第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集 525南海深水油气资源的开发现状
何小超 ，王 娴，杨海军，卫 军，王 攀，李长亮 （海洋石油工程（青岛）有限公司，山东 青岛 266520）
摘要：分析了开发深海油气资源是未来的发展趋势，对我国南海的地理特征和潜在的油气资源概况进行了概述，简单分析
了开发南海油气资源所面临的一些挑战因素，综述了我国南海油气资源的勘探开发现状，最后指出深海采油技术、风险的防范和处理事故的技术仍是深海油气开发需要攻克的难题。 关键词：南海；深海；油气资源；开发
近年来，随着人类对石油需求量的增大，陆地石油产量的日趋萎缩以及世界上除少数海域以外大部分地区近海油气资源的日趋减少，石油开采转向海洋已成为必然趋势。而目前已探明的世界海洋石油储量的80%以上在水深500 m以内，全部海洋面积的90%以上水深却集中在200~6 000 m之间，因而有大量的深海海域面积有待探明[1]。
另一方面，经过数年的引进、消化、吸收和再创新，中海油在深海采油的装备、技术上的突破为深海油气资源开发提供了支持。亚洲首艘3 000 m深水铺管起重船“海洋石油201”以及深水半潜式钻井平台“海洋石油981”的相继建成，填补了中国在深水装备领域的空白，使中国跻身于世界深海油气田开发的行列。
1 南海的地理特征和潜在的油气资源[2] 南海因在中国大陆南方而得名，亦称南中国海。它包括东沙、西沙、中沙和南沙四个群岛，共有270多个岛屿和海礁。南中国海海域面积约为350万平方公里，中国疆界内海域面积约210万km2，平均深度
是1 212 m，最深处达5 567 m。濒临南海的国家有中国、越南、柬埔寨、泰国、马来西亚、新加坡、印度尼西亚、文莱和菲律宾等国。从地理位置看，南海是沟通太平洋、印度洋和联结亚洲、大洋洲的海上战略要道。它北部的台湾海峡通往东海和黄海；南部的卡里马塔海峡通往爪哇海；东北有巴士海峡通往太平洋；西南侧的马六甲海峡联系印度洋，是通往欧洲、非洲的要道。可以看出，南海是我国和其他东北亚国家与东南亚、南亚、西亚及欧洲、非洲等地区的主要海上通道。 南海除了它的战略位置以外，还蕴藏着丰富的油气资源。目前对南海油气资源勘探开发认识：南海是东南亚地区具有极好油气远景的地区，是继波斯湾、北海和墨西哥湾之后世界四大海洋油气聚集中心之一，被称为“第二个波斯湾”。对南中国海油气资源量的估算中外差距较大，1993年美国地质调查局对南中国海地区海上盆地的资源所做的估计为：石油280亿bbl，天然气266万亿m3，而其他西方国家乐观的估计
仅为：石油100亿bbl，天然气35万亿m3；而我国的估计为：石油1 050亿bbl，天然气2 000万亿m3。
最有潜力的含油气盆地为曾母暗沙盆地、万安盆地、南徽盆地和东纳土纳盆地。目前在南中国海地区的大多数国家均有油气发现，估计探明的石油储量约77亿bbl，天然气储量约4.36万亿m3，石油产量约175
万bbl/d，天然气产量约710.33亿m3。印度尼西亚、菲律宾、马来西亚和越南都在南中国海地区有重要的
油气发现。
2 开发南海油气资源面临的挑战 我国海洋深水区域具有丰富的油气资源，但深水区域特殊的自然环境和复杂的油气储藏条件决定了深水油气勘探开发具有高投入、高回报、高技术、高风险的特点。受到海上自然环境和南海特殊海况等条件的限制，南海天然气开发面临一系列困难和挑战。 2.1 恶劣的自然环境[3]
南海是台风频发海域，每年至少会有4 次台风经过该地区。因此在石油天然气开发工程设计中必须考虑增加工程结构强度以适应台风环境。 内波流是中国南海所特有的、严重的、频繁的海洋自然灾害。它是由于在海洋中海水的密度、质量差异而形成的一种复杂的海洋流。其在南海最快的速度可达到2 m/s，其力量可以将一座平台在瞬间摧毁，其能量非常巨大，几分钟或几十分钟内可将一座大型的轮船移位于几十公里。 南中国海的海洋地质条件非常复杂，沙地沙沟比较明显，而且沙波沙脊是移动的，其速度能达到每年
