『壹』 目前地質學家通長利用什麼方法來尋找海底油氣資源
地質學家和地球物理學家通常利用地震波的方法來尋找海底油氣礦藏，然後通過海上鑽井來估計礦藏的類型與分布，分析是否具有商業開發價值。
地球是個彈性體。當地球內部物質發生振動時，一部分能量以彈性波的形式向四面八方傳播，這種波就稱為地震波。地震波有兩種來源：人工爆炸和天然地震。
地震波基本上分為縱波(P)和橫波(S)。縱波又叫壓縮波，其質點的振動方向和波的傳播方向一致。縱波傳播速度快，可以在固態、液態、氣態中傳播。橫波又叫剪切波，質點的振動方向和波的傳播方向是垂直的，傳播速度較慢，只能在固體中傳播。地震時，縱波和橫波同時產生，因縱波比橫波傳播速度快，所以最先被儀器接收到的是縱波，然後才是橫波。又因為縱波、橫波在不同的介質狀態中有區別，所以可根據地面接收到的縱波和橫波的變化，確定地面以下哪些地方可能是氣體或液體。這樣，地震波的利用為勘探油氣資源，提供了一定的依據。
我國通過海底地震探測技術勘探深水海域油氣勘探活動尚處於初期階段，勘探技術較為落後，
『貳』 如何勘探、採集位於海洋中的油田
如果某國政府想開採石油。資源國政府，在缺乏沒有相應的技術實力、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），自己收稅、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（Proction 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，愛干不幹。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。既然合同准備好了，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采價值。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盡可能提高石油產量。
『叄』 我國海洋油氣勘探技術有哪些
一、海洋油氣勘探技術形成階段（1991—1995年）
1.含油氣盆地資源評價和勘探目標評價技術
在引進和總結國內外油氣資源評價方法的基礎上，經過科技攻關掌握了一套具有國際先進水平的油氣資源評價新方法和盆地模擬技術。首次在國內建立了一套以地震資料解釋為基礎、結合少量鑽井資料的早期油氣資源評價流程；研製了國內第一套在NOVA機上實現定位、構造、速度、數據自動分析的流程，初步實現了資料整理自動化；採用了先進的區域地震地層學分析方法和流程，研究各層岩相古地理演化過程；對生烴、排烴等資源定量評價方法有所創新；提出了TTIQ法及計算機程序，採用了圈閉體積模糊數學法、圈閉供油麵積及隨機運算概率統計等先進的評價方法，充分體現了國內油氣資源評價的新水平。
在一維盆地模擬系統基礎上，開發多功能的綜合盆地模擬系統。系統耦合了斷層生長作用、沉積作用、壓實作用、流體流動、烴類生成運移，以及地殼均衡作用、岩石圈減薄和熱對流等因素，能從動態的發展角度在二維空間上再現盆地構造演化史、沉降史、沉積史、熱演化史、油氣生排運聚史。主要特點是：正反演結合、與專家系統結合、與平衡剖面結合，來模擬多相運移、運距模擬三維化及三維可視化等。
此外，在國內首度研製成功了PRES油氣資源評價專家系統。該系統從功能上由兩部分組成：一是凹陷評價，包括地質類比評價、生油條件評價、儲層條件評價和油氣運聚評價；二是局部圈閉評價，包括油源評價、封閉條件評價、儲集條件評價、保存條件評價及綜合評價。系統的第二版本實現了運聚評價子系統與盆地模擬系統的掛接，可在三維狀態下進行運聚模擬評價。其研製成功開創了專輯系統技術在石油勘探領域的應用，促進了石油地質專家系統技術的發展。
2.海上地震勘探的資料採集、處理、解釋技術
海上地震技術是海上油氣勘探開發的主要技術，是涉足研究深度、廣度最大、最省錢、最適合海上油氣勘探的技術。
在地震資料採集方面通過引進技術和裝備，實現了雙纜雙震源地震採集，研究成功了高解析度地震採集系統，掌握了先進的海上二維、三維數字地震資料採集及極淺海遙測地震資料採集技術，裝備了包括一次採集能力可達240道的數字地震記錄系統；電纜中的數字羅盤能准確指示電纜的實時位置；三維採集質量控制的計算機系統，可做5條相鄰側線的面元覆蓋，並實時顯示和不同偏移距的面元顯示，裝有可進行實時處理和預處理的解編系統；配備了衛星導航接收機和組合導航系統。
