關(guān)于深海石油資源勘察的新看法

苗圳

摘要：伴隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)石油的需求不對(duì)增強(qiáng)，石油資源從陸地不斷的向海上擴(kuò)展，于是就產(chǎn)生了深海石油資源勘察這個(gè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目始于50年前，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，特別是近幾年的高速發(fā)展，取得了顯著的成就，也出現(xiàn)了一大批油氣田，使得石油儲(chǔ)量得到迅速增長(zhǎng)；我國(guó)深海石油勘察雖然起步不久，但由于我國(guó)海域面積廣，資源儲(chǔ)量大，發(fā)展趨勢(shì)好；深海區(qū)以其豐富的油氣資源、較大規(guī)模的儲(chǔ)量、產(chǎn)量高、效益好等特點(diǎn)引起人們的濃厚興趣，但隨著作業(yè)海域不斷擴(kuò)大、水體深度不斷增加，其面臨的問(wèn)題也越來(lái)越多。

關(guān)鍵詞：深海石油資源勘察新看法

深海石油這個(gè)概念不是一成不變的，隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，其定義也在不斷的進(jìn)行精進(jìn)，深海所規(guī)定的深度也不斷地發(fā)生增加，并且以后還會(huì)不斷變化。20世紀(jì)60年代深海最高深度是100m，但是到20世紀(jì)90年代其調(diào)整為300m，且目前依舊使用此標(biāo)準(zhǔn)；但美國(guó)相關(guān)石油機(jī)構(gòu)在2003年將深海標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新定義，更改為450m；如果水深大于1500m的區(qū)域，則被定義為超深海區(qū)。總體而言，目前水深500m以內(nèi)海域的石油勘察技術(shù)已經(jīng)成熟，因此常將400～500m作為深、淺水的界限。

一、深海油氣資源勘探開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

當(dāng)前，世界深海油氣勘探主要集中在墨西哥灣、南大西洋兩岸的巴西與西非沿海三大海域，被稱為深海油氣勘探的“金三角”。這3個(gè)地區(qū)集中了當(dāng)前大約84%的深海油氣鉆探活動(dòng)，其中墨西哥灣最多，占到32%；其次為巴西，占30%；第三為西非，它們集中了全球絕大部分深海探井和新發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量。此外，北大西洋兩岸、地中海沿岸、東非沿岸及亞太地區(qū)都在積極開(kāi)展深海勘探活動(dòng)。近來(lái)，挪威和俄羅斯準(zhǔn)備在巴倫支海域聯(lián)合開(kāi)展油氣勘探。

我國(guó)目前油氣開(kāi)發(fā)還主要集中在陸上和近海。隨著全球能源消耗需求的增長(zhǎng)，在加大現(xiàn)有資源開(kāi)發(fā)力度的同時(shí)，開(kāi)辟深海油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域以尋求新的資源是當(dāng)前面臨的主要任務(wù)。

二、深海油氣勘探開(kāi)發(fā)面臨的問(wèn)題

（一）油藏規(guī)模越來(lái)越小。隨著石油工程勘探的不斷切入，前期容易發(fā)現(xiàn)的超大型構(gòu)造將會(huì)不斷減少，伴隨而來(lái)的確實(shí)規(guī)模相對(duì)較小的中小型構(gòu)造。這些深海油田的勘探開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)會(huì)不斷加大，很大的可能性因達(dá)不到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益而導(dǎo)致無(wú)法開(kāi)發(fā)。

（二）油藏流體越來(lái)越復(fù)雜。隨著海洋石油勘探工程開(kāi)發(fā)的不斷推進(jìn)，將會(huì)持續(xù)的發(fā)現(xiàn)高蠟、粘稠及超重油氣，這些經(jīng)濟(jì)效益不高的油氣既不便于開(kāi)采，又會(huì)造成石油管道的堵塞，從而增加油氣開(kāi)采的成本和風(fēng)險(xiǎn)。

（三）越來(lái)越惡劣的海洋作業(yè)環(huán)境。隨著石油資源勘察工程的開(kāi)發(fā)范圍不斷向大海深處和環(huán)境相關(guān)較差海域進(jìn)行拓展，將會(huì)面臨越來(lái)越差的海洋勘察開(kāi)采環(huán)境。地震、風(fēng)暴、洋流以及龍卷風(fēng)等天氣情況都會(huì)對(duì)海洋油氣勘察開(kāi)采造成很大的阻礙。

