海洋石油鉆井工程的不足與優化策略

楊勇

關鍵詞：海洋石油；鉆井技術；鉆井工程；應用發展

石油資源是不可再生資源，對工業的發展具有重要的促進作用，因此得到廣泛應用。在新時期的發展背景下，僅開采陸地石油會限制各項工作的開展，不能滿足現階段的發展要求。相關人員要做好對海洋石油的勘測及開采，多角度改進其中存在的問題，建立健全海洋石油鉆井制度，實現海洋石油鉆井工程的全面發展。

1 發展海洋石油技術的重要性

在當前經濟快速發展的背景下，我國對陸地石油的開采已經到達瓶頸期，要想為現階段各項工作的開展提供保障，必須通過其他途徑開采油氣，比如具有代表性的海洋石油鉆井技術，可以解決當前石油資源供應不足的問題，進而推動我國經濟的全面發展[1]。從另一個角度而言，海洋石油鉆井技術能實現我國的可持續發展，理應得到相關部門的重視。目前，我國海洋石油鉆井技術與發達國家相比還存在很大差距，要想保障石油工業運行的穩定性，必須從多個角度出發完善海洋石油開發的不足并進行技術創新，充分挖掘能夠使用的技術，推進海洋石油鉆井工程的發展。

2 我國海洋石油鉆井技術發展現狀

我國海洋石油鉆井工程要想跟上時代的發展，必須結合現代化的海洋石油鉆井技術來提高平臺開發水平，為后續石油鉆井技術的應用提供幫助。為了更好地達到這一要求，近年來，我國有關部門已經加大了對這方面技術的研究力度，同時應用于更多海洋石油鉆井工程中。在實踐中，要結合原有的鉆井技術進行深入分析，完善各項工序，使其更好地滿足現階段的應用要求[2]。此外，海洋鉆井設備的平臺創建以及設備運用必須確保符合海洋石油開發的現狀。首先，在使用階段必須確保設備的穩定性，并更好地推進鉆井安全工作，這也是未來發展的重要趨勢。例如在渤海灣鉆井工程開采及相關技術應用過程中，由于內部海洋的深度較小，迄今為止，所用的海洋石油設備都能滿足鉆井的需求。但如果是在更深的海域進行石油開采，還應對我國鉆井設備和技術進行探究，判斷我國技術專員的技術水平是否可以追趕上發達國家的腳步，為我國石油資源的開采提供重要幫助。雖然我國近年來在深層海洋石油的開采方面已經投入很多資源并取得了一些研究成果，但總體來說還需要經過長期的發展，才能實現鉆井技術的長久發展。同時，從我國現階段的鉆井技術發展情況來看，我國缺少國外先進鉆井技術的研究團隊，導致我國鉆井相關工作不能高效開展[3]。此外，當前我國海洋石油鉆井設備的精密度也比較低。數據顯示，我國石油鉆井工作的國產化率為20%，還有很多鉆井工作依賴國外技術。由于我國的機械設備技術不嚴謹、不精密，一味模仿，過于追求經濟效益，在很大程度上制約了我國鉆井技術的創新發展，鉆井技術人員必須重視設備技術相關問題，推進后續工作的開展。當前使用的海洋石油鉆井設備主要包含以下3種：（1）動力設備以及電控系統；（2）水下防噴器；（3）自升式平臺升降系統。引進國外的先進設備可以大幅度提升海洋石油鉆井效率，同時會對我國鉆井設備以及鉆井技術的自主研發產生沖擊。由此看來，鉆井技術的管理人員以及研發團隊都必須將創新作為首要任務，并在實踐中不斷摸索，通過開發新技術來阻止國外壟斷性鉆井技術的擴張。圖1是隸屬于中國海洋石油公司的海洋石油鉆井平臺，海上鉆井平臺需要較多行業的技術支持，需要投入大量資金、人力和物力，否則很難滿足現階段海洋石油的開采要求。此外，根據我國的持續發展計劃，我國對石油依賴性較強，而我國海洋石油開采主要在東部海域，面對東部海域的地理位置環境，石油產量并不樂觀，而海洋區域的石油資源較為豐富[4]，因此，我國鉆井技術應對海洋資源進行更加嚴密的探測和開發。

3 海洋石油鉆井平臺技術特點

3.1 作業范圍廣且質量要求高

在海洋石油鉆井技術應用階段，移動式鉆井平臺并不是在固定海域進行作業的，必須了解平臺的準確情況，針對不同海域和水位的作業進行全方位優化。在移位和生產過程中，由于周圍環境的復雜性，必然要對整個鉆井平臺的操作提出更高的要求，管理人員要予以重視。比如半潛式鉆井平臺的工作深度可以達到3 500 m左右，同時在實踐中也要根據海洋環境的具體狀況進行作業，尤其是在風浪達到13級時應注意安全防范。

