在海底钻探石油

一支橘红色的火焰，矗立在海平线上，在井架的顶端熊熊燃烧，宣告着人类对海洋的征服。长久以来，这个景象成为了一个象征，被当作海洋石油工业成功的标志。也用来宣告着人类的冒险精神和探索一切未知的勇气。

　　

　　从设想到实践

　　

　　自从人类发现了石油，这种碳氢化合物就逐渐成为了人类最为重要的能源。为了开采石油，人类最先在陆地上进行了开发。我们毕竟居住在一颗表面70%被海水覆盖的星球。这意味着，在比现有陆地大两倍以上的广袤地区，可能有着更加丰富的资源。全世界已探明的海上石油和天然气储量占地球石油天然气总储量的1/3左右，其中有55%～70%的储量位于水深小于200米的大陆架范围内。

　　一些最富有想象力的人们很早就开始尝试设计用于海上石油开采的装置，最早的一项专利可以追溯到1869年T·F·罗兰所设计的一种由四根支柱支撑的平台，虽然这种平台只能在非常浅的海域进行工作，但是这也成为了今天钻井平台的雏形。

　　1896年，美国以栈桥连陆方式在加利福尼亚州距海岸200多米处打出了第一口海上油井，它标志着海上石油工业的诞生。今天，差不多全世界各国的海岸，都已经遍布着石油平台或采油装置，海上产油国超过40个。墨西哥湾、英国北海地区、中国的四大海域、东南亚和波斯湾，都是世界上最重要的海洋产油区。这其中，美国的墨西哥湾，是世界上海洋石油工业最为发达和勘探、开采工作最为繁忙的地区，目前作业的就有19000多口井。如今，海洋石油的占世界石油供应的1/3以上，美国石油的主要供应就依赖墨西哥湾地区的海洋石油生产，这些数据都充分显示出了海洋石油工业的重要性。

　　虽然在20世纪20年代，有的国家就已经发展出了实用的海洋石油平台，但是实际上直到1947年，第一台真正意义上的可离岸工作的石油平台才出现。二次世界大战以后，特别是随着电子计算机技术、钢铁、造船、焊接、机械工业技术工业的发展，使得建造各种复杂的大型海上钻井、采集、储运设施成为可能，海洋石油工业才出现了真正的飞跃。

　　

　　固定式和移动式

　　

　　现代海上平台，按照其运作方式，可以分为固定式和移动式平台两类。最早的平台都是固定式的，这类平台也仍然在采用，主要应用于浅海地区的生产。

　　移动式平台出现于1950年，移动式平台的出现大大提高了勘探钻井和生产的效率。移动式勘探平台主要包括用于内陆水域的钻探驳船，自升式平台，潜式平台，半潜式平台，钻探船等几类，这些装置主要用于勘探目的。一旦勘探发现的油井，其开采具有经济价值，就需要生产的平台。

　　现代的生产平台主要由水上部分、水下部分和海底装置三部分组成。水面上是平台，水下是平台的支撑或飘浮装置，连接井口直到水面上平台的重要的装置是水下钻井基板。这种装置是一个打开的钢铁口，根据钻井数目的不同（现代钻井技术，可以一次打多个钻眼），有不同数目的开口。这种钻井基板就设置通过钻孔，并且用混凝土固定在钻井位置上方的海床上，与平台通过电缆相连。这样的设计既可以对钻井的位置进行精确的设定，同时也不用担心受到平台的摇摆和移动的影响。附着在钻井基板之上，是防井喷的装置。它同样也被安装在海床上，负责阻止任何油气被泄漏到海水中。钻管与防井喷装置相连，里面容纳钻头和钻线。海底取油管也同样很柔韧，里面充满润滑剂（石油工业一般称为泥浆），并采用球形连接头以免受到海流和平台的影响。

　　海洋石油生产的主要原理与陆地石油没有太大的不同。当钻头到达勘探预定的油气层后，就将钻头升起，然后采用混凝土将井口附近的位置固定起来，用采油管把井口与平台连接起来，利用油气层内的自然压力，让油气自行流出。

