海洋能源勘探開發技術現狀與展望

周守為,李清平, 朱海山,張厚和,付強，張理

(1.中國海洋石油總公司，北京 100010；2.中海油研究總院，北京 100027)

海洋能源勘探開發技術現狀與展望

周守為1,李清平2, 朱海山2,張厚和2,付強1，張理2

(1.中國海洋石油總公司，北京 100010；2.中海油研究總院，北京 100027)

本文簡要梳理了世界深水油氣勘探開發技術與深水工程重大裝備的發展歷程，以及世界各大海域億噸級大型深水油氣田的開發概況。回顧了我國海洋石油特別是1982年中國海洋石油總公司成立后至今約34年的飛速發展進程，明確了現階段我國已具備300 m水深以淺的海洋石油勘探開發技術體系和裝備能力，達到5×107t年產能，初步建成以海洋石油981半潛式鉆井平臺為核心的深水重大工程裝備，同時我國南海第一個深水氣田荔灣3–1氣田（水深1 480 m）成功投產。在此基礎上，闡述了我國海洋能源開發面臨著“南臺北冰”惡劣的自然條件、高粘、易凝、高含CO2復雜油氣藏特性、深水陸坡、遠距離控制等巨大挑戰，指出我國海洋能源工程的戰略目標和戰略重點。

海洋油氣；海洋工程；海洋裝備；深水油氣田開發

DOI 10.15302/J-SSCAE-2016.02.003

一、我國海洋能源工程的戰略需求

占地球表面約70 %的海洋是人類賴以生存的資源寶庫[1]，蘊藏著豐富的油氣資源、天然氣水合物和海洋能資源，將成為21世紀人類未來重要的能源基地和戰略空間。海洋能源在維護海洋權益和保障國家能源安全、緩解資源和環境的制約瓶頸、拓展國民經濟和社會發展空間、建設海上絲綢之路等方面具有非常深遠的戰略意義和重大的現實意義。

（一）開發利用海洋能源是保障國家能源安全的重要戰略

海洋能源開發利用既是保障國家能源安全的重要舉措，又充分體現了一個國家的可持續發展能力和綜合國力。對我國這樣一個處于高速發展的國家而言，海洋能源是我國能源領域的重要發展空間和戰略性資源寶庫，大力發展海洋能源工程技術與裝備對于維護我國海洋主權與權益、可持續利用海洋能源，擴展生存和發展空間，具有重大深遠的戰略意義。

我國經濟的持續快速增長，使能源供需矛盾日益突出。我國油、氣可采資源量僅占全世界的3.6 %、2.7 %[1]。1993年，我國首次成為石油凈進口國，2009年我國原油進口依存度首次突破國際公認的50 %警戒線。2011年，我國超過美國成為第一大石油進口國和消費國，當年，官方公布的數據顯示我國原油對外依存度達55.2 %，首次超越美國的53.5 %，2015年我國原油凈進口量為3.28×108t，對外依存度達到60.6 %[2]。根據中國工程院《中國可持續發展油氣資源戰略研究報告》，到2020年我國石油需求將達4.3×108～4.5×108t[2]，對外依存度將進一步提高。石油供應安全被提高到非常重要的高度，已經成為國家三大經濟安全問題之一。

目前我國海洋能源開發特別是油氣開發主要集中在陸上和近海，因此在加大近海能源開發力度、開發范圍的同時，挺進深水、自主實施深水油氣資源開發、探索海洋能等海洋可再生資源開發技術是當前面臨的主要任務。切實把握國際海洋能源科技迅速發展的態勢和建設海洋強國、建設海上絲綢之路等戰略機遇，大力發展海洋能源開發利用技術，實現海洋能源早日開發利用，有效緩解我國能源的供需矛盾，實現能源與環境的和諧發展已經成為保障國家能源安全的重要戰略。

（二）近海油氣田的高效開發是充分利用海洋石油資源的戰略舉措

根據新一輪全國油氣資源評價的結果，我國近海石油地質資源量為1.074×1010t，天然氣地質資源量為8.1×1012m3[3]。經過近50年的勘探開發，我國近海石油已經具備了堅實的物質基礎、技術保障和管理體系，已經具備300 m水深的海洋油氣田勘探開發技術能力，初步建成以海洋石油981半潛式鉆井平臺為核心的深水重大工程裝備。十一五、十二五期間我國石油的增量主要來自于海上。截至2013年年底，已投入開發的海上油氣田為90個（油田82個，氣田8個），累積產油5.3×108t，累積產氣1.365 8×1011m3，2010年建成“海上大慶”。自2010年開始，國內近海油氣當量一直穩定在5×107t以上。當前我國近海油氣田主要產量來自渤海，渤海油田現有在生產油氣田42個，于2010年成功生產3×107t，成為國家重要的能源基地，并為建設“海上大慶”奠定了堅實的基礎。2014年4月我國南海第一個深水氣田荔灣3–1（水深1 480 m）成功投產[4,5]。

