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鉆井平臺發展簡史

世界現代石油工業最早誕生於美國賓夕法尼亞州的提特斯維爾村。1855年,壹個叫喬治·比爾斯的人請美國耶魯大學的西裏門教授對油進行化學分析,得出結論:油可以通過加熱蒸餾分離成幾部分,每壹部分都含有碳和氫,其中壹部分是照明用的優質油。1858年,比爾斯讓德雷克上校帶領人鉆了壹口井。8月27日,1859,當鉆至69英尺時,他終於得到了石油。從此,鉆井取油、蒸餾提煉煤油的技術真正實現了工業化,現代石油工業由此誕生。隨著人類對石油研究的深入,在20世紀,石油不僅成為現代社會最重要的能源材料,其各種產品也滲透到人們生活的各個角落,被稱為“黑金”和“現代工業的血液”,極大地推動了現代人類文明的進程。高額的石油利潤極大地促進了石油勘探和開采活動。除了陸地石油勘探,海洋石油資源的開發也在不斷深入。海洋石油的勘探和開發已有100多年的歷史。1897年,在美國加州夏蘭德海灘的潮間帶上首次架設了壹個76.2米長的木架,並在上面安放了壹臺鉆機打井,這是世界上第壹次海上鉆井。1920年,委內瑞拉建造了壹個用於鉆井的木制平臺。1936年,為了開發墨西哥灣陸上油田的延續,美國成功地鉆出了第壹口海上油井,並建造了壹座木結構生產平臺。兩年後,1938世界第壹個海上油田開發成功。二戰後,木結構平臺改為鋼管框架平臺。1964-1966英國和挪威在水深超過100m、浪高達到30m、最大風速160km/h、氣溫零下、有浮冰的惡劣條件下成功開發北海油田。它標誌著人們開發海上油田的技術已經成熟。目前,已有80多個國家在近海開展了石油商業活動,原油產量約占世界石油總產量的30%。1897年,在世界上第壹個海上鉆井旁邊,美國人威廉姆斯在同壹個地方修建了壹個垂直於海岸的棧橋,在上面放上鉆機和井架進行鉆探。由於棧橋與陸地相連,材料的供應就方便多了。另外,鉆機可以在棧橋上自由浮動,這樣就可以在壹個棧橋上打很多井。海邊的腳手架和棧橋建築,基本上都是陸地的延伸,和陸地鉆井沒什麽區別。我們能在遠離海岸的深海中鉆探嗎?1932年,德州公司建造了壹艘鉆井駁船“麥克布萊德”號,上面有幾個錨,在路易斯安那州普拉克明斯的“花園”島灣鉆井。這是人類第壹次“浮船鉆探”,即這艘駁船漂浮在平靜的海面上,拋錨進行鉆探。但由於船上裝載了大量設備和材料,鉆井時駁船坐在海底。從那以後,鉆井就這樣進行了。這是第壹個底部安裝的鉆井平臺。同年,該公司根據設計意圖建造了壹艘底部鉆井駁船“Gilliasso”。在1933,這艘駁船在路易斯安那州的佩爾托湖鉆探了“10井”,鉆井進尺為5700英尺。隨後幾年又設計制造了許多不同型號的底裝鉆井駁船,如約翰·海沃德在1947年設計的“布勒路20號”。平臺支架比駁船高20多米,平臺上配有動力設備和水泵。它的使用標誌著現代海上鉆井工業的誕生。

由於經濟原因,自升式鉆井平臺開始興起,沿海鉆井承包商意識到,在40英尺或更深的水中作業時,升降系統的成本遠低於底裝船。自升式鉆井平臺的樁腿可以提升。不鉆井時,支腿擡起,平臺坐在水面上,拖輪把平臺拖到作業區,然後支腿下放,伸到海底,再給平臺加壓,平臺上升到壹定高度,不受潮汐、波浪、湧浪的影響,即可進行鉆井。1954年,第壹艘自升式鉆井船“狄龍壹號”問世,12圓柱腿。隨後,幾個自升式鉆井平臺都是多腿的。Skaupy建於1956,是第壹座三腿自升式平臺。電機帶動小齒輪沿樁腿上的齒條提升船體,樁腿為X型框架。Cass II,制造於1957,是壹個帶有下沈墊和四個圓柱腿的平臺。隨著鉆井技術的提高,許多井可以在不移動鉆井平臺的情況下在壹個鉆井平臺上鉆井,尤其是海上開發井。就這樣,固定平臺也發展起來了。固定平臺是建造永久性鉆井平臺,多為鋼結構,打樁後再升出海面;有些是水泥結構件。到目前為止,工作水深最深的固定平臺是“幹邑”,它可以在路易斯安那州海岸外318米的水深中站立工作。

