張亦弛 丁 標(biāo)

（上海船舶研究設(shè)計院，上海201203）

0 前言

21世紀(jì)是海洋世紀(jì)，海洋是人類科技發(fā)展的三大前沿陣地之一，而海上石油、天然氣開發(fā)則是海洋工程的支柱和重點，現(xiàn)已發(fā)展為十分龐大的產(chǎn)業(yè)體系。海洋油氣開發(fā)需要以海工裝備為基礎(chǔ)，海工裝備是同時集聚資金、技術(shù)、勞動三要素的現(xiàn)代化裝備制造業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，體現(xiàn)出一個國家制造業(yè)發(fā)展的綜合實力。

隨著技術(shù)進(jìn)步及投入增加，海洋石油事業(yè)將迎來飛速發(fā)展，近海資源開發(fā)是未來一段時間內(nèi)海洋石油開采事業(yè)的主要增長點。自升式平臺乃是至今為止在近海油氣勘探中使用最廣泛的鉆井裝置。自誕生至今，自升式鉆井平臺的技術(shù)有了長足進(jìn)步，平臺作業(yè)能力逐步覆蓋了近海各種水深條件。面對海洋油氣開發(fā)事業(yè)的新局面，研究國內(nèi)外市場用戶對自升式鉆井平臺的需求，分析各個海域?qū)ζ脚_作業(yè)能力的要求，可以使平臺的研發(fā)生產(chǎn)更具針對性。瞄準(zhǔn)市場需求、有側(cè)重地推出產(chǎn)品，有利于搶占市場先機(jī)，擴(kuò)大產(chǎn)品市場份額，推進(jìn)我國海洋工程裝備制造業(yè)快速發(fā)展。

1 400英尺自升式鉆井平臺概述

400英尺（1英尺=0.304 8 m）自升式鉆井平臺的研發(fā)立足于市場需求，瞄準(zhǔn)當(dāng)代世界最先進(jìn)的深水自升式鉆井平臺，性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。400英尺自升式鉆井平臺采用受力均勻的三樁腿支撐三角形平臺型式。樁腿采用風(fēng)浪流環(huán)境載荷小的桁架式結(jié)構(gòu)，樁腿下部具有樁靴結(jié)構(gòu)。平臺配備直升機(jī)甲板及其保障系統(tǒng)。平臺作業(yè)水深為400英尺，能承受50年一遇的極端惡劣海況。平臺升降機(jī)構(gòu)采用齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)，能實現(xiàn)無極連續(xù)平穩(wěn)升降。平臺配備液壓驅(qū)動的移動式懸臂機(jī)構(gòu)，懸臂機(jī)構(gòu)可伸出平臺主體，攜帶鉆井做縱向移動，鉆臺可相對懸臂機(jī)構(gòu)做橫向運動，以滿足打多口叢式井的需要。平臺配備先進(jìn)鉆機(jī)及配套裝備，能夠滿足海上快速打井需要。平臺主要尺度及技術(shù)參數(shù)如下：

乘員：110人

型長×型寬×型深：65.25 m×64.00 m×8.00 m

樁腿長度：164.59 m（540 英尺）

懸臂梁覆蓋范圍：

向后伸出范圍伸出前/后：20英尺/75英尺

橫向覆蓋范圍左/右：15英尺/15英尺

懸臂梁最大載荷：伸出55英尺時9 500 kN

伸出75英尺、橫向偏移15英尺時2 200 kN

裝載能力：燃油為～790 m3；鉆井水為～1 800 m3；飲用水為～400 m3；散料重晶石為～196 m3；散料水泥為～196 m3；袋裝料為5 000袋；管架為～470 m2

最大工作水深：400英尺

最小工作水深：30英尺

最大鉆深：30 000英尺

可變載荷：拖航工況可變載荷約24 500 kN鉆井工況可變載荷約34 250 kN自存工況可變載荷約24 500 kN升船工況可變載荷約24 500 kN

工作環(huán)境條件：拖航工況最大浪高：10英尺

拖航工況最大波浪周期：8.8 s

拖航工況最大風(fēng)速：19 kn

拖航工況最大洋流流速：1 kn

工作水深400英尺時：鉆井工況下為氣隙50英尺，最大浪高50英尺，最大波浪周期13.5 s，最大風(fēng)速70 kn，最大洋流速度1 kn；自存工況下為氣隙50英尺，最大浪高50英尺，最大波浪周期15.6 s，最大風(fēng)速100 kn，最大洋流速度1 kn