（三）深水是我國海洋能源開發利用的重點領域和維護國家海洋權益的前沿

我國是海洋大國，傳統海域轄區總面積近3×106km2[2,6]。以300 m水深為界，淺水區面積約1.46×106km2、深水區面積約1.54×106km2[1]。其中，南海、東海、黃海與周邊國家爭議區面積達1.87×106km2，態勢不容樂觀。南海我國傳統疆界內石油地質儲量為1.643 9×1010t、天然氣地質資源量為1.402 9×1013m3[1]，油當量資源量約占我國總資源量的23 %，油氣資源潛力巨大；其中300 m以下深水區盆地面積為5.818×105km2，石油地質儲量為8.304×109t、天然氣地質資源量為7.493×1012m3[2,6]。目前我國在南海的油氣勘探主要集中在北部4個盆地，面積約3.64×105km2[2,6]。周邊國家在南海大規模油氣勘探始于20世紀50年代中期，特別是70年代以來，越南、印度尼西亞、馬來西亞、文萊、菲律賓等國家采用產量分成合同模式吸引外國石油公司投資，勘探開發活動遍及整個南沙海域陸架區，并延伸至我國傳統疆界線以內。周邊國家越南、馬來西亞、菲律賓等競爭態勢嚴峻。同時南海的戰略位置十分重要，既是太平洋和印度洋海運的要沖，又是優良的漁場，并蘊藏著豐富的

油氣資源，在我國交通、國防和資源開發上都具有十分重要的地位。

遵照中國共產黨第十八次全國代表大會作出的“海洋大開發”的重大決策，我國必須拓展經濟發展的戰略空間，“大力發展深海技術，努力提高深海資源勘探和開發技術的能力，維護我國在國際海底的權益” 。

（四）開發利用海洋能這一可再生資源是實現海洋綠色環?？沙掷m發展的有效途徑

我國是海洋資源大國，大陸海岸線長1.8×104km，整個海域面積達3×106km2，面積500 m2以上的海島6 900多個。根據國家海洋局“908”專項的研究成果，我國近岸海洋能資源量約為6.97×108kW，技術可開發量為7.621×107kW[2]。

加大高效的海洋波浪能、洋流能、溫差能等綜合利用技術的研發力度，有效提高獲能效率，有望在深遠海油氣開發項目和深水孤立海島開發中實現綠色能源的自主供給。

二、世界海洋能源開發技術的現狀

（一）海洋石油是世界油氣儲量增長的重要領域

世界海洋石油蘊藏量約1×1011t，其中探明約3.8×1010t。當前全世界100多個國家進行了海上油氣勘探開發，其中約50個國家進行了深水油氣的勘探，已在19個盆地獲得33個億噸級油氣發現，其中約70 % 分布在墨西哥灣北部、巴西東南部和西非三大深水區近10個沉積盆地，也稱為世界深水油氣勘探開發的金三角，當前世界石油產量的34 % 來自海洋[2]。

據國際能源數據庫統計，截至2012年，深水區共發現油氣田1 178個，其中深水油田682個，深水石油儲量主要分布于墨西哥灣、西非海域、巴西海域；深水氣田496個，分布更為廣泛，但天然氣儲量主要集中于東非海域、地中海、北海、澳大利亞西北大陸架、東南亞等地區。從國外歷年可采儲量統計來看，近年來深水可采儲量占比呈快速增長態勢，其中2011年、2012年分別占總量的56 %和88 %（見圖1）。2011年，國外10大油氣發現中，有6個位于深水區，儲量占74 %[2]；2012年，國外10大油氣發現全部來自深水區?？梢姡钏畢^已成為儲量增長的重要接替區。目前，墨西哥灣、巴西深水區產量超過淺水海域，深水海域正在成為海洋石油主要的增長點和世界石油工業可持續發展的重要領域。

