术发展方向主要包括提高勘探技术精度、加强油藏开发及增产技术、开发非常规油气资源等。
在勘探技术方面,要提高地震勘探、地下流体动态监测等技术手段,提高勘探效率和准确性。
在油藏开发及增产技术方面,要加强油藏工程技术和油气采收率提高技术,通过改进注水、压裂、提高采收率等手段,提高油气田的经济效益。
在非常规油气资源方面,要注重页岩气、煤层气、油砂等非常规油气资源的开发,提高其开采技术和利用效率。
油气田开发还要注重环境保护和能源可持续发展。
油气田开发会对环境产生一定的影响,如地质地下水的变化、土壤的污染等,未来的油气田开发应更加重视环境保护,采用低碳、清洁和高效能源开发技术,减少温室气体排放,推动能源可持续发展。
油气田开发的现状是资源越来越稀缺且开发难度增加,技术发展方向主要包括提高勘探技术精度、加强油藏开发及增产技术、开发非常规油气资源等,并注重环境保护和能源可持续发展。
只有在技术的不断创新和环境保护的前提下,才能更好地发展油气田开发,实现能源的可持续利用。
深水勘探探索深水油气资源开发的挑战与机遇

深水勘探探索深水油气资源开发的挑战与机遇深水油气资源是指位于海洋水深大于500米的地下油气藏。
由于深水油气资源蕴藏量巨大,开发潜力巨大,因此深水勘探与开发成为全球油气行业的热点。
然而,深水油气资源的勘探与开发面临着一系列的挑战与机遇。
一、深水勘探的挑战1. 技术难题:深水勘探面临着技术难题,例如在大水深下进行油气勘探与开发需要超长距离的海底管道输送,这对管道技术的要求非常高。
另外,深海环境恶劣,海洋动力学复杂,难以满足船只与设备的稳定操作,需要开发适应深水环境的新型勘探设备与技术。
2. 成本高昂:相比陆地油田,深海油气的勘探投资与开发成本要高昂许多。
首先,水深对设备的运营维护造成了困难和复杂性,增加了设备维修与更换的难度与费用。
此外,深水油气的开发还需要投入巨额资金进行前期的勘探与开发活动,这对投资方的资金实力提出了较高要求。
3. 风险与不确定性:深海油气勘探面临着较高的风险与不确定性。
深海地质环境复杂多变,勘探难度较大,不确定性较高。
另外,深海油气的生产周期长,风险分散性低,一旦投产遇到问题,将会给企业带来巨大的损失。
二、深水勘探的机遇1. 蕴藏量丰富:深水油气资源蕴藏量巨大。
根据国际能源署的数据显示,目前全球已发现的深海油气资源占全球未被开发的油气资源的70%以上,具有巨大的市场价值与开发潜力。
深水油气资源的丰富给勘探与开发企业提供了巨大的发展机会。
2. 技术创新:深水勘探的挑战催生了技术创新与突破。
为了突破深水油气资源开发的技术难题,石油行业积极进行技术研发与创新,开发出一系列适应深水环境的新型设备与技术。
这不仅为石油行业带来了技术突破,也为其他相关行业的技术创新提供了契机。
3. 发展海工装备制造业:深水勘探的发展为海工装备制造业带来了机遇。
深水油气资源的勘探与开发需要各种船只、海底设备以及管道输送等海工装备的配套。
通过发展海工装备制造业,不仅可以提升我国的制造业水平与技术实力,还能够推动相关产业的发展,带动经济增长。
油气勘探技术的现状与发展趋势

油气勘探技术的现状与发展趋势油气是当今全球能源消耗的重要组成部分,而勘探则是油气产业的重要领域。
目前,随着油气资源的不断消耗和储量的逐渐减少,油气勘探技术的发展显得更为重要和关键。
本文将对油气勘探技术的现状以及未来的发展趋势进行探讨。
一、油气勘探技术的现状1.地震勘探技术地震勘探技术是目前油气勘探领域中最常用的技术之一。
这种技术主要利用了地下岩石的不同密度和弹性模量导致的不同反射特征,通过在地面设置震源,利用地震波在不同类型岩石中传播的速度差异来确定地下油气储层的位置、形状和储层类型。
不过,该技术存在着研究难度大、分辨率有限、成本高等问题。
2.物探技术物探技术是一种非地震探测技术,已经成为油气勘探领域中热门话题。
该技术利用电磁波、重力、磁力等物理量在地下的传播特性,根据物理量与地下不同层位的差异而确定油气丰度和分布情况。
