深水油气勘探为什么这么难？

　　油气资源在世界能源结构中作为“第一能源”被广泛应用于各个领域，不仅是现代工业的“血液”和经济命脉，而且影响到能源安全和国家稳定，也是世界大国间和经济角逐的焦点之一。

　　随着陆地常规油气资源的枯竭，深海这一极具油气勘探潜力的区域逐渐得到重视。特别是2010年以来，全球深水油气勘探取得了一系列重大突破，深海油气已然成为最重要的能源接替领域。

　　据计，全球海洋石油资源量占全球石油总量约34%，其中约60%分布在架浅水区，而其余40%分布在深水和超深水区。因此，<>如果掌握了深水海洋石油资源勘探技术，将会给人类带来丰厚的回报。

　　当前我国的油气资源形势极其严峻，供需矛盾十分突出。据《中国油气产业发展分析和展望报告蓝皮书（2019-2020）》，2019年，我国石油对外依存度达70.8%，天然气对外依存度达43%，而深水油气勘探开发已成为保障国家能源安全的重要突破口之一。例如，2020年10月，南非在该国海域发现了一座深海油气田，该油气田很可能就结束了南非油气进口的历史。

　　那么，中国深水油气勘探的现状如何？深水油气勘探难在哪里？

　　<>中国深水油气勘探发展及分布状况

　　中国海域油气资源非常丰富，油气资源量超过850亿吨油当量，是东亚最大的含油气区，也是<>世界上最大的含油气区之一。

　　在中国渤海、黄海、东海和南海四大海域中，南海油气资源最为丰富，国海域油气地质资源量的例超过75%。其次是渤海，油气地质资源量占14%左右。据评估，中国深水油气主要分布在南海南部，其资源量占南海总油气资源量近一半。

　　中国南海风光

　　图片来源：Veer图库

　　中国深水油气勘探历史较短，但发展十分迅速。20世纪70年代末期，中国在南海开始进行深水地震勘探（指利用人工激发的弹性波来观测推断地下岩层的性质和形态）。

　　进入21世纪后，中国在南海北部深水区陆续发现了一批大中型油气田。2005年以来，在南海北部深水区已发现14个大中型深水油气田，油气累计探明储量约3.9亿吨油当量。2019年，中国在琼东南盆地深水区成功测试永乐8-3-1探井，标志着该盆地深水勘探也取得重大突破。对于南海南部，中国也进行了系的地震调查和综合评价，但还没有进行油气开发｡

　　<>总的来说，中国深水油气资源丰富、起点低、发展快、潜力巨大。但是，中国深水沉积盆地地震测线密度低、钻井少，相墨西哥、北海等深水海域的勘探程度差距较大，因此，中国深水油气勘探，特别是南海南部，还需大力投入和推进。

　　<>深水油气勘探用的什么装备？

　　近10年来，全球深水油气勘探开发工程技术与装备制造能力大幅提升，目前全球约有400座各种类型深水油气生产装备在役。

　　这些深水油气开发装备主要包含<>用于深水油气钻探或者生产处理的平台或浮式装备，例如:顺应塔平台(CT)､半潜式生产平台(SEMIFPS)､张力腿平台(TLP)､深吃水单立柱平台(Spar平台)､浮式生产储油外输装置(FPSO)､浮式液化天然气生产储存外输装置(FLNG)､浮式钻井生产储油装置(FDPSO)等｡

　　全球主要的深水油气生产装备（据杜庆贵等, 2018）

　　值得一提的是，2017年，中国地质调查局广州海洋地质调查局自主设计建造的“海洋地质八号”三维地震调查船、“海洋地质九号”地球物理地质综合调查船、“海洋地质十号”综合地质调查船相继入列，与现有“海洋地质六号”、“海洋地质四号”等调查船一起，构成覆盖浅水、深水及超深水等全海域海洋地质调查装备及技术探测体系，深水油气勘探能力得到长足发展。

　　广州海洋地质调查局“海洋地质十号”，可实现全球无限航区开展海洋地质调查工作。

　　图片来源：广州海洋地质调查局

　　广州海洋地质调查局“海洋地质八号”，高精度短道距地震电缆三维物探船，可实现全球无限航区开展海洋地质调查工作。

　　图片来源：广州海洋地质调查局

　　“海洋地质六号”在南海北部深夜浅钻

　　图片来源：广州海洋地质调查局

　　搭乘在“海洋地质六号”的“海马号”无人深潜器，最大水深4500米

　　图片来源：广州海洋地质调查局

　　经过多年努力探索，中国已<>初步形成海上大中型油气田勘探地质理论与开发技术体系，掌握了300m水深油气田开发工程成套技术，基本实现了1500m水深条件下的油气田自主开发。