圖1 1996—2012年國外歷年可采儲量

（二）海洋工程技術和重大裝備成為海洋能源開發的必備手段

20世紀80年代以來，隨著海洋油氣田開發規模的增大和水深的不斷增加，海洋鉆完井、海上平臺、水下生產技術、流動安全保障與海底管道等海洋工程新技術不斷涌現、各類海洋工程重大裝備的研發和建造速度不斷加快，人類開發海洋能源的進程不斷加快，高技術、高風險、高投入成為海洋能源開發的主要特點。與此同時，圍繞北海油氣田的

開發，法國、挪威、英國等啟動了海神計劃、圍繞墨西哥灣深水油氣的開發，美國啟動了海王星計劃、圍繞巴西深水油氣田的開發，巴西石油公司等啟動了PROCAP1000、PROCAP2000、PROCAP3000系列研究計劃。借助于以上深水工程技術及裝備的系列研究計劃的實施，美國、挪威、英國、巴西、新加坡等初步形成了海洋油氣勘探開發和施工裝備技術體系及產業化基地，與此同時海洋油氣田的開發模式由淺水單一固定平臺、向水下生產設施+浮式生產設施等開發模式轉變。采用水下生產技術進行開發的海上氣田最遠的多相混輸回接距離約為143 km、海上油田最遠的多相混輸回接距離約為67 km[7]。

目前世界范圍內已經建成3 000 m水深深水工程作業船隊[2]：主要包括深水多纜地震勘探船、深水勘察船、深水鉆井平臺、深水起重鋪管船、深水輔助工作船等深水油氣資源勘探開發工程裝備體系。截至2014年，全世界約有34艘深水多纜地震勘探船（最多為16纜），696座海上鉆井平臺（平均利用率74.8 %，見表1），290座深水半潛式鉆井裝置，同時單吊起重能力超過4×103t的工程作業船約有5艘[2]。世界范圍內鉆井平臺的分布見圖2。

表1 全球海洋鉆井平臺的近況[2]

深水油氣勘探開發工程技術發展迅速：海洋工程技術和裝備飛速發展，浮式生產儲油裝置（FPSO）、張力腿平臺（TLP）、深水多功能半潛式平臺（Semi-FPS）、深吃水立柱式平臺（SPAR）等各種類型的深水浮式平臺和水下生產設施已經成為深水油氣田開發的主要裝備。目前已建成水深大于305 m的各類深水平臺163座、其中固定平臺2座、順應塔式平臺4座、深吃水立柱式平臺18座，示意圖見圖3、浮式生產儲油裝置90座、深水多功能半潛式平臺27座、張力腿平臺22座、水下井口6 400套。深水油氣田開發水深記錄為2 943 m、鉆探最深記錄為3 095 m[2]。各國石油公司已把目光投向3 000 m以深的海域（見圖4）[7,8]。

當前制約深水油氣勘探開發的核心技術包括：深水大型油氣田勘探技術，深水高溫高壓鉆完井技術，深水浮式平臺設計、建造及安裝技術，深水水下遠距離控制和供電技術，深水油氣水多相油氣處理與遠距離集輸過程流動安全保障技術，深水海底管線和立管等關鍵技術。

圖2 世界范圍內鉆井平臺分布圖

（三）海洋能的開發利用進入實質階段

海洋能主要包括潮汐能、波浪能、潮流能、溫差能、鹽差能等，其最常見的利用方式就是發電。迄今為止，約有25個國家研制出數以百計的海洋能發電裝置，目前主要參與研究的國家、裝置種類和數量見圖5。其中最早得到開發利用的為潮汐能，目前潮汐能發電技術已經成熟并實現商業化的應用，法國、加拿大、中國等都有潮汐能發電的成功案例，世界上最大的潮汐電站為韓國的始華湖潮汐電站，裝機容量為254 MW；潮流能和波浪開發利用基礎研究及應用研究基本完成，目前進入技術示范階段，并啟動了商業化的應用探索；美國、日本在溫差能研究方面處于技術領先的地位，正在探索工業化應用示范，而鹽差能起步較晚，僅荷蘭和挪威進行了早期的技術示范。如何實現高的獲能效率是海洋能得以開發的關鍵。

圖3 深吃水立柱式平臺示意圖

圖4 深水油氣田開發水深記錄[7,8]