该技术不需要在地面设置震源,使用便捷,对地下的自然环境无任何干扰,但该技术也存在精度待提高、储油储气性质难以识别等问题。
3.深水勘探技术随着陆地油气资源不断减少,海洋成为了油气勘探的重要领域。
深水勘探技术是目前油气勘探领域中的热门话题。
该技术主要利用声波技术、电磁波技术、地震自相关技术等多种技术手段,在深海环境下对油气资源进行勘探和开发。
深水勘探技术的发展与深海技术的发展息息相关,研究难度大,技术难度高。
二、油气勘探技术的发展趋势随着科技的发展和创新,油气勘探技术将呈现出诸多新趋势。
以下是一些主要的发展趋势:1.多种综合探测技术将得到应用油气勘探领域中的技术越来越多,这也就意味着不同的技术之间将会形成多种组合和综合应用,以期提高油气勘探的效率和准确度。
2.3D和4D成像技术应用逐渐广泛3D和4D成像技术的应用将成为油气勘探技术中的重要趋势。
该技术可以更加准确的描绘油气储层的分布情况,同时还可以提供地质构造的精细结构信息,如井壁辐射测井、激光成像等。
3.优化数据处理算法随着数据量和数据种类的增加,优化数据处理算法是提高油气勘探技术效率的一个主要手段。
深海资源勘探技术的发展趋势

深海资源勘探技术的发展趋势随着人类智慧的不断开掘,地球上大片大片的自然资源被开发、被使用。
但是随着世界各地经济的迅猛发展,空中、陆地的资源已经逐渐变得枯竭了。
人类的发展需要更多的打开视野的方式,因此,深海资源勘探成为人类的新发现和新领域。
深海资源勘探可以包括水下矿物、天然气、石油、温泉以及其他深海种植、海洋生物等资源。
然而,深海环境复杂而且危险,因此,需要先进的技术和手段。
1.声学和光学技术声学和光学技术被广泛应用于深海勘探。
在深海采矿和油气勘探中,人们使用声纳仪器和激光雷达技术,可以定位深海的地下水资源,并且可以了解地下水资源的密度和组成。
这种方法需要通过将声音和光线反射回来来估计地下水资源的密度和组成。
此外,声学设备还能够测量海洋底部的地震波,以便确定石油和天然气存储类型和数量。
这对于深海油气勘探至关重要。
2.水下机器人技术随着水下机器人技术的进步,人们可以根据需要操纵水下机器人来进行多种深海勘探。
例如,在海底挖掘过程中,需要使用机器人来移动深海沉积物以及探测掘进前方的情况。
另外,在深海油气勘探过程中,水下机器人可用于搜寻海底油气资源,并搜集各种样本以评估其潜在价值。
3. 3D打印技术3D打印技术亦可以应用于深海沉积物勘探。
使用3D打印技术可以制造海洋采矿器具、采集器以及水下矿物采矿设备等,以方便深海勘探。
4.深海采掘技术深海采掘同样是深海资源勘探的一个重要部分。
在过去,海底采掘设备失灵的例子数不胜数。
但是,随着技术和工艺的不断发展,深海采矿技术迅速得到了改善。
利用各种新技术,深海采矿设备现在可以在海底安全地完成各种任务。
可以说,深海采掘技术的进步,将极大地推进深海矿产资源的未来开发。
综上所述,深海勘探技术的发展已经成为人类发展重点领域之一。
然而,深海环境变化无常,深海勘探工作异常艰难,所需要的费用和技术投入也十分巨大。
但是,通过不断的创新和技术进步,人们终将开发出更加先进、更具成效的深海勘探技术,并实现人类探测深海资源的梦想。
油气田开发现状与技术发展方向

油气田开发现状与技术发展方向随着全球能源需求的不断增长和能源结构的多元化,油气田的开发成为各国能源战略的重要组成部分。
油气田的开发现状和技术发展方向直接关系到能源供应的稳定性、经济发展的可持续性以及环境保护的可靠性。
本文将重点讨论油气田开发的现状以及技术发展的方向。
油气田开发的现状主要表现在以下几个方面:1. 资源丰富与分布不均衡:全球油气资源非常丰富,但分布非常不均衡。
中东地区是全球最大的油气资源集中地带,其石油资源占全球总储量的近50%。
其他地区如北美、俄罗斯、中国也拥有丰富的油气资源,但分布相对零散,资源勘探和开发难度较大。
2. 难度增加与开发成本上升:随着油田和气田资源的逐渐枯竭,新的油气田的开发难度也越来越大。
