我国海上钻井平台的现状和发展.pdf

我 国是一个海洋大 国，拥有约 3 0 0万 平方公里管辖海域和 1 8 0 0 0公里海岸线，面积 5 0 0平方米以上的海岛有 5 0 0 0 多个，海洋资源十分丰富。海洋开发关系 国家安 全和权益。随着国际形势的变化和我国综 合国力的增长，发展海洋事业、建设海洋 强国的重要性和迫切性 日益突显，海洋工 程科技已被列入 国家中长期科学和技术发 展 规 划。深海工程装备 的设计研发是我国海洋 工程装备发展的瓶颈，只有突破若干关键 技术、系统地提高设计研发能力，才能够 推进我 国海洋装备产业和深海资源开发的 全面发展。由于深海 自然环境条件严酷，深海平台必须具名 的能力。3 0 0 米，问题是我国海洋 点，其核心 问题 对深海工程施工文 水、拖运、施工、海上平台(o 出海面且具有水 供进行生产作业 台和浮式平 台两 绳式和重力式等。成。桩基有木桩、种，构筑时将它 绷绳式平台又称孬 钢塔安放在海底基础 块之上，用钢索沿不 同方 向锚定拉紧而成。重力式平 台是靠平 台 自身的重量稳坐在海底坚实土层之上的，抵御风暴及波浪袭击 的能力强。浮式平台 有可迁移 的和不迁移 的两种。可迁移 的浮 式平 台又称 活动 平 台，有 坐底 式、白升 式、半潜式和船式等 4 种，多用于海底石 油和天然气的钻探。不迁移 的浮式平台常 建于靠近岸边或海况较好 的海域，常用普 通 的驳船结构，系 泊采用锚定法，先用于 开采海底石油，后用 于建造海上浮式工厂 和 浮式贮 库等。从海上平 台的发展历程看，国内海洋 工程技术力量薄弱，严重抑制了国内石油产 业的发展，造成对国外公司的依赖。中国不 缺少钢结构加工 能力，不缺少设备制造 能 力，但缺少石油平台，尤其是深海石油平台 总体设计能力。因而不能将这些产业有效地 整合在一起，形成一条完整的供应链。许多 有一定技术难度的项 目需要借助于国外公司 的设计力量和 国外设备，大部分利润让国外 公司赚走，使国内企业难进入经营的良性循 环。随着多家公司加大海洋石油投入，这个 矛盾将更加突出。海洋平台设计是一个技术要 求高，多 专业相互协作 的过程。要求设计人员不但需 要高超的技术实力，还要具备 良好 的团结协 作精神。海上平 台发展现 状 据截至 2 0 0 6 年 6月底的统计，全球现 有半潜式钻井平 台 1 6 5座和钻井船 3 8 艘，其中额定作业水深超过 5 0 0 米的深海半潜式 钻井平台和深海钻井船分别有 1 0 3座和 3 3 艘，占各 自总数的 6 2 和 8 7 。此外还有 3 1 座浮式钻井装置在建造，其 中半潜式钻井平 台 2 4 座和钻井船 7 艘。由此可见，深海钻井 的主力是半潜式钻井平台。现有 8 9座深海半潜式钻井平台，主要 分布在 1 8 个 国家，其中美国有 2 4 座，占总 数的2 7 。2 6 艘深海钻井船分布在 8 个国家，其中巴西有 8艘，约 占 1 3。深海半潜式钻 井平台主要活跃在美 国墨西哥湾、巴西、北 海、西非、澳大利亚和墨西哥海域，深海钻 井船主要活跃在 巴西海域、美国墨西哥湾和 西非海域。全球约有 1 0 0 家公司从事海上钻井，其 中海上钻井承包商约 9 0家，其余为国家石 油公司或国际石油公司。在这些公司中，目 前拥有半潜式钻井平台或钻井船 的只有 3 3 家，而真正从事深海钻井的仅有 2 6家，其 中美国拥有最多，其次是挪威。随着深海勘 探开发力度 的增加，有些公司看好深海钻井 承包市场，通过新建半潜式钻井平台或钻井 船跻身深海钻井承包商行列。美 国T r a n s o c e a n公司，是全球最大的 海上和深海钻井承包商，拥有的深海钻井装 置占全球总数的约 3 0 。名列前 5 位的深海 钻井承包商均是美国公司。拥有的深海钻 井装置 占全球总数的 7 0 。全球深海钻井装 置几乎全部掌握在钻井承包商手中。现有的深海半潜式钻井平 台的额定作 业水深从 5 0 0-3 0 5 0 米不等，其中4 5 的平 台能够从事超深海钻井。