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1.钻井平台的发展简史

2.世界油页岩开发

钻井平台的发展简史

世界现代石油工业最早诞生于美国宾西法尼亚州的泰特斯维尔村。一个叫乔治·比尔斯的人于1855年请美国耶鲁大学西利曼教授对石油进行了化学分析，得出了石油能够通过加热蒸馏分离成几个部分，每个部分都含有碳和氢的成分，其中一种就是高质量的用以发光照明的油。1858年比尔斯请德雷克上校带人打井，1859年8月27日在钻至69英尺时，终于获得到了石油。从此，利用钻井获取石油、利用蒸馏法炼制煤油的技术真正实现了工业化，现代石油工业诞生了。　随着人类对石油研究的不断深入，到了20世纪，石油不仅成为现代社会最重要的能源材料，而且其五花八门的产品已经深入到人们生活的各个角落，被人们称为“黑色的金子”，“现代工业的血液”，极大地推动了人类现代文明的进程。高额的石油利润极大推动了石油勘探开采活动，除了陆地石油勘探外，对于海洋石油资源的开发也日益深入。近海石油的勘探开发已有100多年的历史。1897年，在美国加州Summer land滩的潮汐地带上首先架起一座76.2米长的木架，把钻机放在上面打井，这是世界上第一口海上钻井。1920年委内瑞拉搭制了木制平台进行钻井。1936年美国为了开发墨西哥湾陆上油田的延续部分，钻成功第一口海上油井并建造了木制结构生产平台，两年后，于1938年成功地开发了世界上第一个海洋油田。第二次世界大战后，木制结构平台改为钢管架平台。1964-1966年英国、挪威在水深超过100米、浪高达到30米、最高风速160千米/小时、气温至零下且有浮冰的恶劣条件下，成功地开发了北海油田。标志着人们开发海上油田的技术已臻成熟。目前已有80多个国家在近海开展石油商业活动，原油产量占世界石油总产量的30%左右。1897年，在世界上第一口海上钻井的旁边，美国人威廉姆斯在同一个地方造了一座与海岸垂直的栈桥，钻机、井架等放在上面钻井。由于栈桥与陆地相连，物资供应就方便多了。另外，钻机在栈桥上可以随意浮动，从而在一个栈桥上可打许多口井。在海边搭架子，造栈桥基本上是陆地的延伸，与陆地钻井没有差别。能否远离岸边在更深的海里钻井呢？　1932年，美国得克萨斯公司造了一条钻井驳船“Mcbride”，上面放了几只锚，到路易斯安那州Plaquemines地区“Garden”岛湾中打井。这是人类第一次“浮船钻井”，即这个驳船在平静的海面上漂浮着，用锚固定进行钻井。但是由于船上装了许多设备物资器材，在钻井的时候，该驳船就坐到海底了。从此以后，就一直用这样的方式进行钻探。这就是第一艘坐底式钻井平台。同年，该公司按设计意图建造了一条坐底式钻井驳船“Gilliasso”。1933年这艘驳船在路易斯安那州Pelto湖打了“10号井”，钻井进尺5700英尺。以后的许多年，设计和制造了不同型号的许多坐底式钻井驳船，如1947年，john hayward设计的一条“布勒道20号”，平台支撑件高出驳船20多米，平台上备有动力设备、泵等。它的使用标志着现代海上钻井业的诞生。

由于经济原因，自升式钻井平台开始兴起，滨海钻井承包商们认识到在40英尺或更深的水中工作，升降系统的造价比坐底式船要低得多。自升式钻井平台的腿是可以升降的，不钻井时，把腿升高，平台坐到水面，拖船把平台拖到工区，然后使腿下降伸到海底，再加压，平台升到一定高度，脱离潮、浪、涌的影响，得以钻井。1954年，第一条自升式钻井船“迪龙一号”问世，12个圆柱形桩腿。随后几条自升式钻井平台，皆为多腿式。1956年造的“斯考皮号”平台是第一条三腿式的自升式平台，用电动机驱动小齿轮沿桩腿上的齿条升降船体，桩腿为×架式。1957年制造的“卡斯二号”是带有沉垫和4条圆柱形桩腿的平台。　随着钻井技术的提高，在一个钻井平台上可以打许多口井而钻井平台不必移动，特别是近海的开发井。这样，固定式平台也有发展。固定式平台就是建立永久性钻井平台，大都是钢结构，打桩，然后升出海面；也有些是水泥结构件。至今工作水深最深的固定平台是“Cognac”，它能站立在路易斯安那州近海318米水深处工作。

