能源问题已经成为当今世界的一个关注焦点，随着近年来人类对能源的过度开采，陆地及近海油气资源已逐渐减少和枯竭，于是各国纷纷将开发重点投向深海领域，以满足日益增长的能源需求。其中海洋钻井技术和钻井平台在石油勘探开发中起着不可忽视的作用，并在世界范围内以引起普遍的关注。由于海上钻井油服行业是一个具有显著的周期性的重资产行业，据专业人士分析，在过去几十年的波动中，油价的涨跌和供需变化起着关键性的影响因素，而在这一轮周期中，技术进步将发挥不可替代的作用，从而成为主宰本轮周期的决定性因素。这个原因在于随着深海开发技术的迅速发展，尤其是近年来超深水开发，自升式，半潜式钻井平台的开工率高达90%以上，这意味着全球的深海开发领域已经进入一个前所未有的鼎盛时期。

目前全球深海石油开采技术概况

最初，海上石油钻采技术始于上世纪40年代，随着海洋开发工程技术的不断进步，深水的概念和范围不断扩大：400m以下水域被称为常规水深作业，水深400至1500m为深水作业，大于1500m则称为超深水作业，而现在业内已普遍将500m作为划分“深水”的界限。最近几年随着技术的迅猛发展，钻井作业可达水深3000m。据国际能源署公布的数据统计，近10年来发现的大型油田中，海洋油气占据60%，其中有一半在水深500m以上的深水域，全球可开发的石油资源，其中45%位于海上，而1/4位于500m的深水域。因此全球海洋油气资源蕴藏着巨大的潜力，具有不可估量的勘探前景，也是各国今后对油气能源竞相勘探开发的重点目标。

目前全球勘探海洋油气资源所用的钻井技术，主要有如下几种：

1.固定式钻井平台

此平台堪称钻井平台中最为古老和传统的平台。这一类钻井平台的优点是结构简单，稳定且成本低，受海洋的气候条件干扰较小，使用时间较长，但灵活性差，不能实现及时移动。固定式钻井平台按照时间的先后可分为，桩基式，重力式，绷绳塔式，张力式。不同类型的平台适用水深的性能也不同，总体来说，固定式钻井平台适应水深能力在150-300m左右，钻深能力3000m，其钻井模块设计有可实现左右，前后推移装置和多种功能相融合的设施，较为适合浅海领域的钻采。

2.自升式钻井平台：

自升式钻井平台适应水深能力在100-130m左右，目前最大水深能够适应160-170m左右，平台一般由平台主体，升降装置，桩腿，机械设备等组成，其中桩腿插入海床从而支撑整个平台及台面设备进行钻井作业，当其浮于海面上，主体平台产生的浮力用于平衡桩腿，机械设备等重力。自升式钻井平台有两种型式，独立桩腿式和沉垫式，它们可满足移位和着底的稳定性和强度的要求，以其升降灵活稳定，移动便捷，便于建造等优点得以普遍应用。

3. 深水半潜式钻井平台：

半潜式钻井平台是浮动型的移动式平台，它是克服水面式平台抗风浪性的缺点而产生，主要采用半潜原理，将大体积柱靴潜到水下一定深度，避开了海浪的作用区，减少平台的波浪力，同时利用稳定大立柱及其立柱之间的间距，以增大平台的惯性矩从而达到增强平台稳定性的作用。目前此类平台已发展到第六代，其类型有多种，主要差别在于水下浮体的式样及数目，可分为沉箱式和下体式两种，能够适应的水深范围可达1000m-3000m, 钻井能力为10000m。由于半潜式钻井平台也可改造为采油平台，这便极大减少了成本，而相对于其他浮式装置，半潜式平台稳定性好，移动灵活，一般用于深水及超深水作业，已经成为深海领域探索的主力设备。

4. 深水张力腿钻井平台：

深水张力腿平台主要是由平台本体，张力腿和锚固基础三部分组成。通过对其工作结构及性能的设计，使其产生远超于自身结构的浮力，不仅可以抵消自身重力，同时剩余浮力也与预张力与套管张力相平衡。K.P.Caveny 曾给出一个张力推平台设计的基本公式：总浮力=平台自重+套管张力+张力腿预张力。这样设计的目的，是为了实现整体系统刚性与柔性的较佳结合。一方面，为了在张力腿的竖直方向获得较大的预张力，从而整个系统处于近似刚性状态中，这样平台通过张力腿与海底固接在一起，减少了海洋环境对平台的冲击影响。而另一方面，为了减少波浪力在水平方面上对平台的运动冲击，使得水平方向较大的环境载荷不需要结构内力来平衡，而是通过张力腿的柔性及对平面运动顺应式惯性力来实现。通过这样的设计方式可以使得整体系统的结构处于最佳的稳定性能。深水张力腿平台对平台上方的质量较为敏感，造价随着水深而增加，由于垂向运动受到约束，平台的稳定性较好，其适应水深在1200m-1400m左右。