400英尺自升式鉆井平臺具備承受較大可變載荷和儲存較多鉆井耗材的能力，具有良好的抗風(fēng)浪性能、抗地震性能和較強(qiáng)的自持能力；具備新一代自升式鉆井平臺特征，可以滿足新形勢下海洋油氣資源開發(fā)的需求。

2 400英尺自升式鉆井平臺目標(biāo)海域研究

2.1 世界海洋油氣資源分布狀況

自人類進(jìn)軍海洋進(jìn)行油氣勘探開采以來，時至今日全球已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了2 000多個海洋油氣田，其中大部分分布在淺海陸架區(qū)。世界海洋油氣主要產(chǎn)地在近年來也呈現(xiàn)出不同特點。

墨西哥灣：墨西哥灣中、西部淺水區(qū)是目前世界上近海油氣勘探最成熟的探區(qū)之一。1936年美國就在墨西哥灣建成世界上最早的海上油田。墨西哥灣資源的開采也經(jīng)歷了由淺水向深水的發(fā)展歷程。墨西哥灣供應(yīng)了美國4%的石油和不足1%的天然氣，到2003年，墨西哥灣淺水油田開采達(dá)到高峰，同時深水油田開始投產(chǎn)，當(dāng)年墨西哥灣供應(yīng)了美國60%的石油和20%的天然氣［1］。近年來隨著淺海油田資源量下降，加之受幾次事故影響，墨西哥灣石油開采受到限制。

北海海域：北海維京地塹海域石油儲量比較豐富，估算為134億t，亦有專家估計到250～300億t。挪威擁有北海石油產(chǎn)量的7%，英國占30%。北海海域的石油產(chǎn)量曾長期位居世界各個海域的前列，1971～1975年，在維京地塹地區(qū)發(fā)現(xiàn)了該地區(qū)最大的Statfjord油氣田和世界著名的Brent油氣田，是油氣儲量發(fā)現(xiàn)的迅猛增長階段，到1985年，該區(qū)域累計發(fā)現(xiàn)的油氣儲量占資源總量的65%，從1986～2007年，北海區(qū)域油氣勘探量開始萎縮，累計發(fā)現(xiàn)油氣儲量僅占資源總量的12%。

波斯灣：波斯灣是世界上油氣資源最為豐富和集中的地區(qū)，蘊(yùn)藏量非常大，多數(shù)為巨型油田，年產(chǎn)量保持在2億t以上。該區(qū)域石油分布集中，平均每個油田儲量達(dá)3.5億t以上，油田地下壓力高，因此該區(qū)域的石油生產(chǎn)成本全世界最低。

西非海域：西非海域是近年來一個新的能源熱點地區(qū)，據(jù)不完全統(tǒng)計石油儲量超過1 000億桶，占非洲總儲量40%以上。近幾年，尼日利亞、委內(nèi)瑞拉、剛果等海域在500～2 000 m深水區(qū)發(fā)現(xiàn)很多重要的油田，特別是安哥拉已經(jīng)成為中國石油進(jìn)口僅次于沙特的第二大石油進(jìn)口來源地。

巴西海域：近幾十年來巴西海域石油生產(chǎn)飛速發(fā)展，在2006年居南美洲第二位。目前巴西擁有了一流的深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)，在世界上占有重要的地位。

2.2 中國海洋油氣資源分布狀況

中國擁有較為豐富的海洋油氣資源。從地質(zhì)條件方面看，中國有遼闊的海域和大陸架。渤海、黃海、東海和南海水深淺于200 m的大陸架面積為100多萬km2。中國大陸架具備有利的生儲油條件［2］。有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，中國海上油氣勘探主要集中于渤海、黃海、東海及南海北部大陸架，總共300萬km2海域里有36個盆地，可能有（352～403）億t油氣資源當(dāng)量，約占陸海油氣資源當(dāng)量的35%～40%［3］。在中國近海已發(fā)現(xiàn)10個大型含油氣盆地，勘探前景良好。