在建 中的半潜式 钻井平 台的额定作业水深从 7 5 0 3 8 0 0 米不 等，大部分超过 3 0 0 0米，适合深海钻井，绝大部分能进行超深海钻井。其中，有 l 6 座的额定作业水深达到 3 0 5 0米，有 2座达 到 3 8 0 0米。现有的深海半潜式钻井平台的钻深能 力，介于 6 O 0 0 1 1 4 3 0米之间，都能钻 超深井，个别的能钻井深超 l 0 0 0 0米 的深 井；在建的钻深能力都达到或超过 9 0 0 0 米。现有的深海钻井船 的额定作业水深从 9 0 0-3 0 5 0 米不等。其中作业水深为 3 0 5 0米 的钻井船最多，有 l 4 艘。有 7 0 的深海钻 井船能够从事超深海钻井。在建的作业水 深都在 3 0 0 0米以上，不是 3 0 5 0米，就是 3 6 5 8米。实际的钻井水深纪录不断刷 新，当前 己达到 3 0 5 1 米。现有的深海钻井船的钻深能力，介于 5 0 0 0-1 1 8 8 7米之 间，都能钻超深井，有 7 艘还能钻超万米 的井深；在建的钻深能力 超过 1 0 0 0 0米，最大的达 1 2 1 9 2米。海上 的实际钻井深度纪录屡创新高，当前已达 到 1 0 4 2 1 米。目前，海上钻井装置供不应求。在几 乎所有 的水域，可用的浮式钻井装置的利 用率都接近或达到 1 0 0 ，而且近两年 日费 大幅攀升。在美国墨 西哥湾，半潜式钻井 平台的平均 日费从 2 0 0 5年 5月的 1 1 6 5万 美元上涨到 2 0 0 6年 5月的 2 0 2 6 万美元，涨幅达 7 4 ；同期钻井船的平均 日费从 1 9 1 8 万美元上涨到 2 3 3 7万美元，涨幅达 2 2；新签钻井承包合同的最高 日费己突 破 5 0万美元。国内海上平台发展简史 我国的海洋钻井水平远落后于西方国 家。中国第一台自制 浮筒式 钻井装置，由茂名石油公司地调处于 1 9 6 4 1 9 6 5 年研 制成功的。是用两个 5 0 0吨打捞简作基 础，上用角钢联结成一平台，再按装一部 B 一 1 2 0 0 m钻机。该装置在莺歌海村水道 口 外离岸 4 k m，水深 1 5 m 处，钻 了三 口海上 探井，其中海 2 井出油。1 9 6 6年 l 2月 2 日我国建成第一座钻井平 台，钻的第一 口 探井 一 海 l井 于 1 9 6 6年 1 2月完成。中 国第一 口海上定 向井 海斜 1 井，由大 港油区 渤海 1 号 钻井平台于 1 9 6 8 年 5 月 完成。中国第一艘钻井船 一 一 渤海 1号 自 升式钻井船，于 l 9 7 3年 自行设计制造成 功。中国第一艘海洋地质勘探浮船 _ _ 勘探 1号船，1 9 7 4年 1 2月 3 0日首次出海试钻 成功。l 9 7 8年胜利油 田的“胜利一号”坐 底式钻井平台下水打第一 口探井，这是适 合在极浅海，潮问带钻探 的平 台，先后在 埕 东、埕 中、五号 桩、青 东、垦 东、埕 北、辽东湾等海域打井 8 9口，1 9 9 1 年“胜 利三 号”平台为辽河油田发现 了第一个海 上油 田一一 葵花 岛油 田。极浅海钻井平 台 较好 的结构形式，其设计、建造和使 用都 是成 功的，很适 合于极浅海潮 问带钻探。我 国第一座海上简易采油平台，1 9 9 3年 4 月 l 1日试采成功。该平 台由胜利石油局 自 行研制的，在胜利二号、胜利四号等平 台 相继 出海就位后试采成功的，标志着 浅海 总公司海上生产 已全面展开。“渤海 2号”钻井船 是 1 9 7 3年 由 国外 引进 的一艘 自升 式钻 井平 台，由沉 垫、平 台、桩脚 三部 分组 成，为大 型特 殊非机动船，用于海洋石油钻井作业。1 9 7 9年 1 1月 2 5曰，石油部海洋石油 勘探局“渤海 2号”钻井船在渤海湾迁移 井位拖航作业途中由于官僚主义瞎指挥造成 渤海 2 号钻井船在渤海海面上翻沉，死亡 7 2人，直接 经 济损 失达 3 7 0 0多万 元。