　　然而刚开采出来的石油或天然气，其中往往混杂着水分。这就需要平台中的处理设备。处理设备的作用就是，将井中开采出来的石油或天然气与混杂在其中的水分离开，水会被注回井中。某些近海的平台，往往通过管道与陆地相连，油气就会直接被输送回陆地。那些远海的平台，还会设有储存装置，或者通过其它方式向陆地运送油气。

　　

　　接受风暴的考验

　　

　　随着对于海洋石油的需求量越来越大，海洋石油工业也不断的向更深的海区前进，以便找到更多的油气资源。这也意味着更多的风险和困难。为了解决所有这些困难，工程师们付出了难以想象的努力和智慧，运用了几乎世界上已知的所有最尖端的技术。现代钻井平台都采用GPS定位系统对井口位置进行定位，同时会大量应用计算机技术对风险进行规避。

　　钻井技术本身也在不断的改进之中，现代主要采用非平衡钻井技术，可以将钻探速度提高50%以上。随着技术的发展，现代钻井的工作深度已经从60年代的30米左右，大大扩展到3000米左右，这意味着，现代的海洋石油远远超出了大陆架的范围，进入了大陆坡地区。

　　现代的深水平台主要分为漂浮生产系统（适于水深450-1800米）、系缆式（适于水深450-2100米）和桅式平台（适于水深600-3000米）等。深水地区工作的平台面临着更大的风险。一方面来自平台的内部，井喷和火灾都会对平台造成威胁；另一方面则是来自险恶的环境，海流、强风，有时甚至还有流冰。北海地区，是世界上著名的气候险恶的地方，风向变幻多端，因此世界上最大的一些平台就建筑在北海地区，以应对那里的险恶气候。一座典型的北海平台，应该能够达到应付时速90节（162公里）的强风和18米高的海浪的标准。

　　在墨西哥湾地区，最大的威胁则来自飓风。这里每年6-11月份都会产生18-21个热带风暴，其中会有9-11个风暴会发展成为飓风。然而在2005年，这块地区共有23个风暴产生，其中就包括把新奥尔良变为一片泽国的卡特里娜。因此这里的平台也都可称得上是庞然大物。现在世界上最大的生产用钻井平台就在这片海域，属于英国石油公司。这是一台半潜式平台。约110米长、105米宽，足以容纳500名工人在上面工作，工作水深超过915米。

　　

　　海洋环境保护

　　

　　由于体积庞大，并且运用了大量现代技术，平台的造价非常昂贵，即使是一个小型平台的造价也要超过1亿人民币，而雷马平台的造价更达到了惊人的10亿美元。

　　建造如此巨大的庞然大物，需要数十万吨优质钢铁。在建造过程中，一般都是现在近海地区组装完毕后，再拖送到预定的采油地。有些部分的组装甚至是在运送的过程中进行的。

　　现代科技使得海洋石油工业取得了巨大的成功，原本是波涛汹涌的大海，现在到处挤满了钻井平台和生产设备。这也给生产和勘探所在的海域带来了污染。钻井过程中泄漏出来的油气和倾倒的垃圾，会给这些海域造成非常严重的影响，由于钻井工作的日益繁忙，污染也越来越严重了。加州西部海岸的环保组织开始进行大量的游说活动，以减少在该地区海岸的钻井活动。然而，也并非所有的活动都带来负面的影响。美国在20世纪90年代末对一些老旧的平台进行解体时，惊奇的发现这些平台的水下部件，成为了当地珊瑚礁生长天然的支撑。

　　橘红色的火焰，光明而美丽，在某些人看来，它就意味着人类向海神和大地挑战的成功。人们成功的侵入了海神统治的地盘，在大地母亲身上钻孔，吸取着她长久以来孕育的精华，如同他们在陆地上所行的一般。但是我们必须意识到我们今日所获取的，其实也是我们所欠的。我们更应该把这些看作是一种慷慨的赠与，而不是任由我们予取予求的东西，有所得必有回报。

　　也许上面的珊瑚礁的例子，可以为我们带来启示。毕竟只有一个自然，就让我们和谐发展。

　　【责任编辑】李金