2.3 400英尺自升式鉆井平臺目標(biāo)海域分析

從工作水深上看，400英尺自升式鉆井平臺最大工作水深為400英尺（122 m），適用于淺海大陸架海域。在美國墨西哥灣、歐洲北海海域、中東波斯灣、西非海域、巴西海域、東亞海域這幾個世界主要海洋油氣儲存區(qū)域中，西非海域和巴西海域為深水油氣儲地，需要深水油氣開采裝備支持，故400英尺自升式鉆井平臺的目標(biāo)海域可將這二者排除。

在淺水油氣儲地中，北海海域和墨西哥灣海域開發(fā)較早，從開始開采至今，這兩片海域的開采程度很高。北海海域的油氣產(chǎn)量在2000年達(dá)到高峰后開始呈現(xiàn)下降趨勢，北海海域和墨西哥灣海域?qū)π陆ㄗ陨姐@井平臺的市場需求不強(qiáng)。綜合來看，北海海域和墨西哥灣海域雖然都具備淺水油氣資源，也無特別惡劣的海況條件，但是從資源開采現(xiàn)狀和市場容量考慮，并不屬于400英尺自升式鉆井平臺理想的目標(biāo)海域。

波斯灣海域是世界上海洋油氣資源最豐富的海域。這一海域?qū)儆跍\水區(qū)域，全區(qū)域水深極少超過300英尺。作為全世界海洋油氣資源最豐富的海域，目前波斯灣每年供應(yīng)了全球石油產(chǎn)量的30%，而其目前探明儲量則占到全球儲量的將近50%。波斯灣海域油田多為海灣國家及歐美大型跨國石油公司所壟斷，目前正處于平穩(wěn)生產(chǎn)階段，有一定的新建自升式鉆井平臺市場需求，但市場競爭比較劇烈。綜合海域和市場狀況分析，波斯灣海域可劃為400英尺自升式鉆井平臺目標(biāo)海域之一，平臺性能完全滿足海況要求，但打開市場需要面臨歐美諸強(qiáng)的競爭，具有一定難度。

東亞海域，尤其是中國近海，油氣儲量豐富，勘探前景看好。該區(qū)域大陸架面積廣闊，深度淺，坡度平緩，在中國海海域中，渤海、黃海全屬大陸架，東海約2/3的區(qū)域?qū)俅箨懠埽虾Ｎ鞑恳矒碛袑拸V的大陸架，淺水區(qū)域油氣資源相對集中，無特別惡劣海況。該區(qū)域的大部分蘊(yùn)含油氣資源的區(qū)域尚未得到充分開采，具備極大的市場需求潛力。因此，這片海域是400英尺自升式鉆井平臺理想的工作海域。在渤海、黃海、東海、南海這4片水域中，渤海海域最大水深（包括潮差）在40 m以內(nèi)，所以，已開發(fā)的40 m自升式鉆井平臺的技術(shù)性能已能滿足要求，只需增加平臺的數(shù)量即可。黃海、東海和南海的大陸架水深大，需要工作水深在250英尺以上的鉆井平臺進(jìn)行工作，400英尺自升式鉆井平臺的工作水深恰好滿足需求。需要注意的是，北黃海海域由于受黃河等河流入?？谟绊?，海底表層沉積泥沙較多，目前對該處海域海底地質(zhì)的研究尚不夠充分，因此制約了該海域油氣開發(fā)進(jìn)展。從目前研究情況看，南黃海區(qū)域更適合開展油氣開采工作。因此，南黃海、東海大陸架及南海北部大陸架的珠江口、北部灣、鶯歌海、瓊東南海域是400英尺自升式鉆井平臺的理想目標(biāo)海域。

綜合考慮海域海況及市場需求等因素，可得如下結(jié)論：中國近海的南黃海、東海及南海大陸架是400英尺自升式鉆井平臺的理想目標(biāo)海域，工作條件理想，市場需求廣闊；波斯灣海域可作為400英尺自升式鉆井平臺的目標(biāo)海域，平臺性能能夠滿足海域工作需求，但需面臨激烈市場競爭。