1953年，Cuss财团造成的“Submarex”钻井船是世界第一条钻井浮船，它由海军的一艘巡逻舰改装建成，在加州近海3000尺水深处打了一口取心井。1957年，“卡斯一号”钻井船改装完毕，长78米，宽12.5米，型深4.5米，吃水3米，总吨位3000吨，用6台锚机和6根钢缆把船系于浮筒上。用浮船钻井会带来一系列问题，由于波浪、潮汐至少给船带来三种运动，即漂移、摇晃、上下升沉，钻头随时可能离开井底，泥浆返回漏失，钻遇高压油气大直径的导管伸缩运动而不能耐高压等等。这样就把防喷器放到海底。该船首先使用简易的水下设备，从而把浮船钻井技术向前推进了一步。　浮船钻井的特点是比较灵活，移位快，能在深水中钻探，比较经济。但它的缺点是受风浪海况影响大，稳定性相对较差，给钻井带来困难。

1962年，壳牌石油公司用世界上第一艘“碧水一号”半潜式钻井船钻井成功。“碧水一号”原来是一条坐底式平台，工作水深23米。当时为了减少移位时间，该公司在吃水12米的半潜状态下拖航。在拖航过程中，发现此时平台稳定，可以钻井，这样就受到了启示，后把该平台改装成半潜式钻井平台。1964年7月，一条专门设计的半潜式平台“碧水二号”在加州开钻了。第一条三角形的半潜式平台是1963年完工的“海洋钻工号”，第二条是1965年完工的“赛德柯135”。

随着海上钻井的不断发展，人类把目光移向更深的海域。半潜式钻井平台就充分显示出它的优越性，在海况恶劣的北海，更是称雄，与之配套的水下钻井设备也有发展，从原来简单型逐渐趋于完善。半潜式钻井平台的定位一般都是用锚系定位的，而深海必须使用动力定位。第一条动力定位船是“Cussl”，能在12000英尺水深处工作，获取600英尺的岩心。以后出现了动力定位船“格洛玛·挑战者号”，它于1968年投入工作，一直用于大洋取心钻井。世界上真正用于海上石油勘探的第一条动力定位船是1971年建成的“赛柯船445”钻井船，工作水深在动力定位时可达600米以上。　半潜式平台有自航和非自航的。动力定位船所配套的水下设备是无导向绳的水下钻井设备。后来，钻井平台又有新的型式出现。如张力腿平台和“Spar”。科学在进步，时代在发展，海上钻井技术也在飞速发展，人们现在已向更深的海域进军，无论是钻井井深、钻井水深、钻井效率都有新的世界纪录出现。

中国海洋钻井平台发展概况

中国石油工业起步比较晚，上世纪50年代末，当时的石油部领导提出了“上山下海，以陆推海”的海洋石油发展大略。1963年，在对海南岛和广西地质资料进行详尽分析的基础上，决定在南中国海建造海上石油平台。此后的2年间，广东茂名石油公司的专家们用土办法制成了中国第一座浮筒式钻井平台，在莺歌海渔村水道口外距海岸4公里处钻了3口探井，并在400米深的海底钻获了15升原油。1966年12月31日，中国的第一座正式海上平台在渤海下钻，并于1967年6月14日喜获工业油流，从此揭开了中国海洋石油勘探开发的序幕。

1981年地矿部为了开展海洋石油勘探，决定建设一台半潜式的海洋钻井船，取名叫“勘探三号”。1984年6月由上海708研究所、上海船厂、海洋地质调查局联合设计，上海船厂建造的中国第一座半潜式钻井平台—勘探3号建成。其后转战南北，共打出15口海底油、气井。它为发现中国东海平湖油气田残雪构造，作出了重要贡献。

“勘探3”号由一座箱式甲板（亦称平台甲板）6根大型立柱、一座高大井架和两只潜艇式的沉垫组成的半潜式钻井平台。从沉垫底部到平台的上甲板有35.2米高，相当于一座12层的高楼，如果算到井架顶部总高有100米，总长91米，总宽71米，工作排水量219910吨，工作吃水20米，平台上装有900项，8600多台件机电设备。平台甲板被6根直径9米的主柱高高地托在高空，远远看去像是一座岛屿。它除了包括钻井、泥浆、固井、防喷系统在内的全套钻探设备外，还配置了4组（8台）150吨的电动锚机，5组660千瓦的柴油发电机组。同时，船上还配有潜水钟和甲板减压舱组成的200米饱和潜水系统，防火、防爆和可燃性气体自动报警系统等现代化设备。“勘探3”号平台上设有地质楼、报务室、应急发电机室、水文气象室、中心控制室和居住室等现代化的生活设施，水电通讯一应齐全，甲板顶还有可供直升飞机起降的停机坪。

