黨的十八大提出“提高海洋資源開(kāi)發(fā)能力，堅(jiān)決維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益，建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)”的戰(zhàn)略目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo)離不開(kāi)深水油氣工程的支撐。走向深海，已成為實(shí)現(xiàn)“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要組成部分。
未來(lái)數(shù)十年，全球油氣需求仍會(huì)持續(xù)攀升，深水項(xiàng)目開(kāi)發(fā)刻不容緩。海洋中蘊(yùn)藏著豐富的石油天然氣資源，約占全球油氣資源總儲(chǔ)量的百分之七十，因此，作為人口大國(guó)，中國(guó)勢(shì)必要從“淺藍(lán)”向“深海”進(jìn)軍，在深海油氣開(kāi)發(fā)方面有所作為。
10月17日~18日，國(guó)家自然科學(xué)基金委政策局、工程與材料科學(xué)部、數(shù)學(xué)物理科學(xué)部和地球科學(xué)部在珠海聯(lián)合舉辦了題為“深水油氣工程科學(xué)問(wèn)題與技術(shù)瓶頸”的第147期雙清論壇，論壇主席由中科院院士高德利與工程院院士周守為共同擔(dān)任。
會(huì)議期間，來(lái)自國(guó)內(nèi)30多所高校、科研院所的50余名專家學(xué)者，緊密圍繞“深水油氣工程作業(yè)特點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)特征”“深水油氣工程優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制問(wèn)題”“深水油氣工程裝備發(fā)展趨勢(shì)與重點(diǎn)”等3個(gè)專題開(kāi)展深入交流，研討了深水油氣工程領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，分析和凝練了本領(lǐng)域的重大科學(xué)問(wèn)題。
深海開(kāi)發(fā)的動(dòng)力與障礙
中科院院士、中國(guó)石油大學(xué)（北京）教授高德利向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者介紹，海洋中蘊(yùn)藏著豐富的石油天然氣資源，目前全世界有60多個(gè)國(guó)家在開(kāi)展深水油氣勘探，全球近十年發(fā)現(xiàn)的大型油氣田中，海洋油氣田已占百分之六十以上，很多分布在500米以上的深水海域。中國(guó)南海油氣儲(chǔ)量巨大，地質(zhì)儲(chǔ)量約230億~300億噸，占我國(guó)油氣總資源量的三分之一，其中百分之七十蘊(yùn)藏于深水區(qū)域，被譽(yù)為“第二波斯灣”。國(guó)際石油界早已形成共識(shí)，海洋油氣特別是深海油氣將是未來(lái)世界油氣資源接替的重要區(qū)域。
他進(jìn)一步指出，由于受海洋自然地理環(huán)境的影響，海上鉆井工程不僅要考慮風(fēng)浪流、潮汐、海冰、海嘯、風(fēng)暴潮等的影響，而且要考慮海洋的水深、海上搬遷拖航等因素的影響，這是陸上鉆井無(wú)須解決的問(wèn)題，因而海上鉆井工程設(shè)備的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。海上鉆井裝備從技術(shù)上說(shuō)與陸上類似，但在系統(tǒng)配制、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都比陸上鉆機(jī)要求更苛刻，這些難題在深水油氣勘探開(kāi)發(fā)中更加突出。
與近海淺水油氣工程不同，深水油氣工程必須面對(duì)更為復(fù)雜的海洋環(huán)境和深水地層條件，需要采用浮式鉆采作業(yè)平臺(tái)，建立安全穩(wěn)定的水下井口與鉆采系統(tǒng)，使用專門的深水管柱（包括鉆完井隔水管、油氣生產(chǎn)立管及送入管柱等）、水下井口裝置與鉆采系統(tǒng)，以及水下機(jī)器人等，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，具有高科技、高投入及高風(fēng)險(xiǎn)等基本特征。
“要開(kāi)發(fā)利用海洋（尤其是深水區(qū)）油氣資源，就必須面對(duì)‘入地、下海’的雙重挑戰(zhàn)，對(duì)深水油氣工程科技與人才培養(yǎng)提出新的更高的要求。”高德利說(shuō)。
有差距也有優(yōu)勢(shì)
在深海油氣開(kāi)發(fā)方面，應(yīng)該說(shuō)，國(guó)外巨頭走在中國(guó)的前面。
高德利介紹，目前，國(guó)際海洋開(kāi)發(fā)巨頭借助先進(jìn)的探勘開(kāi)發(fā)工程裝備，不斷刷新世界海洋鉆井作業(yè)水深紀(jì)錄。其中，2003年11月Transocean公司在美國(guó)墨西哥灣創(chuàng)造了3051米的世界紀(jì)錄，這也是人類首次突破3000米的鉆井作業(yè)水深；2011年4月Transocean公司在印度海域創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄3107米；2013年該公司在印度海域又兩次刷新世界紀(jì)錄，依次是3165米和3174米。而國(guó)內(nèi)最大鉆探水深為2013年的LW21-1-1井，水下井口的水深2451米，實(shí)際完鉆井深4050米，與國(guó)外有較大差距。
目前，我國(guó)深水油氣勘探開(kāi)發(fā)與國(guó)外的差距主要體現(xiàn)在深水工程裝備和勘探開(kāi)發(fā)工程技術(shù)方面。我國(guó)雖建成部分深水工程重大裝備，但距形成系統(tǒng)的深水作業(yè)、施工的深水作業(yè)船隊(duì)還有很大差距，遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)南海深水開(kāi)發(fā)的實(shí)際需求，與之配套的深水作業(yè)能力還處于探索階段。