圖5 參與海洋能研究的國家和裝置數量

三、我國海上能源勘探開發技術現狀

（一）我國海洋石油工業的發展歷程

我國海洋石油工業起步于20世紀50年代的鶯歌海，1982年中國海洋石油總公司正式成立，標志著我國海洋石油工業跨上新臺階。

三十多年來，我國海洋石油工業實現了從無到有、從合作經營到自主開發、從上游到下游，從淺水到深水、從國內走向世界、從單一油氣資源的開發到綜合型能源開發利用的不斷發展。1983年，我國第一個對外合作油田埕北油田建成投產，僅僅6年后，我國第一個自主開發的海上油氣田錦州20–2建成投產，我國海洋石油實現了從對外合作到自主經營的轉變，之后渤海綏中36–1、渤中油田群、蓬萊19–3、南海流花11–1等海上油氣田相繼投產，我國海洋石油用30年的時間實現了國外石油公司50年的跨越發展，年產量也從1982年成立之初的9×104t迅速增加到2010年的5.185×107t[3,4]，這一年我國建成“海上大慶”。當前我國海上油氣田的開發區域主要包括渤海、東海、南海，以及海外墨西哥灣、西非、巴西等深水區塊。我國海洋石油工業的發展歷程見圖6。在海洋石油工業34年的發展歷程中，科技創新是助力我國海洋石油工業高速發展的源動力，目前我國已具備了300 m水深的海上油氣田自主勘探開發工程建造、運行維護的技術能力，并帶動形成了配套的產業化基地，初步建立上下游一體化、10大技術系列，主要包括以下內容。

圖6 我國海洋石油工業的發展歷程

（二） 近海油氣勘探開發技術體系不斷的完善

1.我國近海油氣資源開發的現狀

我國近海油氣資源豐富，截至2013年年底，我國近海累計發現三級石油地質儲量為7.14×109m3，三級天然氣地質儲量為1.753 4×1012m3，運營在生產的油氣田為90個，形成年產5×107t油氣當量的產能規模，按照運營計劃，到2020年我國近海將形成7×107t油當量的產能規模[3]?；谝寻l現油氣資源的分布情況，建成四大海上油氣生產基地：渤海油氣開發區、南海西部油氣開發區、南海東部油氣開發區、東海油氣開發區。渤海油氣開發區主要以渤海盆地勘探開發為主，目前已建成3×107t油氣當量年產規模；南海西部油氣開發區主要以北部灣盆地、鶯歌海盆地、瓊東南盆地以及珠江口盆地西部的勘探開發為主，目前已建成1×107t油氣當量年產規模；南海東部油氣開發區主要以珠江口盆地東部的勘探開發為主，目前已建成1 ×107t油氣當量年產規模；東海油氣開發區主要以東海盆地的勘探開發為主，目前建成1×106t油氣當量年產規模[2,3]，隨著新的勘探發現，未來增長潛力很大。

2.我國近海油氣年產規?？焖僭鲩L

我國近海油氣田開發經歷了兩個主要的階段：一是1996年之前，這一階段海上油田開發處于起

步階段，以開發海相砂巖油藏為主，1995年年產油氣當量首次突破1×107t大關，1996年油氣當量接近2×107t，其中僅南海海相砂巖油田產量就超過1×107t，并自此一直穩定在1×107t以上；二是1996年之后，這一階段渤海的陸相砂巖油田開發迅猛增長，特別是稠油油藏。2004年國內近海油氣當量突破3×107t，2008年突破4×107t，2010年油氣當量突破5×107t。陸相砂巖油田產量于2005年達千萬噸以上，之后快速增長，2010年實現年產3×107t[2]。目前，我國海洋石油形成了渤海海域以油為主，南海北部、東海海域油氣并舉的海上油氣田開發格局，圖7給出近海油氣產量分布。同時海外合作區塊也進入開發階段。

3.海洋石油成為我國石油工業主要的增長點

陸地油田經過長期的勘探開發，大部分已進入勘探開發的后期，受勘探資源枯竭以及油田開發規律的影響，陸地油田產量增長難度較大，不僅如此，大慶油田、勝利油田等陸地典型老油田的產量已進入遞減階段。圖8給出了1971年到2013年全國石油產量構成柱狀圖，全國石油產量整體上呈穩步增長的趨勢，但中國石油天然氣股份有限公司、中國石油化工集團公司等以陸地油田為主的公司年產油增長緩慢，自1990年以來，全國石油增長總量的60 %[2]來自中國海洋石油總公司。我國近海油氣資源豐富，勘探開發的程度遠低于陸地，尚處于蓬勃發展期，近海油氣田將是我國油氣產量主要的增長點。