三、新技術(shù)要求越來(lái)越高

（一）為了長(zhǎng)期保持經(jīng)濟(jì)有效，如何對(duì)油藏生產(chǎn)進(jìn)行更好管理問(wèn)題。例如在巴西深海域具有高風(fēng)險(xiǎn)的地帶，就面臨著無(wú)數(shù)的技術(shù)挑戰(zhàn)。已經(jīng)出現(xiàn)的具有潛力的技術(shù)包括智能完井綜合系統(tǒng)，這些技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)油藏的有效排驅(qū)，并能使油藏長(zhǎng)期的獲得經(jīng)濟(jì)效益。智能完井通過(guò)系統(tǒng)操作能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)的錄制、檢測(cè)和控制，現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)的適用性已經(jīng)得到了驗(yàn)證。一口智能井能夠使操作者減少干預(yù)、實(shí)現(xiàn)近距離檢測(cè)，并能夠控制流體的流動(dòng)，因此能夠使生產(chǎn)和油藏的管理過(guò)程最優(yōu)化，已達(dá)到獲得最大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的目的。

（二）高壓井的壓裂和防砂。透油藏的鉆井和完井過(guò)程中都會(huì)造成地層的傷害，因此降低了上生產(chǎn)的效率。為了提高生產(chǎn)效率、改善經(jīng)濟(jì)效益，這些井必須經(jīng)過(guò)酸化或者是人工壓裂處理。對(duì)于鉆遇垂直滲透率很小的分層地層的井，同樣需要人工壓裂處理。

在墨西哥灣大量的井已經(jīng)打到了20000ft的深度，井底流壓超過(guò)了20MPa。這些特殊的地層同時(shí)需要低滲油藏的壓裂處理和高滲地層的防砂控制。哈里伯頓公司為了滿足這一目的，生產(chǎn)了一種加重壓裂液以及深海域FracPac系統(tǒng)。這種高密度的壓裂液利用液柱靜水壓力有效減低表面壓力3-4MPa，這樣就能達(dá)到安全運(yùn)行參數(shù)的范圍之內(nèi)。FracPac系統(tǒng)設(shè)備能夠?yàn)楦吡髁俊⒋篌w積支撐劑的應(yīng)用提供防腐蝕性要求。

（三）如何防止沉淀物的生成以保持管線和井壁的干凈以提高流量。深海中生產(chǎn)后，要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離管線的運(yùn)輸，在這過(guò)程中要經(jīng)歷極端多變環(huán)境下多相流的不斷混合，因此流量的保證成為關(guān)鍵。

流量控制問(wèn)題最大的挑戰(zhàn)包括井壁和管線上沉淀物的生成。管線內(nèi)部表面任何的擾動(dòng)，例如析蠟、水合物、瀝青或腐蝕，都能夠嚴(yán)重的影響生產(chǎn)，因此需要能夠的供給來(lái)保證設(shè)計(jì)的流量。保持清潔的井壁和管線能夠使生產(chǎn)最大化，增加系統(tǒng)的壽命，提高系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)降低相關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)，并最終為運(yùn)營(yíng)商提高最低收益線。

管線的清理過(guò)程構(gòu)成了復(fù)雜的技術(shù)挑戰(zhàn)，這需要操作者應(yīng)對(duì)多變的環(huán)境、更嚴(yán)格的集輸要求和多相流動(dòng)情況。沒(méi)有單一一個(gè)方案適用于每一種情況。綜合流量保障系統(tǒng)包含了一系列的技術(shù)和資源，包括分析和工程評(píng)估、化學(xué)和機(jī)械清洗以及熱處理系統(tǒng)。

（四）如何確保高含H2S和CO，井的完整性。在巴西的深海區(qū)域發(fā)現(xiàn)的碳酸鹽巖油藏由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜含有高含量的H2S和CO2，這就為此油藏的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

因?yàn)镃O2產(chǎn)生不利于固井，任何影響水泥環(huán)完整性的情況必須得到解決。哈里伯頓公司開(kāi)發(fā)了一種系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠證明很好的承受井下環(huán)境下腐蝕帶來(lái)的影響。Fitfor-purpose方案要求每一種水泥體系都專為特定的井壁環(huán)境設(shè)計(jì)，包括CO2井中那些減弱碳化作用的設(shè)計(jì)。環(huán)境的可持續(xù)性需要對(duì)水泥環(huán)的作用，以及它是如何對(duì)延長(zhǎng)井的壽命產(chǎn)生巨大的影響并且反過(guò)來(lái)減小對(duì)環(huán)境的影響，進(jìn)行重新的評(píng)估。

在井的生產(chǎn)流動(dòng)過(guò)程中H2S的存在時(shí)對(duì)員工和井壁金屬成分的潛在危害。為了減弱與H2S相關(guān)的危害，最重要的是保證水泥環(huán)密封長(zhǎng)期的完整性。這樣能夠阻止H2S通過(guò)由于失敗的水泥鞋造成的通道的流通，以及保證人員和金屬部件的安全。