　　2017年，“蓝鲸1号”和“蓝鲸2号”超深水半潜式钻井平台相继入列，<>标志着中国深水钻探装备走在世界前列，深水油气勘探开发能力迈上新台阶。

　　“蓝鲸一号”-全球最先进的超深水双钻塔半潜式钻井平台，最大作业水深3658米，最大钻井深度15249米。

　　图片来源：广州海洋地质调查局

　　<>深水油气勘探究竟难在哪？

　　首先是<>经济方面的挑战。

　　相对于陆地或者浅水，深水油气勘探开发成本较高，属于高投入、高风险的投资，能否具有“经济性”是石油公司决策深水油气项目是否实施的重要参考，也是影响深水油气勘探中长期发展的重要因素。

　　国内外多数石油公司只有在国际油价高于60美元/桶时，才能实现财政收支平衡，而近年过剩导致油价走低，使得石油公司考虑深水油气开发项目更加谨慎。

　　2020年，肆虐全球，全球石油需求骤降，经济增长乏力，目前一直在40美元/桶左右。低油价导致大量企业处于亏损状态，甚至破产。其中，5大国际石油巨头出现“集体亏损”，而壳牌和BP亏损均超百亿美元。这种情况下，如何运用组织和管理手段优化运营，提升勘探开发效率，降低成本是石油公司推进深水油气项目需要解决的问题。

　　疫情以来油价下跌

　　图片来源：Veer图库

　　其次是<>技术方面。

　　虽然陆地油气勘探方法和技术在海上可以使用，但由于受到恶劣海洋地理和海水环境的影响，许多方法与技术受到。

　　例如，地面地质调查法能在陆地使用，在海上则很难大规模展开；重力勘探，磁力勘探，电法勘探到海上需转到勘探船上进行，且测量结果易受到海水环境的影响；深水钻井需要面临海底低温高压、压力窗口窄、浅层地质风险大等外部环境问题，因此对勘探开发相关技术组合和材料提出更高要求。

　　除此以外，深水高精度和复杂海况地震采集技术和装备、深水资料处理解释技术、深水少井/无井储层及油气预测技术等核心技术仍需要攻关解决。

　　另外，安全方面也非常关键。海上勘探不仅要考虑水深、风浪、潮汐、海流等自然地理环境影响，还要考虑地基泥层冲刷、材料老化、构件缺陷等各种风险因素的影响，而且海上事故抢险和救援陆地困难很多，因此，海洋勘探面临的安全挑战更大，稍有疏忽可能会遭遇“灭顶之灾”。

　　2014年4月，BP公司墨西哥的“深水地平线（deepwater Horizon）漏油事件”导致11人死亡，约300万桶原油泄漏，并对该海域生态造成了毁灭性的，最终BP公司在事故罚款、赔偿等后续处理上的花费超过400亿美元，数年后才恢复过来。

　　高精度三维地震成像技术

　　图片来源：埃克森美孚,2019

　　随着油气勘探开发新技术、新装备以及新材料的应用，今后深水油气勘探也必然迈向<>可视化、数字化、智能化发展方向。

　　20世纪，地震勘探经历了从<>二维-三维-高精度三维的技术变革，21世纪则发展为<>三维可视化（VR）和四维地震技术，能让我们进入虚拟地下世界探寻矿。

　　<>人工智能和增强现实技术将在油气勘探开发过程中的数据采集、处理、地质解释以及油气识别等方面带来革新。<>区块链技术，也被称为分布式记账技术，从油气出井到消费终端，中间每个交易环节可利用该技术进行跟踪、确认和执行，大幅优化贸易流程从而提高油气公司运作效率。<>智能机器人技术、智能材料能够实现钻井、油气生产少人化、无人化、远程化控，大幅度提升钻井效率、质量和安全性。

　　先进的钻探模拟器，模拟深水钻探环境和过程

　　图片来源：埃克森美孚，2020

　　智能海底工厂示意图

　　图片来源：中石油，2019

　　这些新技术的应用必然会给传石业带来一次全方位的，推动油气勘探向更“深”处迈进。

　　注：本文作者是鄢伟，张莉，雷振宇，刘建平（中国地质调查局广州海洋地质调查局 《知识就是力量》微平台）