3.2 使用壽命長

在海洋作業期間，其可靠性指標是對整個海洋石油鉆井技術的重要體現，在確保工作強度達到要求的同時，還應保證可以經受風浪的考驗。綜合考慮臺風和地震等海洋環境，保障海洋作業的全面發展。另外，各項設備的使用壽命也應達到較高標準，通常要求25～40 a不進塢維修，所以在設備應用階段，應充分優化整體結構的防腐、高應力區的結構類型和焊接工藝，利用先進的焊接技術手段保證焊接的完善。鉆井平臺施工還應使用新型高強度特制材料進行優化與改進（見圖2），其中包含高密度防腐厚壁管材和厚板[5]。此外，還應對材料生產、運輸和保管進行高質量監管，這是因為海洋鉆井工程的工序非常復雜且不能出現紕漏，所以管理人員應做好生產管理的每一項工作，確保常規石油開采的順利進行。

3.3 安全要求高

由于海洋石油工程的建設和發展各項工作的復雜性，在石油鉆井工程設備裝置階段，很容易發生較為嚴重的事故。針對深海海洋油氣的可持續發展及海洋安全施工的規定和要求，在設備裝置階段必須根據技術要求進行施工，根據不同情況進行規范調整。所以相關人員必須深入分析海洋油氣開發設備的安全性，解決其中存在的問題，尤其在設計、火災消防、環保等環節，必須提高設備運行的安全性。

3.4 學科多，技術復雜

海洋石油鉆井平臺的整體結構和技術應用涉及海洋和流體動力學以及鋼結構等多學科內容，平臺研究和開發工作難度較大。海洋各部門的管理者必須應用現代化造船技術和衛星定位技術落實與優化環保和防腐工作，達到綜合性管理要求，并解決當前海洋定位石油開發階段的問題與阻礙。同時，應結合具體情況確定海洋石油資源的位置，做好海上固定平臺的管理工作，妥善解決海上鉆井和油氣水分離等一系列難題。

4 海洋石油鉆井技術的發展分析

從當前的發展情況來看，由于我國海洋石油鉆井技術的研究較為落后，技術成熟度與發達國家相比存在一定的差距。另外，由于海洋石油鉆井各項技術的發展時間比較長，海洋區域的情況存在差異性，要想更好地對海洋鉆井技術進行優化存在一定的困難。隨著科學技術水平的不斷提升，現今的海洋石油技術已經開始使用先進的高強度鋼材。同時，為了滿足日益增長的負荷需求，升降式平臺得到了廣泛使用。因此，相關單位必須加大對其負荷的投入，有效改善使用環境，達到最佳的安全效果。在海洋石油勘探中，采用了懸臂式鉆機以及最新的樁腿抬起裝置，大大提高了勘探效率，并且有效地改善了勘探質量。在此階段，浮式生產儲油船（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）技術比較具有代表性。應用FPSO技術不僅能大幅提升開采質量和效率，還可以有效抵御海浪，適用于各種水深，為未來的工作提供了強大的支持[6]。因此，該設備被廣泛應用于現階段的海洋石油探索工作。管理者必須努力縮小與其他國家的差距，跟上時代的步伐，在采用國外先進的海洋石油鉆井技術的過程中，要勇于挑戰傳統的工作方式，克服困難。目前，我國使用的大多數設備仍然是基于底部或導管架的技術，因此，在使用過程中可能會遇到一些基礎性問題。不管采取哪種方法，都應該努力提高現有技術的整體效率，以實現更好的應用效果。通過不斷改進和完善功能，可以促進各項工作的進步，在原有基礎上大幅提升多項功能。現階段所用的設備和技術在功能方面也存在較強的單一性，同時對區域的局限性也比較大。要想從根本上解決此類問題，必然要從工作人員的綜合素養提升以及設備更新的角度出發，定期聘請專家對海洋石油建設工作者進行培訓，教授其更加先進的技術和知識，為行業的發展提供幫助。為了提升工作人員學習的熱情與積極性，還應定期組織專業知識考核，對考核成績較好者予以獎勵，對考核成績較差者提出批評，通過這種獎罰分明的方式在工作人員中形成一種你追我趕的良好學習氛圍。在條件允許的情況下，還可以提供外出學習的機會，使工作人員更好地了解國外先進的工作方式和技術并引入國內，將其優化后投入工作。

為了更好地開發深海海洋資源，應從國外引進先進的海洋石油鉆井設備和防腐技術，并將其優勢發揮到極致，提升海洋鉆井平臺的國產化水平，同時要彌補現存的缺陷，以達到更好的開發效果，這也是未來發展的主要方向。從當前的海洋石油鉆井技術應用分析來看，大部分鉆井技術只能在淺海區域應用，還應重視深海資源的開發工作，全面推進深海石油的勘測，使我國海洋石油勘測技術在國際上占有一席之地，逐漸追上發達國家的腳步。相關部門應在海洋石油鉆井平臺的動力定位技術、使用壽命長的雙燃料燃氣輪機發電機組等方面加大研發投入力度，提升海洋石油鉆井平臺的技術水平。

5 結語

現階段，我國正處于經濟快速發展時期，對石油資源的需求量逐漸提高。但現有的陸地石油資源不能滿足發展要求，各國已經開始開發海洋石油資源。在此期間，對鉆井技術的應用尤為關鍵。我國要重視該技術的研發工作，提高該技術的質量與水平，提高相關工作人員的綜合實力，推進海洋石油鉆井的發展。