盡管我國(guó)深水鉆井完井技術(shù)存在諸多關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，尚未建立完整的深水鉆井完井技術(shù)體系，但是，我國(guó)在深水鉆井淺層地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估與控制、管柱系統(tǒng)力學(xué)特性及安全作業(yè)、井筒流體壓力控制及工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)方法等方面開(kāi)展了卓有成效的研究工作，并取得一定的科研成果，使我國(guó)深水鉆井完井技術(shù)不斷獲得突破，部分滿足了我國(guó)深水鉆井完井的需求。
中海油副總工程師姜偉向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者介紹，我國(guó)已在南海自主完成20余口深水油氣井（絕大部分油氣井位于南海北部）的鉆井完井作業(yè)，特別是2008年4月“海洋石油981”以及2014年11月“中海油服興旺號(hào)”兩艘深水半潛式鉆井平臺(tái)的交付使用，標(biāo)志著中國(guó)在海洋工程裝備領(lǐng)域已經(jīng)具備了自主研發(fā)能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。目前，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)了鉆井作業(yè)水深3000米內(nèi)全覆蓋，形成750米、1500米、3000米深水鉆井裝備梯隊(duì)，鉆井深度可達(dá)10000米，具備提供從淺水到深水全方位的勘探、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)服務(wù)能力。
亟待協(xié)同攻關(guān)與加大投入
與會(huì)專家在研討中指出，從技術(shù)層面上講，深水油氣勘探開(kāi)發(fā)所面臨的共性技術(shù)挑戰(zhàn)主要有海底低溫、地層壓力窗口窄、天然氣水合物、淺層災(zāi)害、井控難度大及環(huán)保要求高等。但除了上述深水鉆井面臨的共性挑戰(zhàn)外，我國(guó)南海深水鉆井還面臨一些土臺(tái)風(fēng)頻率大、南海海水溫度場(chǎng)分布不明確、內(nèi)波流、地質(zhì)環(huán)境多樣復(fù)雜、深水區(qū)地溫場(chǎng)分不清、離岸距離遠(yuǎn)等一些特殊問(wèn)題。
比如，南海的土臺(tái)風(fēng)發(fā)生頻率較大，且深水區(qū)域強(qiáng)度更大。土臺(tái)風(fēng)突發(fā)性強(qiáng)，路徑變化復(fù)雜，監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)困難。鉆井平臺(tái)和隔水管系統(tǒng)的防臺(tái)風(fēng)技術(shù)是南海深水鉆井應(yīng)急技術(shù)的難點(diǎn)之一。此外，到目前為止，南海海水溫度場(chǎng)的分布并不是很明確，無(wú)直接可用的權(quán)威數(shù)據(jù)。而深水雙梯度控壓鉆井中環(huán)空壓力剖面預(yù)測(cè)，深水井控參數(shù)設(shè)計(jì)、測(cè)試過(guò)程中天然氣水合物生成區(qū)域預(yù)測(cè)等都與溫度場(chǎng)密切相關(guān)。因此，海水溫度場(chǎng)不明確增大了鉆井設(shè)計(jì)難度及作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，我國(guó)南海深水油氣資源距離陸地較遠(yuǎn)，多距陸地300公里以上，后勤供應(yīng)要求高，遭遇臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣時(shí)，對(duì)作業(yè)能力要求高，且撤離和鉆井設(shè)備維修所需時(shí)間長(zhǎng)，增大了設(shè)計(jì)、施工和成本控制的難度。
中國(guó)工程院院士李陽(yáng)指出，模塊化建設(shè)將是以后我國(guó)深水油氣工程裝備發(fā)展的重要方向，通過(guò)模塊化的建設(shè)，可以充分考慮不同作業(yè)海域、不同勘探開(kāi)發(fā)的需求，提高深水油氣作業(yè)安全性與時(shí)效。
與會(huì)專家一致認(rèn)為，深入開(kāi)展深水油氣工程前沿科學(xué)問(wèn)題研究，推動(dòng)深水油氣工程學(xué)科的發(fā)展，支撐我國(guó)深水工程重大、高端裝備的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和建造能力，對(duì)于增強(qiáng)我國(guó)海洋開(kāi)發(fā)的綜合實(shí)力，實(shí)現(xiàn)將我國(guó)建設(shè)成海洋強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)具有重要意義。特別是黨的十八大提出“提高海洋資源開(kāi)發(fā)能力，堅(jiān)決維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益，建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)”的戰(zhàn)略目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo)離不開(kāi)深水油氣工程的支撐。走向深海，已成為實(shí)現(xiàn)“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略目標(biāo)重要組成部分。鑒于目前的國(guó)際形勢(shì)及國(guó)內(nèi)油氣資源的需求，深水油氣資源的開(kāi)采急需得到重視，國(guó)家需要加大在深水油氣勘探開(kāi)發(fā)中的投入，下大力氣解決困擾我國(guó)深水油氣工程面臨的科學(xué)問(wèn)題與技術(shù)瓶頸，需要投入更多資金，花費(fèi)更多資源與大自然的不利因素抗?fàn)帯?/div>
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海洋資源
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