關于深海石油資源勘察的新看法

苗圳

摘要：伴隨經濟的發展，人們對石油的需求不對增強，石油資源從陸地不斷的向海上擴展，于是就產生了深海石油資源勘察這個項目，該項目始于50年前，經過多年的發展，特別是近幾年的高速發展，取得了顯著的成就，也出現了一大批油氣田，使得石油儲量得到迅速增長；我國深海石油勘察雖然起步不久，但由于我國海域面積廣，資源儲量大，發展趨勢好；深海區以其豐富的油氣資源、較大規模的儲量、產量高、效益好等特點引起人們的濃厚興趣，但隨著作業海域不斷擴大、水體深度不斷增加，其面臨的問題也越來越多。

關鍵詞：深海石油資源勘察新看法

深海石油這個概念不是一成不變的，隨著經濟不斷發展，其定義也在不斷的進行精進，深海所規定的深度也不斷地發生增加，并且以后還會不斷變化。20世紀60年代深海最高深度是100m，但是到20世紀90年代其調整為300m，且目前依舊使用此標準；但美國相關石油機構在2003年將深海標準進行重新定義，更改為450m；如果水深大于1500m的區域，則被定義為超深海區。總體而言，目前水深500m以內海域的石油勘察技術已經成熟，因此常將400～500m作為深、淺水的界限。

一、深海油氣資源勘探開發現狀

當前，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個地區集中了當前大約84%的深海油氣鉆探活動，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現儲量。此外，北大西洋兩岸、地中海沿岸、東非沿岸及亞太地區都在積極開展深海勘探活動。近來，挪威和俄羅斯準備在巴倫支海域聯合開展油氣勘探。

我國目前油氣開發還主要集中在陸上和近海。隨著全球能源消耗需求的增長，在加大現有資源開發力度的同時，開辟深海油氣勘探開發領域以尋求新的資源是當前面臨的主要任務。

二、深海油氣勘探開發面臨的問題

（一）油藏規模越來越小。隨著石油工程勘探的不斷切入，前期容易發現的超大型構造將會不斷減少，伴隨而來的確實規模相對較小的中小型構造。這些深海油田的勘探開發風險會不斷加大，很大的可能性因達不到預期的經濟效益而導致無法開發。

（二）油藏流體越來越復雜。隨著海洋石油勘探工程開發的不斷推進，將會持續的發現高蠟、粘稠及超重油氣，這些經濟效益不高的油氣既不便于開采，又會造成石油管道的堵塞，從而增加油氣開采的成本和風險。

（三）越來越惡劣的海洋作業環境。隨著石油資源勘察工程的開發范圍不斷向大海深處和環境相關較差海域進行拓展，將會面臨越來越差的海洋勘察開采環境。地震、風暴、洋流以及龍卷風等天氣情況都會對海洋油氣勘察開采造成很大的阻礙。

三、新技術要求越來越高

（一）為了長期保持經濟有效，如何對油藏生產進行更好管理問題。例如在巴西深海域具有高風險的地帶，就面臨著無數的技術挑戰。已經出現的具有潛力的技術包括智能完井綜合系統，這些技術能夠實現油藏的有效排驅，并能使油藏長期的獲得經濟效益。智能完井通過系統操作能夠實現生產的錄制、檢測和控制，現在這項技術的適用性已經得到了驗證。一口智能井能夠使操作者減少干預、實現近距離檢測，并能夠控制流體的流動，因此能夠使生產和油藏的管理過程最優化，已達到獲得最大經濟價值的目的。

（二）高壓井的壓裂和防砂。透油藏的鉆井和完井過程中都會造成地層的傷害，因此降低了上生產的效率。為了提高生產效率、改善經濟效益，這些井必須經過酸化或者是人工壓裂處理。對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打到了20000ft的深度，井底流壓超過了20MPa。這些特殊的地層同時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，生產了一種加重壓裂液以及深海域FracPac系統。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，這樣就能達到安全運行參數的范圍之內。FracPac系統設備能夠為高流量、大體積支撐劑的應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。深海中生產后，要經過長距離管線的運輸，在這過程中要經歷極端多變環境下多相流的不斷混合，因此流量的保證成為關鍵。

流量控制問題最大的挑戰包括井壁和管線上沉淀物的生成。管線內部表面任何的擾動，例如析蠟、水合物、瀝青或腐蝕，都能夠嚴重的影響生產，因此需要能夠的供給來保證設計的流量。保持清潔的井壁和管線能夠使生產最大化，增加系統的壽命，提高系統的可靠性，同時降低相關的安全風險，并最終為運營商提高最低收益線。

管線的清理過程構成了復雜的技術挑戰，這需要操作者應對多變的環境、更嚴格的集輸要求和多相流動情況。沒有單一一個方案適用于每一種情況。綜合流量保障系統包含了一系列的技術和資源，包括分析和工程評估、化學和機械清洗以及熱處理系統。

（四）如何確保高含H2S和CO，井的完整性。在巴西的深海區域發現的碳酸鹽巖油藏由于結構復雜含有高含量的H2S和CO2，這就為此油藏的開發帶來了挑戰。

因為CO2產生不利于固井，任何影響水泥環完整性的情況必須得到解決。哈里伯頓公司開發了一種系統，這種系統能夠證明很好的承受井下環境下腐蝕帶來的影響。Fitfor-purpose方案要求每一種水泥體系都專為特定的井壁環境設計，包括CO2井中那些減弱碳化作用的設計。環境的可持續性需要對水泥環的作用，以及它是如何對延長井的壽命產生巨大的影響并且反過來減小對環境的影響，進行重新的評估。

在井的生產流動過程中H2S的存在時對員工和井壁金屬成分的潛在危害。為了減弱與H2S相關的危害，最重要的是保證水泥環密封長期的完整性。這樣能夠阻止H2S通過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。