深水油气田、复杂构造油气田等开发难度极高,需要应用先进的勘探和开发技术。
油气田开发的成本也在不断上升,包括勘探成本、开发成本、生产成本等。
3. 环境影响与可持续发展:油气田开发对环境的影响非常大,包括水污染、土壤污染、大气污染等。
燃烧油气会产生大量的温室气体,进一步加剧全球气候变化。
在油气田开发中,环境保护和可持续发展已成为各国政府和企业关注的重点。
技术发展的方向主要包括以下几个方面:1. 勘探技术的突破:勘探是油气田开发的重要环节,目前勘探技术已经取得了很大的突破。
地震探测技术、测井技术、沉积学和构造学分析技术等能够精确定位和评估油气资源,提高勘探效率和成功率。
2. 提高开发效率与降低成本:油气田开发的效率和成本直接影响到其可持续性和经济性。
为了提高开发效率,可以采用先进的控制和生产技术,如水平井、多级压裂、增强油采收率技术等。
通过优化生产过程,减少资源浪费和减少环境污染,可以降低开发成本。
3. 推动清洁能源技术的发展:为了减少对传统石油和天然气等化石能源的依赖,推动清洁能源技术的发展至关重要。
清洁能源技术包括太阳能、风能、水能、生物能等,可以有效减少温室气体的排放,保护环境,提高能源的可持续性。
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深水油气勘探开发技术发展现状与趋势2015-04-01 10:06:00 0文|吕建中等中国石油集团经济技术研究院目前,全球深水投资占海上总投资的1/3,深水项目占到全球海上项目的1/4。
在全球排名前50的超大项目中,3/4是深水项目。
近5年来,全球重大油气发现中70%来自水深超过1000m的水域。
当前,深水油气产量大约占海上油气总产量的30%。
深水,必然对现今以及未来的油气发展有着重要的意义。
1 深水油气勘探开发前景广阔近年来全球新增的油气发现量主要来自于海上,尤其是深水和超深水。
来自深水的发现数虽然不多,但发现量却十分巨大,同时表现出水深越深、发现量越大的趋势:2012年,全球超1500m水深的总发现量接近16.3亿吨油当量(120亿桶),相当于陆上的6倍,接近浅水的3倍。
2011年全球排名前十的油气发现中,6个来自深水,且全部都是亿吨级油气发现。
2012年全球排名前十的油气发现全部来自深水,其中的7个为亿吨级重大油气发现(下表)。
深水产量逐年增加,至2013年全球深水油气产量已超过5亿吨油当量,占全球海上油气产量的20%以上,并且这个比例还将逐年上升。
过去几年的高油价,为海洋项目开启了较大的赢利空间。
据PFC统计,深水盈亏平衡点为397美元/t(54美元/桶),一般的收益率都在15%以上,高的甚至可以达到28%,因此吸引了越来越多的公司参与其中。
埃克森美孚等5家国际大石油公司的勘探开发重点正在由陆上向海上转移,并且加快进军深水,海洋勘探开发投资占总投资的比例已经达到60%~85%,海洋产量占比均超过50%,其中的深水勘探开发投资已经占到海洋总投资的50%以上。
国际大石油公司在深水领域获得了丰厚的产量,BP公司的深水油气年产量已接近5000万吨油当量;道达尔的深水油气年产量已超过3500万吨油当量;而巴西国油和挪威国油则依靠深水在10~13年的时间里新增产量5000万t。
可以说,深水在未来油气产量增长中占有举足轻重的地位,是石油公司的必争之地。
我国的深水油气资源也十分丰富。
在我国南海海域,整个盆地群石油地质资源量在230亿至300亿t之间,天然气总地质资源量约为16万亿m3,占中国油气总资源量的1/3,其中70%蕴藏于153.7万km2的深水区域。
伴随着我国“建设海洋强国、提高海洋资源开发能力”战略的部署,未来我国的深水油气勘探开发前景广阔。
2 深水油气勘探开发面临的五大技术挑战2.1 自然及气候条件与浅水相比,深水作业面临着风、浪、流、冰等自然及气候条件的挑战,特殊的条件有可能造成巨大的损失。
历史上,极端气候条件对海洋油气作业造成过许多重大事故,比如1979年“渤海二号”、2011年俄罗斯“克拉”号钻井平台的沉没,都是在拖航过程中遭遇恶劣天气所致。