3 400英尺自升式鉆井平臺目標(biāo)用戶研究

3.1 自升式鉆井平臺市場需求分析

隨著技術(shù)的進(jìn)步，人類對海洋的探索日益深入，越來越多的海上油氣田被探明、開采，并且作業(yè)范圍也逐步向深海海域發(fā)展。但統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示（表1），盡管深海油田和超深海油田數(shù)目呈上升趨勢，淺海油田數(shù)量依然占據(jù)了總數(shù)的半數(shù)以上。由于深海油氣勘探及開采難度大，風(fēng)險高，初期投資大，設(shè)備要求高，因此進(jìn)行深海油氣勘探及開采門檻極高，在未來一段時期內(nèi)，淺海油田將依然扮演海洋油氣資源開采的主力，而自升式鉆井平臺作為淺海油氣開采的主要裝備，未來市場需求巨大，前景良好。

目前，全球共有約143家公司從事海上鉆井，其中海上鉆井承包商大約90家，其余為綜合性石油公司。鉆井承包商中擁有5部鉆井平臺以上的約50家，擁有作業(yè)水深能力超過600 m的鉆井平臺承包商43家；另外一些綜合性公司以及巴西、印度、俄羅斯等國家石油公司也擁有相當(dāng)數(shù)量的海洋鉆井平臺，但主要以自用為主，幾乎不參與市場競爭。

目前已簽約的海洋鉆井平臺主要集中在各大國家石油公司和綜合性石油公司手中，簽約10部鉆井平臺以上的石油公司共有13家，占所有簽約的鉆井平臺的一半以上，見表2。

就國內(nèi)市場而言，目前中國占全球浮式鉆井平臺市場份額約10%，占全球自升式鉆井平臺市場份額約30%。由于技術(shù)上的差距，中國海洋石油目前的開發(fā)并不充分。隨著技術(shù)進(jìn)步及投入增加，未來幾年內(nèi)中國海洋石油事業(yè)將獲得充分發(fā)展，中國海洋石油開采事業(yè)的主要增長點仍將來自于淺海資源開發(fā)。為了彌補(bǔ)能力和裝備上的不足，自升式平臺在中國市場前景良好，需求巨大。

表1 2006～2009年全球海洋新發(fā)現(xiàn)油田數(shù)量

表2 全球各大石油公司簽約海洋鉆井平臺數(shù)量統(tǒng)計

3.2 400英尺自升式鉆井平臺目標(biāo)用戶分析

中國近海的南黃海、東海及南海大陸架是400英尺自升式鉆井平臺的理想目標(biāo)海域，波斯灣海域也可作為400英尺自升式鉆井平臺的目標(biāo)海域，但需面臨激烈市場競爭。這一結(jié)論可作為選擇目標(biāo)用戶的前提。由于鉆井平臺的用戶多為國家石油公司，因此，在目標(biāo)海域的范圍內(nèi)尋找用戶更加有的放矢。

400英尺自升式鉆井平臺的理想工作海域為中國近海，包括南黃海、東海及南海大陸架，這片海域市場需求巨大。這一海域的經(jīng)營主要由中國三大石油公司經(jīng)營，即中國海洋石油總公司（簡稱中海油）、中國石油天然氣集團(tuán)公司（簡稱中石油）和中國石油化工集團(tuán)公司（簡稱中石化）。

中海油是中國最大的海上油氣生產(chǎn)商。作為全球最大的獨立油氣勘探開發(fā)公司之一，中海油的國內(nèi)作業(yè)區(qū)域主要分布在渤海、南海西部、南海東部和東海四大海域。此外，中海油還在印度尼西亞、澳大利亞和尼日利亞等海外地區(qū)的油氣區(qū)塊持有權(quán)益。截至2008年底，中海油在中國海域的凈探明儲量約占總凈探明儲量的83.6%，凈產(chǎn)量約占總凈產(chǎn)量的87.9%。未來中海油將加大在深海海域的開發(fā)力度。

中石油是中國主要的油氣生產(chǎn)商和供應(yīng)商之一。目前，中石油的海上油田主要是集中在渤海區(qū)域的淺海油田，中石油計劃在2020年前投資600億元，用于海上石油勘探和生產(chǎn)。