作者简介：何小超（1983—），男，工学硕士，配管工程师，主要从事海洋石油平台/FPSO管线设计。E-mail: hexiaochao@mail.cooec.com.cn 第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集 526 300 m左右，这对海底附近油气田的生产设施和管线是一个巨大的挑战。 另外，海洋环境本身也会对海上工程设施和海底管线造成严重的腐蚀。 2.2 勘探开发技术的欠缺[4]
目前我们只具备300 m以内浅水油气田的勘探、开发和生产的全套能力。技术上的巨大差距是我国深水油气田开发面临的最大挑战，因此实现深水技术的跨越发展是关键所在。 其次，我国海上油田原油多具高粘、易凝、高含蜡等特点，同时还存在高温、高压、高CO2含量等问
题，而我国的深水区与陆地距离大多超过300 km，离陆地远，所需油气处理和分离技术更复杂，这给海上油气集输工艺设计和生产安全带来许多难题。 另外，深水海底为高静压、低温环境(通常4℃左右)，这对海上和水下结构物提出了苛刻的要求，也对海底混输管道提出了更为严格的要求。来自油气田现场的应用实践表明，在深水油气混输管道中，由多相流自身组成（含水、含酸性物质等)、海底地势起伏、运行操作等带来的问题，如段塞流、析蜡、水化物、腐蚀、固体颗粒冲蚀等，已经严重威胁到生产的正常进行和海底集输系统的安全运行，保障复杂的油气在长距离海底管线中安全流动也存在挑战。 2.3 高额的投资成本[3]
南海地区钻井作业通常需要半潜式钻井船，该类钻井船租金达到20～30万美元/d，钻井成本为2～3万元/ m，钻一口3 000 m深的气井投资超过6 000万元，深水区（水深大于300 m）钻井费用还要成倍增加。受海浪、台风、水下涌流等特殊海洋气候影响必须提高海上工程设计标准，海上钢结构平台每平方米造价达到2万美元，建设一个中型的海上油田投资将在3亿到6亿美元之间，而一个大型油田总投资将高达20到30亿美元；海上工程建设还需要庞大的工程和后勤船队支持，如起重船、铺管船、三用工作船、补给船等，大型工程船舶的日租金超过15万美元。另外，受环境条件限制，海上平台空间有限，所有设施都集中在2～3层甲板上，生产井口高度集中，作业空间有限，安全和环保标准更高。因此海上操作成本更高，作业难度更大。 2.4 存在海域争端[3]
由于南中国海拥有丰富的油气资源而逐渐成为热点争议地区，争议区的面积达到52万km2。一些国家
纷纷提出对南中国海的主权要求，开始争夺我岛礁并在我国南沙群岛等海域勘探开采油气资源。目前，相关周边国家已在南沙群岛海域钻井1 000多口，发现含油气构造200 多个、油气田180个，参与采油的国际石油公司超过200 家，年开采量超过5 000万t，相当于大庆油田的年产量。受政治、外交、技术等因素限制，目前我国在南海的油气开发仅限于南海北部陆坡。
3 南海油气资源的勘探开发现状 3.1 南海油气资源的勘探现状 油气勘探表明[5]：南海的油气田分布在北部、西部和南部陆缘沉积盆地内，而大中型油气田集中分布
在西部海域盆地中，自北而南有莺歌海—琼东南盆地、万安盆地、湄公盆地、曾母盆地和文莱—沙巴盆地，且以含气为主、含油次之。此外，这一区域深水区还存在多个潜在的大型含油气盆地。目前，在国家的高度重视和大力支持下，我国南海深海油气开发已陆续开展起来。中石油已获批准在南中国海12万km2的