2.2 水深水越深,与水深相关的一系列问题就越明显。
比如随着隔水管的用量增加,对钻采装置平台空间和可变载荷的要求也更高。
另外,海水深度越深,孔隙压力和破裂压力之间的窗口越小(下图),钻井控制难度就越大,使井眼尺寸、钻井深度都受到限制,而且出现钻井事故的几率也大大增加。
2.3 低温海水温度一般随水深增加而降低,1000m水深温度约为4℃,3000m水深温度为1~2℃。
低温会给钻井和开发带来一系列问题,如钻井液流变性变差、水泥浆在低温情况下的流态、低温高压情况下易在井筒内形成水合物、ECD控制、油气的流动性等。
2.4 浅层地质灾害在深水钻遇浅层气和天然气水合物可能会发生地质灾害。
浅层气是指埋藏在浅部地层、蕴藏在海床面以下800m范围内未胶结地层中的天然气,通常发生在泥线以下250~1200m的超压、未固结砂层中。
浅层气成因复杂,预测难度大,而高压、小体积以及分布分散的特性使钻遇浅层气的破坏性非常大、发生速度非常快、控制难度也非常大。
深水海底高压低温的环境极易形成天然气水合物,给深水油气开发带来极大风险。
钻采过程易导致水合物分解,分解后压力的释放将会造成地层承载力丧失和海底地基沉陷,井眼、套管及井口装置、防喷器等都会因失去承载支撑而发生破坏性改变,丧失对井内压力的控制还有可能导致井喷。
2.5 作业安全作业安全一直是海洋作业重点关注的领域。
根据统计,陆上石油开采的平均可记录伤亡率(每20万工时的可记录伤亡率)低于0.5,而海洋钻井承包商的平均可记录伤亡率超过0.7,发生人员伤害的可能性远远高出陆上作业。
比如BP墨西哥湾漏油事故,不仅造成钻井平台沉没,人员伤亡,还将大量原油泄漏到海上,给墨西哥湾沿岸造成严重环境污染、重大经济损失,成为一场生态灾难。
3 深水油气勘探开发技术发展现状深水油气勘探开发涉及船舶及海洋结构设计、海洋环境保护、海洋钻井、海洋探测等多个技术领域,集信息技术、新材料技术、新能源技术及多学科于一体,是一项多领域、多学科、复杂的系统工程。
深水领域的技术创新十分活跃,总的来说正朝着以下4个方向发展。
3.1 自动化深水作业日费高昂,半潜式钻井船平均日费高达40万$/d。
因此,通过自动化提高作业效率是必然选择。
目前的深水钻井和开发平台基本都配备了高度自动化的设备,铁钻工、自动排管系统、自动送钻系统、电子司钻等基本成为标配。
同时,双作业钻机的应用也是深水钻井装备提升自动化程度的代表。
3.1.1 钻井自动化装备钻井自动化设备主要包括多参数测量仪或综合录井仪、顶部驱动装置、自动排管设备、井口自动化设备、自动送钻设备、一体化司钻控制室、管具自动传送装置等。
目前的第6代钻井平台上几乎都配备了高度自动化的钻井装备,使深水钻井的效率和安全性大幅提升。
比如2009年,Maersk公司推出的MAERSK DEVELOPER 号半潜式钻井平台就属于第6代半潜式钻井平台,额定作业水深3048m,钻深能力9144m,配备有NOV公司的双作业钻机及自动化设备,自动化程度很高(下图),无需钻台工和井架工,操作人员只需在一体化司钻控制室即可完成相关作业。
近年来,基于信息技术的远程决策中心在海上也逐渐获得推广应用。
壳牌国际油公司、哈里伯顿、贝克休斯等大服务公司都建立了覆盖全球的远程实时作业中心,以充分发挥多学科专家团队的作用,进行远程实时分析和钻井决策支持。
远程作业中心集成了一体化共享地学平台、实时地质建模、油井三维可视化、实时水力模拟、随钻测量、井眼轨迹控制、旋转地质导向等地质方法和工程技术,借助虚拟容错计算机主机服务器、IP通讯技术、视频监测和分析技术以及图形化桌面共享等先进的信息技术,实现了远程实时井场支持。
3.1.2 双作业钻机双作业钻机可以大幅提升深水钻井效率,通过2部井架的设计,使钻井和组装、拆卸隔水管柱等辅助作业可以同时进行。
1995年Transocean公司获得了双作业钻井方法的专利。
此后,双作业钻机迅速在新建半潜式平台和深水钻井船上得到推广。