中石化是在原中國石化總公司的基礎(chǔ)上于1998年重組成立的特大型石油石化企業(yè)集團(tuán)，是中國第二大原油生產(chǎn)商。其下屬的中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司（簡稱上海海洋油氣分公司）是專業(yè)從事中深海油氣勘探和開發(fā)的油田企業(yè)，擁有豐富的海洋油氣勘探經(jīng)驗，掌握著一定的開發(fā)技術(shù)。截至2009年，上海海洋油氣分公司擁有份額探明石油地質(zhì)儲量916.1萬t、份額探明天然氣地質(zhì)儲量316.7億m3,已鉆探井和評價井46口,勘探成功率達(dá)60%以上。

中海油、中石油和中石化三大石油公司目前均在中國海域開辟了工作區(qū)域，并且在未來規(guī)劃中投資力度逐年加大，勘探開采范圍不斷擴(kuò)展，對海洋油氣開采設(shè)備具有極大需求。其中，中海油在中國近海經(jīng)營多年，在三大石油公司中擁有海洋油氣開采設(shè)備數(shù)量最多，功能最強(qiáng)。中石油、中石化兩家公司在2004年獲得海洋油氣開采權(quán)至今，對海洋油氣的勘探開采不如中海油充分，油田數(shù)量尚未充分增長，所擁有的開采設(shè)備也比較有限。尤其是中石化，其擁有的東海大陸架勘探區(qū)域已探明巨量油氣資源儲備，但尚未開展大規(guī)模開采，在今后一段時間必然需要大量開采裝備進(jìn)行支持。400英尺自升式鉆井平臺非常適合在東海大陸架海域發(fā)揮性能，以此為契機(jī)進(jìn)入市場，前景良好。

除了中國市場外，400英尺自升式鉆井平臺在國際市場也具備一定競爭力。400英尺自升式鉆井平臺的性能可以滿足在波斯灣海域進(jìn)行工作。波斯灣海域海水較深的一側(cè)位于伊朗沿海，開采權(quán)為伊朗國家石油公司所有。400英尺自升式鉆井平臺可將伊朗國家石油公司作為目標(biāo)用戶之一，以伊朗為突破口參與到國際海洋石油裝備市場的競爭中來。

在世界各大石油公司中，墨西哥國家石油公司目前簽約自升式鉆井平臺數(shù)量最多。該公司擁有墨西哥周邊海域油田開采權(quán)，預(yù)計在未來將對自升式鉆井平臺維持較大需求量，并具備一定更新需求?？勺鳛槟繕?biāo)用戶之一，爭取國際市場。

針對目前市場狀況，400英尺自升式平臺在進(jìn)入市場之初，應(yīng)以國內(nèi)市場為主要目標(biāo)，爭取成為國內(nèi)海洋石油開采事業(yè)的主力裝備，在立足國內(nèi)市場的基礎(chǔ)上，再盡量爭取國外用戶。

4 結(jié)語

通過對國際海洋工程裝備市場現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向的研究、對世界范圍內(nèi)蘊(yùn)含油氣資源及有油氣開發(fā)前景的海域的總結(jié)及對國內(nèi)外鉆井平臺用戶特征及需求的歸納，再結(jié)合400英尺自升式鉆井平臺的總體性能進(jìn)行分析，不難看出，400英尺自升式鉆井平臺是一款性能先進(jìn)的平臺，尤其能夠滿足墨西哥灣、波斯灣及中國近海區(qū)域內(nèi)南黃海、東海及南海大陸架海域的工作需求，是以中海油、中石油、中石化為代表的中國石油公司及各發(fā)展中國家擁有的國家石油公司勘探開采海洋油氣資源的得力裝備。400英尺自升式鉆井平臺市場潛力巨大，通過研究掌握相關(guān)設(shè)計與建造核心技術(shù)，明確其目標(biāo)海域與目標(biāo)用戶，有助于我國海工裝備建造企業(yè)開拓國際市場，提高經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)我國海洋工程和船舶行業(yè)的國際競爭力。

［1］金秋，張國忠.世界海洋油氣開發(fā)現(xiàn)狀及前景展望［J］.國際石油經(jīng)濟(jì)，2005，13（3）：43-44.

［2］張寬.國內(nèi)外近海含油氣盆地儲量發(fā)現(xiàn)階段實例分析及規(guī)律性認(rèn)識［J］.中國海上油氣，2010，22（3）：143-148.

［3］劉鐵樹，何仕斌.南海北部陸緣盆地深水油氣勘探前景［J］.中國海上油氣（地質(zhì)），2001，15（3）：164-170.