當前中國海洋石油總公司年產油氣當量規模在5×107t，根據中國海洋石油總公司的發展規劃，到2030年國內海上將建成1×108t油氣當量年產規模[2]，未來17年將增加一倍的產能，屆時近海油氣產量在我國石油產量構成中的比重將更加突出，近海油氣對我國國民經濟的支撐作用將更加凸顯。

圖7 我國近海歷年產油量分布圖

圖8 全國石油產量構成柱狀圖

4.近海油氣田高效開發技術體系基本建立

海上油氣田開發是一項復雜的技術密集型產業，需要勘探、開發、工程、環保、經濟等多學科協同合作。經過長時間的摸索，我國已構建了一套完善的近海油氣田高效開發技術體系（見圖9）與科技發展戰略。首先，秉承一體化的開發理念，包括勘探開發一體化、油藏工程一體化和開發生產一體化三個方面，將各學科緊密地聯系起來，使各專業工作更有針對性、目的性，通過協同合作，提高工作效率，壓縮開發成本；其次，構建完善的開發技術體系，形成整體加密及綜合調整技術、稠油熱采技術、聚合物驅技術三大海上油氣田開發及提高采收率技術體系，為近海不同類型油氣藏高效開發提供技術支撐；最后，建立完備的保障體系，包括安全保障和環保保障，確保近海油氣田在實現高效開發的同時，不存在人身安全隱患和環境污染問題，創建和諧的社會人文環境，為海上油氣田的高效開發保駕護航。

圖9 近海油氣田高效開發體系框圖

（三）深水工程重大裝備和深水油氣勘探開發技術

我國南海蘊藏著豐富的油氣資源，其中南海60 %以上海域水深在300 m以上。我國海洋石油工作者從20世紀80年代末開始跟蹤國外深水油氣勘探的開發進展，1996年通過對外合作實現了我國第一個水深超過300 m的油田流花11–1的開發，實現我國深水油氣田開發零的突破；2006年流花11–1油田由合作開發轉變為自主經營，同時我國已經具備自主進行1 500 m深水油氣田開發方案前期研究的能力[2,7,8]。標志性階段成果如下。

1996年，中國海洋石油總公司與阿莫科東方石油公司合作、應用水下生產系統、一座半潛式生產平臺、1艘浮式生產儲卸油輪浮式生產儲油裝置開發水深310 m的流花11–1油田，這是我國海域第一次應用了水下生產技術，并采用了電潛泵完井的水下臥式采油樹、水下濕式電接頭、水下電潛泵等當時7項世界第一的創新技術；目前流花11–1油田還是南海東部最大的深水油田。

1997年，中國海洋石油總公司與挪威石油公司合作僅用一艘浮式生產儲卸油輪浮式生產儲油裝置和水下生產系統就實現了水深333 m的陸豐22–1這一深水邊際油田的開發[2,7]，并在全世界第一次使用了海底增壓泵，成為世界深水邊際油田開發的范例。

1998年、2000年，實現了惠州32–5、惠州26–1N水下油氣田的開發。

2005年我國與越南、菲律賓簽署了聯合海洋地震工作的協議；2006年荔灣3–1氣田勘探取得重大的成果，鉆遇水深1 480 m的荔灣3–1–1井[2]。

自主經營和自主設計、自主建造。2006年，流花11–1油田由合作開發轉變為自主經營，同年，我國僅有1年的時間，自主修復了因珍珠號臺風損害的流花11–1氣田輸油軟管和錨鏈，比國外技術提前1年復產。

2006年國內首次自主完成了樂東22–1淺層水下生產系統開發方案的基本設計；2012年，我國自主設計的第一個采用水下生產系統開發的氣田崖城13–4氣田建成投產，并首次實現管道終端連接器和管匯的國產化；2012年，我國主導設計的遠距離回接的油田流花4–1順利投產；2013年，我國自主設計的流花19–5、番禺35–1/35–2建成投產，使用了

國產管匯；2014年，我國第一個水深超過1 400 m的深水油氣田荔灣3–1建成投產[2]；2015年，我國第一個自營深水氣田陵水17–2前期研究啟動，首次完全自主進行深水氣田的前期研究，成為我國深水工程設計的重大轉折點。

初步建成深水工程重大裝備作業船隊和1 500 m水深油氣田開發核心技術體系。2011年，我國初步形成以海洋石油981為代表的、具備3 000 m水深作業能力[2,7]、五型多類深水工程重大專業裝備，包括海洋石油720深水地球物理勘探船、海洋石油981深水半潛式鉆井平臺、海洋石油708深水勘察船、海洋石油201深水起重鋪管船、深水三用工作船等；海洋石油201深水起重鋪管船完成了我國第一個深水氣田荔灣3–1氣田深水藥劑管道的鋪設；海洋石油981深水半潛式鉆井平臺（見圖10）完成水深2 480 m的深水氣田鉆井作業并進行首次深水測試作業[2,7]。海洋石油708深水勘察船完成了深水水下采油樹的自主安裝，深水陸坡工程地質、物探調查作業。