1953年,由Cuss財團建造的“Submarex”號鉆井船是世界上第壹艘鉆井浮船。它由壹艘海軍巡邏艦改裝而成,在加州海岸3000英尺的水深鉆了壹口取芯井。1957年改裝“卡斯1號”鉆井船,長78m,寬12.5m,深4.5m,吃水3m,總噸位3,000t。這艘船用六個起錨機和六條鋼纜系在浮標上。用浮船鉆井會帶來壹系列問題。因為波浪和潮汐給船帶來至少三種運動,即漂流、搖晃和升沈,鉆頭隨時可能離開井底,泥漿返漏,高壓油氣的大口徑導管在鉆井時會膨脹收縮,無法承受高壓。這使得防噴器位於海底。該船首次使用簡易水下設備,推進了浮船鉆井技術。浮船鉆井具有靈活性、快速移位、深水鉆井能力和經濟性的特點。但其缺點是受風浪和海況影響較大,穩定性相對較差,給鉆井帶來困難。

1962年,殼牌石油公司用世界上第壹艘“碧水壹號”半潛式鉆井船成功鉆井。“碧水壹號”原為坐底式平臺,工作深度23米。當時公司為了減少移位時間,以半潛狀態拖帶,吃水12米。拖航時發現此時平臺穩定,可以鉆井,受到啟發,於是將平臺改裝成半潛式鉆井平臺。1964年7月,壹座專門設計的半潛式平臺“碧水二號”在美國加州鉆探成功。第壹座三角形半潛式平臺是1963完成的“海洋鉆探者”,第二座是1965完成的“Sedco 135”。

隨著海上鉆井的不斷發展,人類把目光投向了更深的水域。半潛式鉆井平臺充分顯示了其優勢,尤其是在北海惡劣的海況下,其配套的水下鉆井設備也有所發展,從最初的簡單型逐漸完善。半潛式鉆井平臺的定位壹般基於錨系,而深海必須采用動力定位。第壹艘動力定位船是“Cussl”,可以在12000英尺的水深工作,獲得600英尺的巖心。後來出現了動力定位船“格洛馬挑戰者”號,於1968投入使用,壹直用於大洋取芯鉆探。世界上第壹艘真正用於海洋石油勘探的動力定位船是1971建造的“賽科445”鉆井船,動力定位時工作水深可達600米以上。半潛式平臺有自航式和非自航式兩種。動力定位船的水下設備是無導向繩的水下鉆井設備。後來,壹種新型的鉆井平臺出現了。如張力腿平臺和“浮筒”。科學在進步,時代在發展,海洋鉆井技術也在飛速發展。現在人們已經向更深的水域進軍,鉆井深度、鉆井深度和鉆井效率都出現了新的世界紀錄。

中國海洋鉆井平臺的發展

中國石油工業起步較晚。20世紀50年代末,當時的石油部領導提出了“上山下海,陸上推海”的海洋石油開發綱要。1963在詳細分析海南島和廣西地質資料的基礎上,決定在南海建造壹座海上石油平臺。隨後兩年,廣東茂名石油公司的專家用土法制造了國內第壹座浮筒鉆井平臺,在鶯歌海漁村水口外距海岸4公裏處打了3口探井,在400米深處鉆了15升原油。1966 65438+2月31日,我國第壹座正式海洋平臺在渤海鉆探,6月1967 14日獲得工業油流,拉開了我國海洋石油勘探開發的序幕。

1981年,地礦部為了進行海洋石油勘探,決定建造壹艘命名為“勘探三號”的半潛式海洋鉆井船。1984年6月,中國第壹座半潛式鉆井平臺——勘探三號,由上海708研究所、上海造船廠和海洋地質調查局共同設計,上海造船廠建造。後來轉戰南北,* * *打了15海底油氣井。為中國東海平湖油氣田殘雪構造的發現做出了重要貢獻。