半潜式钻井平台具有优良的抗风浪性能和较大的可变载荷，并可在较深海域进行钻探作业。当时世界上只有少数几个国家能建造，而且造价昂贵。为了能设计出适应中国大陆架实际情况的半潜式钻井平台，3个单位的设计人员收集了大量的水文气象资料，并通过深入实际的调查研究，对5种方案进行了严格筛选，最后正式确定采用矩形半潜式钻井平台的方案。其主要性能参数为；工作水深35～200米，最大钻井深度6000米。

1984年6月25日上午，“勘探3”号在中国最大的拖轮“德大”号的拖引下，离开上海港到东海温州湾外的海域进行各种性能试验。试验表明，“勘探3”号辐射状锚泊系统布置合理，十分适应该平台的精确定位和作业。其间“勘探3”号在试验的狂风巨浪中接受了中国船舶检验局和美国ABS船级社的入级签证，美国船级社的日籍验船师木下博敏把“勘探3”号称作为中国现代海上工程的标志。国外一般海洋钻探公司获悉中国有这样高质量的钻井平台后，纷纷前来探询租用或合资经营“勘探3”号钻探承包作业的可能性。

目前世界海洋石油的勘探开发主要集中在靠近陆地的称之为大陆边缘的部分。大陆边缘又分为大陆架、大陆坡和大陆隆三部分。中国大陆架是世界最宽的大陆架之一，总面积473万平方千米。据有关专家估计仅大陆架石油地质储量约250亿吨，天然气80000亿立方米。如果再考虑整个大陆边缘，其发展前景更不可限量。根据1994年的数据，中国海上采集地震测线57万公里，打探井363口，发现油气构造88个，获得石油地质储量11.88亿吨、天然气地质储量1800亿立方米，年产量达到了647万吨。目前年产油量2500万吨，年产气量约50亿立方米。

2008年6月6日，中国石油天然气集团公司宣布：目前全球最大的座底式钻井平台——中油海三号座底式钻井平台安全抵达冀东南堡油田。该平台投用后，将大大提高中国石油滩海地区勘探开发的能力。中油海三号是由中国石油海洋公司与上海708所联合研制，由山海关造船厂制造。该平台长78.4米，宽41米，上甲板高20.9米，空船总重量5888吨，适合10米以内水深的海上作业，是目前全球最大的座底式钻井平台。中国石油海洋公司组建于2004年11月，2006年，公司在渤海湾三个油田海上钻完井17口，试油试采11.2万吨，动用自有船舶8艘、外雇船舶19艘，安全完成了19次海上平台的拖航、移位。目前，中国石油海洋公司已拥有各类移动式平台七座，包括五座自升式钻井平台和两座生活平台，还有正在新加坡建造三座自升式钻井平台，预计将于2008—2009年间陆续完成。

目前中国正在设计、建造的超深水钻井平台（船）主要有：

一、由708所与上海外高桥造船厂设计、建造3000米工作水深的半潜式钻井平台。

二、中国船舶重工集团公司大连造船新厂建造了BG9000型4艘超深水半潜式钻井平台。

三、由中国与韩国合资的江苏韩通船舶重工有限公司承担建造、舍凡钻井公司（Sevan Drilling)拥有的“舍凡钻工（Sevan Driller)”号半潜式平台，工作水深达当前创世界纪录的12500英尺（3810米）；中部具有双井架的、钻深能力亦达当前创世界纪录的40000英尺（12200米）超深井钻机；是世界第一艘SSP（即舍凡稳定性（减摇）钻井平台）。

四、由上海船厂与美国Frontter公司签订于2007年3季末以后开始建造4-5万吨动力定位深水钻井船。

以上均是中国垮入超深水钻井平台建造的重要标志，目前中国在建造平台、船体吨位总量方面仅次于韩国而居世界第2位，但在自行设计建造用于平台、船上的主机、特别是浮式钻井专用设备方面几乎还是空白，这需要国内海洋装备企业瞄准世界顶尖水平继续努力。　 五、 “海洋石油981”是中国首次自主设计、建造的第六代3000米深水半潜式钻井平台，代表了当今世界海洋石油钻井平台技术的最高水平，堪称海工装备里的“航空母舰

2008年世界海洋工程装备市场概况

2008年．蓬勃发展的海洋工程装备制造业给萧条的船舶市场带来了一些惊喜。海工装备租赁市场的火爆不仅为海工企业带来了大量订单，也催生了一些像迪拜船厂这样的新船企。然而，受金融危机和油价下跌的双重夹击，世界海洋工程装备市场的发展前景仍然十分微妙。

