知乎日報:如何勘探、採集位於海洋中的油田?

  資源國政府,在缺乏相應的技術實力、管理水平的情況下。往往會與國際油公司合作,最早的時候是把地租給別人(租讓制),自己收税、收租金外一概不管,後來學乖了,成立國家石油公司與國際有公司合作,簽署產量分層協議(Production Sharing Contract),利用別人的資本、技術與管理優勢的同時,保留了礦產的所有權。

  再後來,翅膀更硬了,資源國政府對石油這一寶貴戰略資源也越來越重視起來,提出了風險服務合同,不以產量分成支付酬勞,直接給錢,招標投標價低者得,愛幹不幹。資源國政府是老闆,國際油公司是總承包商,當然還有更苦逼的打工的,那就是技術分包商,譬如物探公司、鑽探公司等等。

  既然合同準備好了,那就可以找技術公司開幹了。當然,從勘探到開發,再到生產是一個漫長的流程,不是今天挖個洞明天就可以冒油。

  前期需要獲取必要的地質資料。地球物理公司能夠提供物探採集、處理解釋,甚至地球化學分析服務,鑽探公司繼而鑽井、測井,獲取更詳細的第一手地層資料,確認該油田是否具有商業開採價值。

  進入實質性的開發階段後,鑽井公司會根據設計好的開發方案打井,地面建設公司會讓一個油田初具規模,正式投產後採油公司會進行設備維護,並運用科學的開發方案儘可能提高石油產量。

  不管是陸地還是海上基本流程都是一樣的,不一樣的是技術細節:

  一、石油勘探原理

  地質法:最原始的方法就是觀察,有些地方油氣資源埋藏淺,有岩石出露,可以直接發現油氣藏

  物探法:全稱地球物理勘探方法,就是利用岩石、地質構造的物理特性,比如密度(重力勘探)、磁性(磁法勘探)、電性(電法勘探)、彈性(地震勘探),來解釋、判別可能的含油構造。在勘探作業中,因為精度高、適應面廣、成本優勢,勘探投資的 90% 都是地震勘探

  鑽探法:物探方法只能幫助我們對地層信息有所瞭解,最直接,當然也是最昂貴的方法就是打井下去,獲取最可靠的地層資料

  地震勘探的原理,簡而言之就是人工激發地震波,通過檢波器記錄攜有地層信息的反射波,並在高性能計算機上處理採集所得地震數據,進而解釋、判別。

  二、海上勘探的主要作業模式

  從作業範圍來説,沿海灘塗及過渡帶可以沿用陸地技術,而在淺海現在開始主要應用海底電纜技術(Ocean-Bottom Cable),通常從十米水深開始,主要作業方法就是拖纜技術(Streamer):

  如圖一艘地震船,後面拖着槍陣(用於激發空氣波),以及纜繩(檢波器被封裝在纜繩中,用於接受地震波),多纜船覆蓋面積可以達到幾公里寬,十多公里長。然後就像刷油漆一樣,將需要作業的工區覆蓋完整。

  海上地震勘探具有高投資、高風險、高技術的特點,現階段多纜船造價往往過億美元,全球拖纜市場幾大西方列強基本處於裝備、技術與市場的多重壟斷地位。

  海上勘探作業自動化程度高,不如陸地物探項目幾千人去放纜,一艘船隻有二十餘地震隊員,因此效率高、資料品質好。二十四小時不間斷作業,項目數月就能完成,作業範圍覆蓋全球。

  三、地震資料的處理與解釋

  在船上搭載有處理中心,可對採集的資料進行現場處理、現場質量控制。但是更復雜的處理與解釋還需要超算來做,比如天津的天河一號。解釋完畢後,標定好井位就交給鑽探公司來做了。

  天河一號石油勘探應用案例

  四、鑽井

  往後的部分, @蘇柏瀲 寫得太好了。顯而易見的是,地震勘探只是整個環節中一小部分,整個過程是多個學科的綜合,涉及到各類工程人員,非常複雜,投入巨大。

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