世界海洋油气资源概况及工程装备格局一览

金正纵横油气咨询

　　近年来， 世界油气需求增长强劲，据 BP2005年能源统计，1981年的油气消费量各为29.9亿吨和1.47万亿立方米，到2004年则分别达到40.4 亿吨和2.69万亿立方米。而据国际能源署(IEA) 发布的世界能源展望预测，到2030年，世界油气需求预计将分别达到57.69亿吨和42.03亿吨油当量。随着陆上油气资源逐渐减少甚至枯竭，海上油气资源越来越成为未来开采的重点。
　　近十年发现的大型油气田，海洋领域约占60%，其经济价值约为30～60万亿美元(按60美元/桶计)。世界新增储量的70%来自海洋。据预测，世界海洋油气日产量2015年将增加到5500万桶油当量，届时，海洋油气产量占全球总产量的比例将分别达到39%和34%。

　　一、蕴藏丰富的海洋油气资源
　　全球海洋油气资源丰富。海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%，探明率30%左右，尚处于勘探早期阶段。根据IHS能源集团提供的数据，截止2009年，全球已发现石油储量为3531.7亿吨，其中海上705.6亿吨。剩余石油储量为1905.5亿吨，其中海上378.2亿吨。已发现天然气储量为311.7万亿立方米，其中海上79.0万亿立方米。剩余天然气储量为211.9万亿立方米，其中海上60.0万亿立方米。图1~4为2000年至2009年全球及海上部分油气储量图。

　　1.资源分布
　　海洋油气资源主要分布在大陆架，约占全球海洋油气资源的60%，但大陆坡的深水、超深水域的油气资源潜力可观，约占30% 。在全球海洋油气探明储量中，目前浅海仍占主导地位，但随着石油勘探技术的进步，勘探逐渐进入深海。水深小于500米为浅海，大于500米为深海，1500米以上为超深海。2000~2005年，全球新增油气探明储量164亿吨油当量，其中深海占41%，浅海占31%，陆上占28%。

　　图5 深海油区分布图

　　从图5深海油区分布区域看，海洋石油分布与生产极不平衡。目前海上石油开发已形成三湾、两海、两湖的生产格局。“三湾”即波斯湾、墨西哥湾和几内亚湾;“两海”即北海和南海;“两湖”即里海和马拉开波湖。其中，波斯湾的沙特、卡塔尔和阿联酋，里海沿岸的哈萨克斯坦、阿塞拜疆和伊朗，北海沿岸的英国和挪威，还有美国、墨西哥、委内瑞拉、尼日利亚等，都是世界重要的海上石油生产。表1为世界海洋油气资源储量分布表。

　　表1 全球海洋油气储量

　　2.油气产量
　　海洋油气生产始于20世纪40年代，从60年代100万桶/天到2005年的2500万桶/天。据英国道格拉斯数据，世界石油产量构成如下：2004年，海上占34%，陆上占66%。到2015年，海上占39%，陆上占61%。世界天然气产量构成如下：2004年，海上占28%，陆上占72%。到2015年，海上占34%，陆上占66%。在世界海洋石油产量中，北海海域石油产量及其增长速率，一直居各海域之首，2000年产量达到峰值，
　　即3.2亿吨，随后逐渐下降。波斯湾石油产量缓慢增长，年产量保持在2.1亿~2.3亿吨，而墨西哥湾、巴西、西非等海域石油产量增长较快，年均增长超过5.0%，其中，墨西哥湾可能在未来数年超过北海，成为世界最大产油海域。

　　从图6 、7 中可以看出2 0 0 9 年全球石油产量为394953万吨，其中海上121158万吨，占总产量的30.7%。全球天然气产量为31951亿立方米，其中海上8760亿立方米，占总产量的27.4%。

　　3.油气特点
　　海洋油气勘探开发与陆地油气勘探开发尽管有一些共同之处，但相比之下，其不同处则更为关键。与陆地油气勘探开发相比较，海洋油气田勘探开发，需要克服海洋环境的影响。海上的台风所形成的巨浪、狂风影响勘探开发工作进度、威胁工作人员的生命和财产安全。
　　2005年7月，Dennis 飓风使美国墨西哥湾THUNDER HORSE平台倾斜22度，经昂贵的修复作业，才使平台恢复生产。图8为风浪对海洋油气勘探的影响。

　　图8 风浪对海洋油气勘探的影响

　　2010年4月20日，英国石油公司(BP)租赁的位于美国墨西哥湾的一座半潜式钻井平台爆炸起火。36小时后，平台沉没，11名工作人员遇难。钻井平台底部油井自24日起漏油不止并引发了大规模原油污染。事故发生后，英国石油公司表示为此次原油泄漏事故负责。此事件引起国际社会严重关注。图9为美国墨西哥湾事故中倾斜的THUNDER HORSE平台。