国内外海洋钻采平台的概况

近20年来，随着海洋钻采技术的飞速进步，海洋油气勘探的格局发生了极大变化。美国等西方发达国家的海洋勘探技术，从钻井技术，装备，控制等方面，已经达到了一个较高的水平，其先进性体现在钻井设备及平台有着丰富的多样性，以及深水设备的开发技术，适应水深范围在不断增强。目前全球移动式钻井平台最大适应水深能力已超过3000m，钻井深度超过12000m。

从我国国内的状况来说，由于几十年来受制于技术因素的制约，我国开发领域主要集中在陆地和浅海区域，深海开发尚处于起步阶段，与国外技术相比还存在一定差距。一是由于深水作业的成本昂贵，导致资金短缺，据统计，每钻井1m耗资约1万人民币，建立中型海上油田大约需要十几亿美元。二是设备和科研人员短缺，深海钻采设备主要依赖于进口，而深海钻采科研经费不足，缺乏高水准人才和团队。

近几年，中海油向深海领域进军，组建了海洋石油深水工程重点实验室，攻克深海技术难关，已取得了初步成效，和新加坡Friede公司合作研发的981半潜式钻井平台，属于目前世界最先进的第6代深水半潜式钻井平台，平台适应水深3050m，钻井深度可达10000m，具有先进的性能和多种复合功能。而中国中远船务集团，也在和挪威公司积极展开合作，开发第6代半潜式平台，实现设计水深3910m，钻井深度12200m，堪称当今世界技术最高，作业能力较强的超深水海洋钻探储油平台。

未来海洋钻井技术的趋势展望

随着各国对海洋开发的重视和焦点，以及海洋钻井技术的发展，目前海洋钻井技术将朝向以下几个趋势发展：

1.海洋钻采平台趋向大型化多功能化发展

由于深海领域巨大的油气资源潜能以及海洋科技的飞速发展，各国会加大对深海领域的勘探力度，向大型化趋势发展，这取决于各国对深海技术的大力合作和推进，通过增强工作水深，钻井深度，油储能力，平台载重量等各项技术指标，以实现更深海域的油气能源探索。同时，对钻采平台也需要朝向多功能化的方向发展，使其不单具备钻井能力，还具备修井，采油，储油等多项功能。因此，海洋钻采平台走向大型化和多功能化将成为一种未来趋势。

2.海洋钻采平台趋向可靠性，安全性，适应性发展

由于海洋作业需要适应海风，海浪，洋流等多方面复杂的环境影响，海洋钻井平台设备的可靠性，是实现平台安全施工和作业效率的有力保障。尤其是2010年，BP墨西哥湾漏油事件造成的巨大污染，使得深海领域的勘探钻采平台设备的安全问题进入公众的视野，海洋钻井平台的安全性再度受到高度重视，而对深海气候的适应性也需要投入一定的研究，以确保海洋技术平台的安全性和可靠性。

3.超深水技术的研发将成为今后的热点

近年来深水勘探成为全球热点，深水钻井平台的需求也呈现爆发式的增长。海上油气资源的勘探向深海扩展的趋势十分显著，深海领域的资源将在未来成为全球竞相争夺和关注的焦点，而这取决于各国深海技术和设备的研发水平。据世界著名海洋油气咨询机构DW公司调查，未来5年内全球海洋油气工业将投资1890亿美元在全球海洋上建立15000个油气勘探和开采井，其中深海领域将成为各国开发重点，并预测深海海洋平台投资增长率将达38%。而对于我国来说，据相关统计，300m以上的海域具有153万平方公里，目前只勘探了16万平方公里，仍有90%尚未勘探，因此未来深水及超深水领域也是中国海洋油气勘探的主要方向，而对超深水技术的研发和投入将在未来受到各国的高度重视，并随之掀起全球化超深海油气勘探的热潮。

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