Exploration 3是壹個半潛式鉆井平臺,由壹個箱形甲板(也稱為平臺甲板)、六個大立柱、壹個高井架和兩個潛艇型墊組成。從墊層底部到平臺上層的高度為35.2米,相當於12層的高樓。如果井架總高100米,總長度91米,總寬度71米,工作排水量21910噸,工作吃水20米。平臺甲板被6根直徑9米的主柱高高托起在空中,遠看像壹座孤島。除鉆井、泥漿、固井、防噴系統等全套鉆井設備外,還配備4組(8臺)150噸電動卷揚機和5組660 kW柴油發電機組。同時,船上還配備了由潛水鐘和甲板減壓艙組成的200米飽和潛水系統,以及防火、防爆、可燃氣體自動報警系統等現代化設備。勘探3號平臺配有地質樓、電報局、應急發電機房、水文氣象室、中控室、起居室等現代化生活設施,水電通訊齊全,甲板頂部設有供直升機起降的停機坪。

半潛式鉆井平臺具有優良的抗風浪能力和較大的可變載荷,可用於深水鉆井。當時世界上只有少數幾個國家能建,而且造價昂貴。為了設計出適合中國大陸架實際情況的半潛式鉆井平臺,三家單位的設計人員收集了大量的水文氣象資料,通過深入實際的調查研究,嚴格篩選了五個方案,最終正式決定采用矩形半潛式鉆井平臺。其主要性能參數為:工作水深35 ~ 200米,最大鉆井深度6000米。

6月25日上午,1984,“探索3號”在中國最大拖船“德大”號的拖帶下,離開上海港,在東海溫州灣附近海域進行各項性能試驗。試驗表明,“探索3”徑向系泊系統布置合理,非常適合平臺的精確定位和作業。其間,“探索3號”在試驗的驚濤駭浪中接受了中國船檢局和美國ABS船級社的入級簽證,美國船務局的日本驗船師博明木下稱“探索3號”是中國現代海洋工程的象征。國外壹般海洋鉆井公司在得知中國有這樣的優質鉆井平臺後,紛紛前來咨詢租賃或聯合經營“勘探3”鉆井承包作業的可能性。

目前,世界海洋石油的勘探和開發主要集中在靠近陸地的大陸邊緣部分。大陸邊緣分為三部分:大陸架、大陸坡和大陸隆起。中國大陸架是世界上最寬的大陸架之壹,總面積473萬平方公裏。據專家估計,僅大陸架上的石油地質儲量約為250億噸,天然氣為8萬億立方米。如果我們再考慮整個大陸邊緣,它的發展前景就更加無限。根據1994的數據,我國海上采集地震測線57萬公裏,使用探井363口,發現油氣構造88個。石油天然氣地質儲量165438+8800萬噸,年產量達到647萬噸。目前年產油2500萬噸,年產氣約50億立方米。

2008年6月6日,中國石油天然氣集團公司宣布,世界上最大的坐底式鉆井平臺——中油海3號坐底式鉆井平臺已安全抵達冀東南堡油田。該平臺投入使用後,將大大提高中國油灘的勘探開發能力。中油海3號由中國石油海洋公司和上海708所聯合研制,山海關船廠制造。平臺長78.4米,寬41米,上甲板高20.9米,空船總重5888噸。適用於水深10米的海上作業,是目前世界上最大的坐底式鉆井平臺。中國石油海洋公司成立於2004年6月+01。2006年,公司在渤海灣三個油田鉆完井17口,試油生產12000噸,使用自有船8艘,外雇船19艘,安全完成65438。目前,中國石油海洋石油公司擁有7座移動平臺,包括5座自升式鉆井平臺和2座生活平臺,3座自升式鉆井平臺正在新加坡建造,預計2008-2009年完工。

目前,我國正在設計和建造的超深水鉆井平臺(船)主要有:

1.708所和上海外高橋造船廠設計建造了工作水深3000米的半潛式鉆井平臺。

2.中國船舶重工集團公司大連造船新廠建造了4座BG9000超深半潛式鉆井平臺。

3.由中韓合資企業江蘇漢通造船重工有限公司建造、Sevan Driller公司擁有的半潛式平臺“Sevan Driller”,工作水深12500英尺(3810米)是目前的世界紀錄;40000英尺(12200米)超深鉆機,中間有雙井架,鉆井深度達到目前世界紀錄;它是世界上第壹個SSP(即Shefan穩定(減搖)鉆井平臺)。

4.上海造船廠與美國Frontter公司簽約,於2007年3月底後開始建造4-5萬噸動力定位深水鉆井船。

以上都是中國陷入超深水鉆井平臺建設的重要標誌。目前,中國的平臺和船體總噸位位居世界第二,僅次於韓國。而自主設計建造平臺和船舶的主機,尤其是浮式鉆井專用設備,幾乎是空白,需要國內海洋裝備企業瞄準世界頂尖水平,繼續努力。5.“海洋石油981”是我國首次自主設計建造的第六代3000m深水半潛式鉆井平臺,代表了當今世界海洋石油鉆井平臺技術的最高水平,堪稱海洋裝備中的“航母”。

2008年世界海洋工程裝備市場綜述

2008年,蓬勃發展的海洋工程裝備制造業給低迷的船舶市場帶來了壹些驚喜。海工設備租賃市場的繁榮不僅給海工企業帶來了大量訂單,也催生了壹些像迪拜船廠這樣的新型造船企業。然而,在金融危機和油價下跌的雙重打擊下,世界海洋工程裝備市場的發展前景仍然十分微妙。

2008年售出60臺套鉆井設備,訂單量創近年新高。這60套鉆井設備包括26座自升式鉆井平臺、15半潛式鉆井平臺和19鉆井船。其中深水設備占總訂單的比重從2007年的48%上升到2008年的57 ~ #,成為投資重點。

自升式和半潛式鉆井平臺主要在新加坡吉寶和柯勝海事建造,具有明顯的市場競爭優勢。截至去年年底,全球自升式鉆井平臺訂單為79架,新加坡兩大集團持有32架,市場份額為465,438+0%。全球半潛式鉆井平臺訂單55艘,新加坡兩大集團持有23艘,占市場42%。

鉆井船訂單主要由韓國船公司承包。這個市場是目前海洋工程裝備建造領域集中度最高的。截至2008年底,全球船公司手持鉆井船訂單44艘,其中韓國四大船公司(大宇、三星、現代重工、STX)擁有41艘,占市場份額的93%。2008年,這四大船公司接下了所有訂單。

近年來,中東海洋開發逐漸升溫。憑借多年積累的海洋裝備修理經驗和資源優勢,阿聯酋造船企業迅速崛起,成為不可小覷的海洋裝備制造力量。在自升式鉆井平臺建造領域,目前阿聯酋船公司持有的訂單總數達到21,僅次於新加坡。

南韓主導了新FPSO市場。截至2008年6月底165438+10月,全球有超過7家建築商持有FPSO的建築訂單(包括FPSO的新建和改造)。從手持訂單來看,韓國在新FPSO建設領域仍占據領先地位。三大航運公司(三星、現代和大宇)持有9架新FPSO訂單,占市場份額的75%。三星重工是世界上最大的FPSO制造商,目前持有7個FPSO訂單,其中4個是FlexLNG公司訂購的LNG-FPSO。目前世界上只有三星重工在建造該型艦艇。

2008年下半年以來,愈演愈烈的全球金融危機逐漸顯露出對海工裝備制造業的影響。由於信貸緊縮和融資困難,壹些海洋工程項目被迫延期或取消,甚至有企業破產。65438+2月,海洋工程產品延期交貨和訂單取消的情況更加嚴重,多家海洋工程公司與新加坡吉寶集團協商取消訂單。目前新加坡吉寶集團價值4.5億美元的1半潛式鉆井平臺和1多用途工作船訂單已經取消,2座自升式鉆井平臺訂單仍在洽談中。據悉,由於項目取消,壹些原本用於改裝FPSO的單殼油輪已被出售。

巴克萊公司近日發布的《全球勘探開發投資調查》顯示,連續6年增長的全球油氣勘探開發投資在2009年將減少12%,從2008年的4540億美元降至4000億美元,市場正在進行大洗牌。