这是天津市、石 油系统建国 以来最重 大 的死亡事故，也是世界海洋石油勘探历 史上 少见 的。1 9 8 2年 中国海洋石油总公司成立后，积极参与近海石油开发，2 0 0 2 年划分出综 合勘探开发一体化的中海油田服务股份有限 公 司(C h i i3 a 0 i l f i e l d S e r v i C e s L i mi t e d，英文简称 C O S L)当年在香港成 功上市，目前中海油服 已经拥有 1 8个钻探 平 台，其 中 自升式平 台 1 5个。渤海 四号为 日立 z 0 S e n设计、制造，额定作业水深 3 0 0 f t，额定钻井深度 2 0，O 0 0 f t。渤海五号作业水深 1 3 O f t，钻井深 度 2 0，0 0 0 f t。渤海五、七号为伯利恒、大连造船厂设计，作业水深 4 0 Il l，钻井深 度 6 0 0 O m。渤海八号、渤海十号由M a r a t h o n L e T 0 u m e a u设计，新加坡 M a r e t h 0 n L e t o u r n e a u制造，作业水深 2 4 6 f t，钻井 深度 2 0 0 0 O f t。渤海九号是大连渤海 V H T 一 9 0 4 设计制造 的悬臂梁式平台，作业水深 4 0 m，钻井深度 6 0 0 0 m。C O S L 9 4 1、C O S L 9 4 2 均为作业水深 2 4 6 f t，钻井深度 2 0 0 0 O f t。1 9 8 8 年 9 月，胜利石油管理局工艺 研究院与上海交通大学联合设计完成胜利二 号极 浅海步行坐底式钻井平台，最大作业 2 o 1 o 0 1 水深 6 8 m，最大钻井深度 4 5 0 0 m。1 9 8 8年 l 0 月，中国船舶工业总公司设计完成 C C S 级胜利三号坐底式钻井平台；1 9 8 2年购买 了美国默德墨特船厂制造的胜利四号坐底式 钻井平台，1 9 8 5年底进行了改造。2 0 0 2 年 5月购入了美国贝克海洋公司制造的 C C S 级 胜利五号 自升式钻井平 台、胜利六号 自升 式钻井平台。l 9 9 7 年 8月，购买了法 国c F E M 公司设计、法国F O S S U R M E R公司 制造 1 9 8 2年改造的 C C S级胜利七号 自升式 钻井平 台。2 0 0 2年购买了法 国F O S S U R M E R公司 1 9 8 1年制造的 C C S 级胜利八号 自 升式钻井平台。2 0 0 3年购入美国贝克海洋 公司 1 9 7 8年制造(1 9 9 6年 3月改造)的 C C S 级胜利九号 自升式钻井平台。1 9 9 3年开始第四石油机械厂进行海洋 石油钻采设备研制和开发，并设计制造了 一套海 洋 修 井装 置 以及 海 洋 固 井装 置。1 9 9 8 年，中标中海油渤海石油公司开发 l 5 8吨(H X J 1 2 0 型)海洋钻修机项 目，此后全面进入海洋石油钻采设备的设计制造 和 服 务领域。总上所述，我国的海洋平 台设计制造 水平距先进 国家落后较 多。胜 利 油 田平 台 胜利 一号极浅海步行坐底式钻井平台 胜利 4号坐底式钻井平 台 胜利 6号门升式钻井平台 胜利 8号 升式钻井平台 胜利三号坐底式钻井 台 胜利 5号 闩升式钻井平台 脞利 7号臼升式钻井平台 胜利 9号自升式钻井平台 中海油服的钻探平台 一一 一 渤海四号 渤海五号 渤海七号 渤海八号 一 一 渤海九号 渤海十 号 渤海 卜 二号 南海一号 南海四号 C O S L 9 3 l C O S I 9 3 5 C OS L 9 4 1 C OS L9 4 2 南海=号 南海 号 南海六号 其 中，渤海 四号、渤海 五号、渤海 七号、渤海八号、渤海九号、渤海十号、渤 海十二号 自升式南海一号、南海四号、C O S L 9 3 1、C O S L 9 3 5、C O S L 9 4、C O S L 9 4 2为 自 升式海上平台；南海二号、南海五号、南海 六号为半潜水式平台。