2008年共有60套钻井装备成交，订造量再创近几年新高。这60套钻井装备包括自升式钻井平台26座、半潜式钻井平台15座、钻井船19艘。其中，深水装备占总订单量的比例从2007年的48%上升到2008~#的57%，成为投资重点。

自升式和半潜式钻井平台的建造主要集中在新加坡吉宝和胜科海事两大集团，其市场竞争优势明显。截至去年底，全球自升式钻井平台订单共计79座，而新加坡两大集团手持32座，市场占有率达41%；全球半潜式钻井平台订单共计55座，新加坡两大集团手持23座，市场占有率达42%。

钻井船订单则主要被韩国船企承揽。该市场在目前海洋工程装备建造领域是集中度最高的。截至2008年底，全球船企手持钻井船订单总计44艘，其中韩国四大船企（大宇、三星、现代重工、STX)手持订单达到41艘，市场占有率达93%。2008年，这四大船企更是包揽了全部订单。

中东地区近年来海洋开发逐渐升温，凭借多年积累的海工装备修理经验和资源优势，阿联酋船企迅速崛起，成为一支不可小觑的海工装备制造力量。在自升式钻井平台建造领域，目前阿联酋船企手持订单总数达21座，仅次于新加坡。

韩国占据FPSO新建市场的主导地位。截至2008年11月底，全球有超过7家建造商持有FPSO(包括FPSO新建和改装）的建造订单。从手持订单看，韩国依然占据FPSO新建领域的主导地位，三大船企（三星、现代、大宇）手持FPSO新建订单共计9艘，市场占有率达75%。三星重工是世界最大的FPSO建造厂商，目前手持7艘：FPSO订单，其中有4艘是FlexLNG公司订造的LNG—FPSO，目前全球仅三星重工在建造该型船。

从2008年下半年开始，愈演愈烈的全球金融危机对海工装备制造业的影响逐步显现。由于信贷紧缩、融资困难，一些海洋工程项目被迫推迟或取消，甚至出现了企业破产的情况。12月，要求海洋工程产品延期交付和订单取消的情况变得更加严重，多家海洋工程公司与新加坡吉宝集团协商取消订单。目前，新加坡吉宝集团已有价值4．5亿美元的1座半潜式钻井平台和1艘多用途工作船的订单被取消，另有2座自升式钻井平台订单还在协商。据报道，由于项目取消，已有一些原本用于改装FPSO的单壳油船被卖掉。

巴克莱公司最近发布的《全球勘探开发投资调查》表明，连续6年增长的全球油气勘探开发投资将在2009年减少12%，由2008年的4540亿美元减至4000亿美元，市场正在经历一轮大洗牌。

世界油页岩开发

油页岩工业开始于1838年的法国，至今已有170余年历史。油页岩的生产出现过3个高峰期：①二战期间石油需求量剧增，油价猛涨，不少国家兴起了油页岩开发热潮，20世纪50年代中国大力发展油页岩，油页岩油产量占全国石油产量的60%以上；②20世纪70年代石油危机爆发，油页岩开发利用又重新得到重视，美国、德国、巴西、日本、苏联等国家研究了各种油页岩干馏炼制油页岩油的方法，部分国家形成工业化生产规模，油页岩利用快速增长；③1980年出现第三个高峰，产量达到4500×104t左右，达到历史最高水平。1980年以后，随着常规石油的大量发现和开发，油价大幅下降，相对油页岩，天然石油质优价廉，油页岩的产量下滑，到2000年仅有1600×104t。进入21世纪，随着常规石油的发现与开发难度增大以及国际油价持续上涨，对油页岩开发利用的重视程度正在不断增强。爱沙尼亚、美国、约旦等国家在油页岩开发利用方面取得了较大进展，爱沙尼亚在油页岩综合开发利用方面最为成功。

中国开发利用油页岩也有70多年的历史，主要是提炼油页岩油、制煤气以及作为燃料直接燃烧，尤其是在油页岩油提炼方面积累了较丰富的技术经验。如辽宁抚顺油页岩工业始于1928年，1959年油页岩油产量达79×104t，为历史最高水平；其油页岩含油率5%～10%，探明储量41×108t；现在辽宁抚顺油页岩厂每年露天开采500×104t油页岩，生产 10×104t 油页岩油。广东茂名油页岩最厚达 49m，平均含油 6%～8%，最高13.66%，热值3.9～6.2MJ/kg，探明储量55.15×108t。目前，中国油页岩的开发主要集中在辽宁抚顺、吉林桦甸、山东龙口等地，2011年油页岩油产量大约在75×104t以上，2012年之后油页岩油产量基本稳定在70×104t左右。