　　图9 美国墨西哥湾事故中THUNDER HORSE平台

　　在勘探方法与技术方面，陆地上的油气勘探方法与技术在海洋油气勘探中都是适用的。但是，受恶劣的海洋自然地理环境和海水的物理化学性质的影响，许多勘探方法与技术受到了限制。
　　例如地面地质调查法，在海洋中就很难大规模地展开;陆地上的重、磁、电勘探到海洋中就要转到勘探船上进行，并且测量的结果在一定程度上受海水深度及海水物理化学性质的影响。图10为海底地震工作示意图。

　　图10 海底地震工作示意图

　　海上开发设备的结构也要复杂得多，海上油气开发必须使用海洋平台。海洋平台主要包括：固定式平台、移动式平台和顺应式平台。由于受海洋自然地理环境的影响，海洋开发要考虑风浪、潮汐、海流、海冰、海啸、风暴潮、海岸泥沙运动的影响。考虑海洋的水深、海上搬迁拖航、海底设备性能等因素的影响。图11为海洋钻井设备与海洋深度关系图。

　　图11 钻井设备与海洋深度关系图

　　所以由于海洋特殊的环境，海上油气勘探开发的投资大幅增加，一般是陆地油气勘探投资的三到五倍。勘探开发投资主要体现在海上钻井设备的设计与制造、海上钻井设备的搬迁拖航、海上油气的集输、海底设备技术、海上钻井施工过程中的后勤补给、海上钻井工程技术人员的工资与保险等方面，这些勘探投资都要比陆地上大得多。图12为水深与海洋油气勘探成本关系图。

　　图12 水深与勘探成本关系图

　　4.钻井与投资
　　伴随国际油价的持续高涨，全球深海油气勘探开发总投资规模不断扩大。海上钻井数不断增加，相应的钻井投资也持续增长。
　　图13~14为世界近十年海上钻井与投资图示。

　　图15~17为世界各地区近十年海上钻井数、钻井数和海上钻井投资图示(远东均不包含中国)。

　　5.勘探开发现状
　　在油气勘探领域，400m以内水域为常规水深作业，400～1500m水深为深水作业，大于1500m则为超深水作业。与大陆架和陆上勘探钻井作业相比，深水作业的成本非常昂贵(海上油田的建成成本约
　　为陆上的3~5倍)，是一项高科技、高难度的系统工程。随着深度的增加，海洋油气开发的难度亦随之骤增。所以， 必须使用当代最先进的科学技术，如造船技术、卫星定位与电子计算机技术、现代机械、现代环保和防腐蚀技术等综合科技，解决深海石油开发所遇到的定位、建立海上固定平台或深海浮动式平台的泊位、废水排放、海上油气的储存及运输等一系列难题。深海油气开发装备是否先进，直接决定海洋油气资源开发水平的高低。深海油气开发具有资金密集、技术密集、高风险和高回报等特点，国外石油公司多采用国际合作、联合经营的策略，以达到分散风险的目的。

　　二、海洋油气工程装备格局
　　海洋工程装备是指用于海洋资源勘探、开采、加工、储运、管理及后勤服务等方面的大型工程装备和辅助性装备。
　　国际上通常将海洋工程技术装备分为三大类：海洋油气资源开发装备;其他海洋资源开发装备;海洋浮体结构物。海洋油气资源开发装备是目前海洋工程装备的主体，包括各类钻井平台、生产平台、浮式生产储油船、卸油船、起重船、铺管船、海底挖沟埋管船、潜水作业船等。

　　1.设计与制造格局
　　海洋工程装备属于高投入、高风险产品，从事海洋工程装备建造的厂商须具有完善的研发机构、完备的建造设施、丰富的建造经验以及雄厚的资金实力。
　　目前全球主要海洋工程装备建造商集中在新加坡、韩国、美国及欧洲等国家，其中新加坡和韩国以建造技术较为成熟的中、浅水域平台为主，目前也在向深水高技术平台的研发、建造发展，而美国、欧洲等国家则以研发、建造深水、超深水高技术平台装备为核心。
　　按照业务特点和产品种类，海洋工程装备建造商可分为三个层面。处于第一层面的公司主要在欧美，它们垄断着海洋工程装备开发、设计、工程总包及关键配套设备供货;第二层面是韩国和新加坡，它们在总装建造领域快速发展;我国还处于制造低端产品的第三层面。