海域勘探和开发油气资源，中海油也已获批准在南中国海7万多平方公里的海域勘探和开发油气资源，并且已有8个区块开始向全球招商，积极寻求外部合作。然而，由于受技术经济条件的限制和海上高技术、高风险及高成本的影响和制约，南海海域油气勘探开发活动，主要集中于近海大陆架水深小于500 m的浅水海域，一般油气勘探钻井均局限于200 m水深以内的陆架浅水盆地，对于水深大于500 m的广阔的陆坡深水区之油气地质勘探与研究工作均做得甚少。 中国不断增长的能源需求加快了南海海域油气勘探和开发的步伐。近年来，在南海深水区开展的一系列油气勘探活动中获得了天然气勘探的重大突破。2006年4月，在南海东部海域珠江口盆地29/26区块水深1 500 m的地方，成功钻探了荔湾3-1井大型深海天然气田，预测地质储量达到1 000到1 500亿m3。荔湾气田成为中国海上最大的天然气发现，荔湾气田的发现拉开了南海深水勘探开发的序幕，加快了南海深水油气勘探开发的步伐，标志着中海油的作业领域实现了由浅水向深水的跨越。2009年12月，距荔湾3-1气田东北方向仅23 km处发现流花34-2气田，该井的完钻井深达3 449 m，海域水深约1 145 m。在钻杆测试中，流花34-2可日产天然气5 500万立方英尺。2010年2月，在距荔湾3-1气田东北方向43 km，距流花34-2东北方向20 km处钻获流花29-1气田，该井的完钻井深达3 331 m，海域水深约720 m。流花29-1井共钻遇总厚度达70 m的净气层。在钻杆测试中，该井可日产天然气5 700万立方英尺。 3.2 南海油气资源的开发现状[3-8]
由于技术上，管理上的落后，我国海上很多重大油气发现都是外方完成的。例如蓬莱19-3油田，几乎第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集 527是中国除大庆以外的第二大整装油田，占渤海油田产量的的一半，却是由康菲石油发现，中国仅占有51%的权益。另外南海上的重要发现：荔湾3-1气田也是由哈斯基能源公司(香港大亨李嘉诚控股)发现，该气田号称是迄今为止中国发现的最大海上天然气田。不久之后，该公司又发现了规模相当的流花34-2气田，中海油依旧拥有51%权益。在深水油田建设上我国依然缺乏独立设计，独立开发经验，我国首个超百米水深级海上油田工程---文昌油田开发工程(1999年3月建设)，经过八年的考验后在2010年4月刚刚通过技术鉴定。 中国南海油气田的分布图如图1所示。在南海北部珠江口盆地东部海域，主要发现了番禺、流花、涠洲、惠州、陆丰油田；在南海的莺歌湾海—琼东南盆地相继发现的油气田主要有东方、乐东、崖城油气田。
图1 中国南海油气田分布图 惠州油田是南海东部最早的对外合作油田，也是第一个由中国海油与外国合作者联合作业的合作油田，该油田的作业者为CACT作业者集团，是由中国海洋石油总公司（CNOOC）、意大利埃尼（ENI）中国分公司、雪佛龙海外石油有限公司（Chevron）和德士古中国分公司（Texaco）合资组成。 流花11-1油田，发现于1987年2月，是目前南中国海发现的最大的油田。该油田位于南中国海的珠江口盆地，在香港东南方向 1 000英尺（300 m）的水中。 陆丰13-1油田于1987年1月发现，1993年10月投产。2009年陆丰13-1油田合作到期中海油收归自营，这是中海油第一个因石油合同到期而回归自营的油田。陆丰22-1油田位于南中国海珠江口盆地，距离香港250 km，作业水深330 m。该油田于2009年6月15日正式停产，陆丰22-1油田成为中国海上第一个正式弃置的油田。 番禺油田位于珠江口盆地15/34区块，距香港约200 km，水深约100 m，共有两座井口平台及一个单点系泊装置。中海油在该油田拥有51%的权益。 涠洲10-3油田于1982年12月发现，是南海西部公司最早的海上合作油田，合作方是法国的TOTAL公司。涠洲11-4油田是涠西南油田群主力油田之一，1982年11月发现。涠洲12-1油田，是涠西南油田群的最大油田，1989年12月发现。涠洲10-3油田、涠洲10-3北油田、涠洲11-4油田和涠洲11-4东油田连