通過國家科技重大專項、國家高技術研究發展計劃（863計劃）等持續支持，我國初步突破深水勘探、深水鉆完井、深水平臺、水下生產設備、流動安全保障技術、深水立管和海管等核心技術，具備1 500 m水深深水油氣田相關實驗研究、設計和運行管理技術體系。

2006年，荔灣3–1–1井的鉆探成果拉開了我國南海深水油氣勘探的序幕。2014年4月，通過位于水深約1 480 m的深水水下回接系統、兩條79 km海底油氣水多相混輸管道回接到位于水深約200 m處的荔灣3–1中心平臺進行開發的荔灣3–1氣田順利投產，實現了我國海上油氣田開發水深從333 m到1 480 m的跨越，同時在荔灣3–1深水氣田海上施工作業中我國自主研制重大裝備和深水工程技術得到了示范驗證和提升。

圖10 荔灣3-1氣田開發示意圖

（四）海洋能開發利用逐步啟動

我國開發利用的海洋能主要是潮汐能，目前是世界上建造潮汐電站最多的國家之一，近海潮汐能資源技術可開發裝機容量大于500 kW的壩址共有171個，以浙江和福建沿海數量最多，浙江省可開發的潮汐能資源裝機容量為5.699×107kW，福建省的潮汐能年平均功率密度最大，平均值為3 276 kW·km–2，同時我國啟動了潮流能、波浪能機理研究和現場示范，并啟動溫差能的室內研究和探索。

四、我國海洋能源勘探開發所面臨的挑戰

以海洋石油為主的我國海洋能源工程技術和裝備雖然取得了長足的進步，但與世界先進水平還有很大的差距，還無法滿足我國海上能源開發的實際需求?！氨北吓_”、內波、海底砂脊、砂坡等惡劣

的自然環境、高粘、高凝、高含CO2等復雜的油氣藏特性，使我國海洋能源的開發面臨著巨大的挑戰，主要表現在以下幾個方面。

（一）近海低品位油氣儲量大，亟待技術攻關

我國近海納入規劃稠油地質儲量為2.58×109t，占總地質儲量的57 %，近海稠油油田采出程度低（12 %），采收率低（24 %）。地下原油粘度在350 mPa·s以下的常規稠油三級地質儲量為1.58×109t，水驅采收率僅為22.2 %，若按照一般普通油藏水驅采收率40 %以上的標準計算，該類油藏采收率還可以提高17.8 %，即還可增產2.8×108t，相當于2013年全國的石油產量，潛力是十分巨大的；粘度在350 mPa·s以上的非常規稠油三級地質儲量為7.4×108t，目前動用程度僅為13 %，僅形成了年產能5×105t的規模。非常規稠油資源中，粘度在1 000 mPa·s以下的占39 %，粘度在1 000～10 000 mPa·s的占30 %，粘度在10 000 mPa·s以上的占31 %，表2給出了我國稠油儲量分布表。不同于陸地稠油油田的開發，海上油田開發由于平臺面積受限，面臨許多陸上油田不存在的問題，許多陸上稠油油田現有開發技術難以在海上油田得到應用。因此稠油油田開發面臨采出程度低，采收率低等難題。

表2 我國稠油儲量分布表

（二）缺少近致密氣開發的技術和經驗

東海天然氣資源豐富，總地質資源量為7.4× 1012m3，以常規低滲和近致密氣為主，特別是西湖凹陷常規氣和近致密氣分別占1/3和2/3。近致密氣藏由于儲層滲透性差，采用常規的氣田開發方法，單井產能低，難以經濟有效開采。當前近海常規低滲和近致密氣的開發存在三個難題：一是中國海洋石油總公司目前開發的近海氣田主要是中高孔滲，缺乏海上低孔滲油氣田高效開發的經驗；二是海上低孔滲油氣田鉆完井成本居高不下；三是海上低滲油氣儲層改造相關配套的研究和技術欠缺。

（三）深水工程裝備作業和工程開發技術的差距

我國已投產的深水油氣田開發水深記錄為1 480 m，世界記錄為2 943 m。2011年我國初步五類多型深水工程重大裝備初步具備深水作業的能力，但深水重大裝備的概念設計、配套作業裝備幾乎全部依賴進口。