　　2.欧美公司世界领先
　　欧美国家企业是世界海洋油气资源开发的先行者，也是世界海洋工程装备技术发展的引领者。随着世界制造业向亚洲国家的转移，欧美企业逐渐退出了中低端海洋工程装备制造领域，但在高端海洋工程装备制造和设计方面仍然占据垄断地位。并且欧美企业也垄断着海洋工程装备运输与安装、水下生产系统安装和深水铺管作业业务，主要企业如法国Technip公司、意大利Saipem公司、美国McDermott公司和Subsea公司等。
　　欧美企业的技术领导地位与其长期海洋油气开发实践密切相关。在此基础上，欧美企业形成了大量的技术专利和技术储备，并积累了丰富的工程实践经验，成为其研发新技术和装备的重要支撑。目前欧美企业仍是世界大多数海洋油气开发工程的总承包商，掌握着海洋油气田开发方案设计、装备设计和油气田工程建设的主导权，为降低开发风险，他们会选择具有技术优势的欧美企业负责装备设计工作。这在客观上增强了其技术领先地位。

　　3.亚洲国家技术日渐成熟
　　在亚洲，韩国、新加坡、中国和阿联酋是主要的海洋工程装备制造国。韩国垄断了钻井船市场，截至2009年底，三星重工、大宇造船、现代重工和STX造船手持钻井船33艘，市场占有率达94%。韩国和新加坡则占据了FPSO改装和新建市场，市场占有率分别高达67%和82%。在自升式钻井平台和半潜式钻井平台建造领域，新加坡、中国和阿联酋占据主导地位，截至2009年底，中国、新加坡和阿联酋自升式钻井平台手持订单54座，市场占有率77%;半潜式钻井平台手持订单39座，市场占有率85%。
　　亚洲虽然在装备制造中占据主导地位，但在装备设计方面与欧美存在较大差距，特别是我国的差距更大。2000年以来，我国建造完成和在建钻井平台40余座，70%以上为欧美公司设计。其中自升式平台的设计公司主要有美国F&G公司、荷兰GustoMSC公司;半潜式钻井平台的设计公司主要有美国F&G公司、挪威GM公司、SEVAN公司、意大利Saipem公司等。

　　4.俄罗斯、巴西等进入工程制造领域
　　近年来，依托本国海洋油气资源开发的巨大需求，巴西和俄罗斯等资源大国开始培育本国的海洋工程装备建造企业，成为世界海洋工程装备新的竞争者。巴西提出在本国海域进行油气勘探开发的装备由本国企业建造，其国内几家船厂加快能力建设。俄罗斯通过本国能源公司的系列订单，实现本国造船业现代化，并以订单为“诱饵”，邀请日本、韩国造船企业参与该国船厂建设和改造。
　　海洋工程装备制造业是为海洋开发提供装备的战略性产业，随着海洋开发步伐的加快，海洋工程装备制造业将迎来广阔的发展机遇，但越来越多的国家认识到了这一产业的重要性，并开始抢占这一领域，海洋工程装备产业的竞争也将更加激烈。我国应该加强发展力度，加快发展步伐，进入世界海洋工程产业第一阵营，为我国海洋开发和参与海洋国际竞争提供利器。

　　三、我国海洋石油
　　我国海洋石油装备与国外先进技术存在的差距见表2。

　　表2 我国海洋石油装备与国外先进技术对比

　　四、世界海洋油气开发技术展望
　　随着世界经济的发展，能源需求不断增加，在市场需求压力和高油价的驱使下，未来全球海洋油气勘探开发将继续快速增长，投资不断增加，海上油气产量继续增长，勘探开采作业海域范围和水深不断扩大。未来海洋油气勘探开发技术及装备的发展趋势为大型化、高速化、精密化、电子化、自动化、智能化等方向发展。

　　1.微生物和光学技术
　　海洋油气开发中，将越来越普及微生物和光学等这些非常规技术，例如可以利用地质微生物识别海洋油气富集区，这样对油气开发中的布井方案提供资料。用光学传感技术，显示储层油气，也可以为油气开发提供帮助。

　　2.地震技术
　　在深水油气的勘探开发中，高分辨率的三维和四维地震技术已经得到越来越广泛的应用，而且成效显著。通过这一技术并结合有关钻、测井资料，可准确刻画储层空间展布，监控油藏流体动态，从而建立更为有效的油藏地震地质模型，进而可对开发部署方案进行调整和优化，提高单井储(产)量，降低钻探成本，提高钻探成功率和投资回报率。
　　深水平台技术的多样化和综合化深水钻井平台出现了多样化和综合化趋势。多样化就是不断改进平台性能，平台的样式不断创新，如改进浮筒形态、改进浮体结构、增加平台的稳定性和强度、改进深水立管技术等。综合化就是通过共用一个综合平台将多个边际油气田联结在一起，从而大大降低开发成本。如墨西哥湾NA Kika综合平台就将6个油田联结在一起。当今世界上生产井口离主生产平台的最大距离已达100km之远。

　　3.水下生产技术
　　今后深水油气田水下生产系统将着重进行深水条件下大排量多相流混输、水下井口集成、全自动水下设备的安装、维护及管理技术的研究。

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