黨的十八大提出“提高海洋資源開發(fā)能力，堅決維護(hù)國家海洋權(quán)益，建設(shè)海洋強國”的戰(zhàn)略目標(biāo)，實現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo)離不開深水油氣工程的支撐。走向深海，已成為實現(xiàn)“海洋強國”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要組成部分。

　　未來數(shù)十年，全球油氣需求仍會持續(xù)攀升，深水項目開發(fā)刻不容緩。海洋中蘊藏著豐富的石油天然氣資源，約占全球油氣資源總儲量的百分之七十，因此，作為人口大國，中國勢必要從“淺藍(lán)”向“深海”進(jìn)軍，在深海油氣開發(fā)方面有所作為。

　　10月17日~18日，國家自然科學(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。

　　會議期間，來自國內(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)特點與風(fēng)險特征”“深水油氣工程優(yōu)化設(shè)計與控制問題”“深水油氣工程裝備發(fā)展趨勢與重點”等3個專題開展深入交流，研討了深水油氣工程領(lǐng)域國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，分析和凝練了本領(lǐng)域的重大科學(xué)問題。

　　深海開發(fā)的動力與障礙

　　中科院院士、中國石油大學(xué)（北京）教授高德利向《中國科學(xué)報》記者介紹，海洋中蘊藏著豐富的石油天然氣資源，目前全世界有60多個國家在開展深水油氣勘探，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。中國南海油氣儲量巨大，地質(zhì)儲量約230億~300億噸，占我國油氣總資源量的三分之一，其中百分之七十蘊藏于深水區(qū)域，被譽為“第二波斯灣”。國際石油界早已形成共識，海洋油氣特別是深海油氣將是未來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，這是陸上鉆井無須解決的問題，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)上說與陸上類似，但在系統(tǒng)配制、可靠性、自動化程度等方面都比陸上鉆機要求更苛刻，這些難題在深水油氣勘探開發(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，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)，以及水下機器人等，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，具有高科技、高投入及高風(fēng)險等基本特征。

　　“要開發(fā)利用海洋（尤其是深水區(qū)）油氣資源，就必須面對‘入地、下海’的雙重挑戰(zhàn)，對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。

　　有差距也有優(yōu)勢

　　在深海油氣開發(fā)方面，應(yīng)該說，國外巨頭走在中國的前面。

　　高德利介紹，目前，國際海洋開發(fā)巨頭借助先進(jìn)的探勘開發(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，實際完鉆井深4050米，與國外有較大差距。

　　目前，我國深水油氣勘探開發(fā)與國外的差距主要體現(xiàn)在深水工程裝備和勘探開發(fā)工程技術(shù)方面。我國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)船隊還有很大差距，遠(yuǎn)不能滿足我國南海深水開發(fā)的實際需求，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，我國在深水鉆井淺層地質(zhì)災(zāi)害評估與控制、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)險評價與設(shè)計方法等方面開展了卓有成效的研究工作，并取得一定的科研成果，使我國深水鉆井完井技術(shù)不斷獲得突破，部分滿足了我國深水鉆井完井的需求。

　　中海油副總工程師姜偉向《中國科學(xué)報》記者介紹，我國已在南海自主完成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”兩艘深水半潛式鉆井平臺的交付使用，標(biāo)志著中國在海洋工程裝備領(lǐng)域已經(jīng)具備了自主研發(fā)能力和國際競爭能力。目前，我國已實現(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，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

　　與會專家在研討中指出，從技術(shù)層面上講，深水油氣勘探開發(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，我國南海深水鉆井還面臨一些土臺風(fēng)頻率大、南海海水溫度場分布不明確、內(nèi)波流、地質(zhì)環(huán)境多樣復(fù)雜、深水區(qū)地溫場分不清、離岸距離遠(yuǎn)等一些特殊問題。

　　比如，南海的土臺風(fēng)發(fā)生頻率較大，且深水區(qū)域強度更大。土臺風(fēng)突發(fā)性強，路徑變化復(fù)雜，監(jiān)測及預(yù)報困難。鉆井平臺和隔水管系統(tǒng)的防臺風(fēng)技術(shù)是南海深水鉆井應(yīng)急技術(shù)的難點之一。此外，到目前為止，南海海水溫度場的分布并不是很明確，無直接可用的權(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，深水井控參數(shù)設(shè)計、測試過程中天然氣水合物生成區(qū)域預(yù)測等都與溫度場密切相關(guān)。因此，海水溫度場不明確增大了鉆井設(shè)計難度及作業(yè)風(fēng)險。同時，我國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，遭遇臺風(fēng)等惡劣天氣時，對作業(yè)能力要求高，且撤離和鉆井設(shè)備維修所需時間長，增大了設(shè)計、施工和成本控制的難度。

　　中國工程院院士李陽指出，模塊化建設(shè)將是以后我國深水油氣工程裝備發(fā)展的重要方向，通過模塊化的建設(shè)，可以充分考慮不同作業(yè)海域、不同勘探開發(fā)的需求，提高深水油氣作業(yè)安全性與時效。

　　與會專家一致認(rèn)為，深入開展深水油氣工程前沿科學(xué)問題研究，推動深水油氣工程學(xué)科的發(fā)展，支撐我國深水工程重大、高端裝備的設(shè)計、開發(fā)和建造能力，對于增強我國海洋開發(fā)的綜合實力，實現(xiàn)將我國建設(shè)成海洋強國的目標(biāo)具有重要意義。特別是黨的十八大提出“提高海洋資源開發(fā)能力，堅決維護(hù)國家海洋權(quán)益，建設(shè)海洋強國”的戰(zhàn)略目標(biāo)，實現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo)離不開深水油氣工程的支撐。走向深海，已成為實現(xiàn)“海洋強國”戰(zhàn)略目標(biāo)重要組成部分。鑒于目前的國際形勢及國內(nèi)油氣資源的需求，深水油氣資源的開采急需得到重視，國家需要加大在深水油氣勘探開發(fā)中的投入，下大力氣解決困擾我國深水油氣工程面臨的科學(xué)問題與技術(shù)瓶頸，需要投入更多資金，花費更多資源與大自然的不利因素抗?fàn)帯?/div>