（四）復雜的環境條件

我國海域具有“北冰南臺”的環境特點，同時有陸坡區滑塌、淺層氣、陡坎、濁流沉積等工程地質風險、內波、海底砂脊砂坡等災害環境。我國南海百年一遇臺風波高為12.9 m，與墨西哥灣相等，是西非海域的3倍，而我國百年一遇臺風表面流速和風速接近墨西哥灣的2倍、西非的4倍。

（五）高粘、高凝、高CO2復雜油氣藏的特性

我國海上油氣藏特性復雜，主要表現為：超深水3 000 m、埋深大于5 000 m；含CO2高（平均在3 %～46 %），最高含量為85 %；高凝點：平均為32 ℃、最 高為45 ℃；高溫高壓：海外深水權益區和鶯瓊盆地高溫高壓分別為180 ℃、124 MPa。

（六）海洋能開發利用迫切需要高效獲能技術

因環境問題，我國新建的潮汐能發電站項目不多，潮流能和波浪能尚處于示范階段，其裝置的可靠性、穩定性、安全性還待完善，同時獲能效率低。技術和成本制約導致我國海洋能資源開發利用率低，產品化和商業化的程度不高，與國外有關國家相比，存在較大的差距。

五、我國海洋石油工業發展戰略

（一）戰略定位與目標

1.戰略定位

以國家海洋大開發戰略為引領，以國家能源需求為目標，大力發展海洋能源工程核心技術和重大裝備，加大近海油氣田區域開發，穩步推進中深水勘探開發進程，探索天然氣水合物、海洋能等新能源的開發利用，保障國家的能源安全和海洋權益，

為走向世界深水大洋做好技術儲備。

2.戰略目標

實現由300 m到3 000 m、由南海北部向南海中南部、由國內向國外的實質跨越，2020年部分深水工程技術和裝備躋身世界先進行列，2030年部分深水工程技術和裝備達到世界領先水平，建設渤海綜合型能源供給基地、南海氣田群、油田群示范工程和綠色能源示范基地，助力“南海大慶”和“海外大慶” (各5×107t油氣當量)。

(二)發展戰略

從國家層面，制定海洋能源勘探開發戰略，兼顧引進、集成創新和自主創新，集國內外的優勢研究力量，以近養遠，以民掩軍，建立海洋能源技術創新平臺、突破海洋能源開發核心技術，帶動相關海洋能源產業基地和產業鏈的建設，占領海洋能源勘探開發技術的制高點，維護我國的海洋權益，保障國家的能源安全。海洋能源工程技術發展路線圖見圖11。

圖11 海洋能源技術發展路線圖

（三）戰略重點

圍繞海洋能源開發與迫切需求，從國家層面圍繞海洋能源工程重點領域開展重大科技專項、重大裝備與示范工程一體化科技攻關策略，實現產、學、研、用一體化科技創新思路和科技成果轉化機制，帶動海洋能源工程上下游產業鏈的發展。重點領域主要包括以下幾方面。

（1）近海油氣高效開發技術：重點開展海上油田整體加密調整技術、多枝導流適度出砂技術、海上油田化學驅油技術、海上稠油熱采技術研究，加快致密氣開發技術和裝備的研發力度。

（2）深水油氣勘探技術：重點開展深水被動大陸邊緣油氣成藏理論，深水高精度地震采集技術和裝備、處理解釋技術，深水大型隱蔽油氣藏識別技術，深水少井/無井儲層及油氣預測技術等核心技術攻關。

（3）深水油氣開發工程技術：重點開展深水環境荷載和風險評估、深水鉆完井及高溫高壓工程技術、深水平臺及系泊技術、水下生產設施國產化、深水流動安全保障技術、深水海底管道和立管、深水施工安裝等技術研究。

（4）海上應急救援技術：重點開展深遠海應急救援總體技術方案、井噴失控水下井口封堵技術及裝備系統、深遠海應急救援后勤補給保障技術等應急救援技術和裝備研究。

（5）海洋能開發利用技術探索：重點開展海洋波浪能、潮流能的技術產業化、探索溫差能、鹽差能等的利用模式和示范。

（四）重大工程

（1）建立渤海國家級油氣能源基地。針對渤海豐富的稠油資源儲量，勘探開發相對成熟，可將其建成國家重要能源基地和中國海洋石油總公司“以近養遠”的戰略基地。在2020—2030年力爭穩產4×107t油氣當量年產規模。