目前,双作业钻机主要有3种类型:离线钻机、双井架双作业钻机、多功能箱式钻塔。
离线钻机又称“一个半井架钻机”,有主、辅2个井架:主井架较高,用于钻井作业;辅井架较低,用于钻井辅助作业是脱离开主井架的,又称为一个半井架双作业钻机。
辅井架的作业是脱离开主井架的,称为“脱机”作业或“离线”作业。
中海油的“海洋石油981号”深水半潜式钻井平台配备的就是挪威Aker Solutions公司的一个半井架钻机。
双井架双作业钻机的“双井架”并不是指在平台甲板上安装2个独立的井架,而是将二者融为一体,一个用作主井架,另一个用作辅井架,各有一套提升系统、顶部驱动装置、管子操作系统;“双作业”是指在进行正常钻进的同时,可以并行完成组装、拆卸钻柱,下放隔水管柱、套管柱,以及下放与回收水下器具等脱机作业。
到目前为止,国外已有Transocean公司、挪威Aker Solutions公司、美国国民油井华高公司(NOV)、新加坡Keppel集团公司和Semb Corp海洋公司等推出了双井架双作业钻机(下图)。
荷兰Huisman设备公司为深水浮式钻井装置(半潜式钻井平台和钻井船)设计的多功能箱式钻塔如下图所示,是一种交流变频电驱动钻机,额定钻深能力为12190m(水面以下)。
钻塔左右两侧各有1个回转式管架和1套提升能力为11118kN的提升系统:前侧为主提升系统,用于钻进;后侧为辅提升系统,用于在钻表层井眼期间完成防喷器和隔水管的安装,还可用于在钻井作业期间将钻杆单根连接成钻杆立柱,以及用于安装大型水下设备,比如水下采油树等。
塔架内装有两台绞车,绞车配备主动式升沉补偿系统和被动式升沉补偿系统,主绞车的功率为4600kW,辅绞车的功率为2300kW,顶驱功率为860kW。
钻塔4个角各配备1台排管机,用于操作钻杆立柱。
钻塔消除了V形门的限制,钻杆立柱和其他设备可以无障碍地进出钻台,改变了防喷器和水下采油树的安装方法,大大降低了钻塔底座的高度(钻台距主甲板的高度仅4.9m)。
从而可降低浮式钻井装置的重心,增强其稳定性,减小其尺寸,提高承重/排水比。
经过十多年的发展,双作业钻机在深水半潜式钻井平台和钻井船上得到推广应用,目前已成为第6代深水浮式钻井装置的主流配置,在建和拟建的深水浮式钻井装置配置的几乎都是双作业钻机。
中海油“海洋石油981”深水半潜式钻井平台是国内首次配备了双作业钻机的海上钻井平台。
与普通海洋钻机相比,双作业钻机可提高钻井效率20%,降低钻井成本20%以上。
3.2 海底化将作业或生产设施布设在海底可以消除风、浪、流、冰等恶劣海洋环境对钻井作业的影响,还能起到降低成本的作用。
3.2.1 海底地震海底地震就是利用海面地震船的气枪震源在水中激发地震波,利用布设在海底的检波器采集地震信号(下图)。
这种把检波器布设在海底的新方式与传统的拖缆地震采集相比,具有数据观测点位置准确、减少环境的干扰、采集的可重复性强、易于消除鬼波干扰等优点,尤其是可以在钻井平台密集或有其他障碍物的地方实施采集。
海底地震采集的主要缺点是成本高,但是随着技术进步,其成本正在迅速降低。
20世纪90年代海底采集成本是拖缆采集成本的5~10倍,而现在成本最低仅为拖缆采集的1.5~2.0倍,预计海底采集成本还会进一步降低。
近年来,CGG、斯伦贝谢、壳牌、BP、道达尔、RXT等公司都非常看好海底地震勘探市场的前景,世界上越来越多的区块开始实行海底勘探,海底地震勘探装备供不应求,海底地震服务市场从2006年的2.2亿美元快速上升到2013年的9.1亿美元。
3.2.2 海底钻机1997—1999年,壳牌公司曾组织开展过海底钻井的初步可行性研究和概念设计,提出了一种海底自升式钻井平台的设想。
2003年4月,英国Maris国际公司完成了海底钻机的初步可行性研究,也提出了海底钻机的设想。
2001—2007年,壳牌公司、BP公司和英国贸工部资助英国Pipistrelle公司开展了海底钻井的前期研究,主要研究了海底钻井的技术可行性,并提出了初步设计方案。