（2）建立東海國家天然氣穩定供應基地。東海油氣開發區天然氣資源豐富，勘探開發程度低，潛力較大，且氣田開發不同于油田開發，需要構建產銷一體的供氣管網以及穩定的下游銷售，因此東海油氣區的開發戰略應著眼整體布局、上下游雙向調節，同時還要緊密結合國家戰略需求可將其建成國家天然氣穩定供應基地。

（3）建立南海北部深水油氣開發示范區。以荔灣3–1氣田群，陵水氣田群流花油田群為依托建成南海北部氣田群和油田群，建立深水工程技術、裝備示范基地，為南海中南部深水開發提供保障。

（4）建立深水工程作業船隊和應急救援裝備、作業體系。以海洋石油勘探、開發、工程、應急救援需求為主線，建立地球物理勘探、工程地質勘察、海上鉆井和工程實施裝備體系，為深水油氣田自主開發提供基礎和保障。

（5）南海波浪能與溫差能聯合開發示范基地。調研我國南海溫差能和波浪能資源分布的情況和海洋環境，選擇離岸距離小于2 km、水深大于800 m的海域作為開發場址。根據實地環境的特點和應用需求，進行南海波浪能和溫差能開發技術研究和測試示范。

六、結語

以海洋油氣為例我國海洋能源開發利用取得了長足的進步，具備了300 m水深以淺海上油氣田自主勘探的開發能力，同時自主鉆探水深記錄已達到2 447 m，合作開發油氣田水深記錄為1 480 m，同時完成了500 kW海洋潮流能和波浪能的發電技術示范項目。

總體而言，我國海洋能源技術與國外先進水平相比還有很大的差距，特別是在深水油氣開發的技術領域，深水鉆完井、深水工程技術、應急救援技術等已經成為制約我國深水油氣資源開發的瓶頸。因此站在國家能源安全的高度，制定中長期海洋能源科技發展戰略，充分利用和調動社會資源，加大國際合作力度，開展覆蓋地下、水中、水面的海洋能源勘探開發工程核心技術攻關、進行深水鉆井平臺、深水起重鋪管船、深水浮式生產平臺、深水應急救援裝備四類多型裝備研發，加快建立具有綜合競爭力的海洋能源工程創新技術體系，占領海洋能源開發技術的制高點，維護海洋的權益、保障國家能源的安全，任重而道遠。

致謝

本專題研究工作得到中國工程院項目組，國土資源部油氣資源戰略研究中心，中國海洋石油總公司等各級領導的大力支持，同時得到中海石油（中國）

有限公司勘探部、中海油研究總院等各級領導以及社會各界專家的幫助。在此一并謹致謝忱！

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The Current State and Future of Offshore Energy Exploration and Development Technology

Zhou Shouwei1, Li Qingping2, Zhu Haishan2, Zhang Houhe2, Fu Qiang1, Zhang Li2
(1. China National Offshore Oil Corporation, Beijing 100010, China; 2. China National Offshore Oil Research Institute, Beijing 100027, China)

This paper briefly reviews the world's current deep water petroleum exploration and development technology, primary equipment, and a overview of the development situation of huge deep water oil and gas fields all over the world. Meanwhile, this study also reviews the developmental history of Chinese offshore oil exploration and extraction from 34 years ago, which began after the establishment of China National Offshore Oil Corporation. At present, CNOOC has the ability to develop the offshore oil fields within water depth of 300 meters and produce about 50 million tons oil annually. The main deepwater engineering facilities such as HYSY981 Deepwater semi-submersible drilling platform were first built. In 2014, the first deep water gas field Liwan3-1 began production. However, there are more challenges for Chinese offshore oil development efforts such as typhoons in South China Sea, ice in Bohai Bay, high viscosity and pour point, high content of CO2complex reservoir characteristics, remote flow assurance and control, etc.. The strategic development plan for China's future offshore energy development is presented in this paper.

offshore oil and gas; offshore engineering; offshore equipment; deep sea oil and gas field development

TK7

A

2016-02-01；

2016-02-25

周守為，中國海洋石油總公司，技術總顧問，中國工程院院士，研究方向為海上油田高效開發技術、水合物、深水工程 ；E-mail: zhoushw@cnooc.com.cn

中國工程院重大咨詢項目“中國海洋工程與科技發展戰略研究（II期）”(2014-ZD-5)

本刊網址：www.enginsci.cn