在資料處理解釋方面，已掌握運用電子計算機進行常規處理和三維資料處理以及特殊處理技術，廣泛應用了地震地層學、波阻抗剖面，尤其檢測、垂直地震剖面和數據分析等技術；推廣應用計算機繪圖系統和解釋工作站；掌握了地震模式識別和完善的地震儲層預測軟體；研製開發了面元均化、多次擬合去噪、道內插等配套處理技術。
一些成功的應用技術具體有：QHDK-48道淺水湖泊地震勘探接收系統，已用於我國淺海和湖泊的地震勘探中；三維P-R分裂偏移技術及其在油氣勘探開發中的運用，獲國家科技進步二等獎，是一項進行三維地震勘探資料疊後偏移處理，提高了三維波場歸位精度和斷層分辨能力；海洋物探微導航定位資料處理程序系統，有較強的人機對話功能，在VAX機上可讀ARGO、GMS、NOR三種格式的野外帶，可對高斯、VTM和蘭伯特三種不同投影系統數據進行處理；DZRG處理系統實現了國產陣列機MCIAP2801與引進的VAX-11/780機的連接，從而提高了原主機的使用效率，從30％提高到68％，地震資料處理速度提高了60％～70％，為VAX類計算機配接國產AP機開創了一條新路。
這些技術在海上勘探中，得到過廣泛的應用，取得了良好的成績。在南海大氣區勘探中，首次使用高解析度地震採集技術，為東方1-1氣田評價提供了可靠有力的資料依據。
3.數控測井與資料分析處理技術
數控測井是當代測井的高新技術，該系統包括地面測量儀器和相應配套井下儀器適用於裸眼井、生產井以及特殊作業井的測井作業，是一套設備齊全、技術先進、適應性廣泛的測井系統。
1985年9月，中國海油與國家經濟委員會簽訂了「數控測井系統」科技攻關項目專題合同。1986年5月提出數控測井系統開發可行性方案報告。1991年在勝利油田進行測井作業，該項目難度大、工藝復雜，各項技術指標接近並達到80年代國際先進水平，證明了HCS-87數控測井地面系統工作可靠、預測資料可信。1991年獲得中國海油科技進步一等獎，獲國家重大技術裝備成果二等獎。
由於實行雙兼容，在長達5～6年的科研過程中，可以及時把一些階段成果用於生產，為測井儀器國產化開辟了一條新路。1991年7月，中國海油與西安石油勘探儀器總廠合作完成數控測井地面系統國產化的任務。為了滿足南海大氣區勘探高溫高壓測井的需要，中國海油研製成功了耐溫230℃、耐壓140兆帕的測井儀，其解釋效果與斯倫貝謝公司的解釋軟體達到的效果相同。
4.復雜地質條件下尋找大中型構造油氣田的能力
在早期主要盆地油氣資源評價、「七五」富生油凹陷研究和「八五」區域地質勘探綜合研究的基礎上，我國具備了在復雜地質條件下尋找大中型構造油氣田的能力。這些油氣田的尋找主要依靠盆地地質條件類比、盆地演化史定量分析和多種地球物理資料處理、解釋軟體的支持，排除了各種地質因素干擾，還地下構造的真實本來面貌，提高了海上自營勘探能力和勘探成功率。
二、高速高效發展海洋石油（1996—2008年）
經過了20多年勘探開發工作，已經深諳我國自然海況條件，需要我們大力開發核心技術，才能高速高效地發展中國海洋石油業。進入「九五」期間我國海洋石油科技發展以實現公司「三個一千萬噸」和降低油桶成本為具體目標，進入了高速、高效、跨越式發展的新階段。
1.「九五」後三年科技工作的重點
1）解決三大難題
（1）海上天然氣勘探。
（2）海上邊際油田開發。
（3）提高海上油田採收率。
2）開展四項科技基礎工作
（1）建立海上石油天然氣行業與企業標准。
（2）建立中國海油信息網路上的科技信息子系統。
（3）開展海上油氣田鑽采工藝基本技術研究。
（4）開展海洋石油改革與高速發展戰略軟科學研究。
3）攻克八項高新技術
（1）海上天然氣田目標勘探技術。
（2）海上地球物理高解析度、多波技術。
（3）海洋地球物理測井成像技術等。
（其他技術與勘探無關，故此處不詳細列出）
由於上述「三四八」科技規劃的實施，在海上油氣勘探開發生產建設的科技創新中，取得了一大批優異成績，充分顯示了科技進步產業化的巨大威力。
2.「863」海洋石油進入國家高新技術領域
在《海洋探查與資源開發技術主題》的6個課題研究工作中，中國海油技術達到了創新的紀錄。分別是：（1）海上中深層高解析度地震勘探技術；（2）海洋地球物理測井成像技術；（3）高性能優質鑽井液及完井液的研製；（4）精確的地層壓力預測和監測技術；（5）高溫超壓測試技術；（6）海底大位移井眼軌道控制技術。
特別的，在「863」計劃「九五」期間27項重大項目中，海洋石油的《鶯瓊大氣區勘探關鍵技術》更為顯著。其中的海上中深層高解析度地震勘探技術、海上高溫超壓地層鑽井技術、海底大位移井鑽井技術、海上成像測井技術等取得了舉世矚目的成就。
「863」計劃執行16年間取得了一大批具有世界領先水平的研究成果，突破並掌握了一批關鍵技術，同時培育了一批高技術產業生長點，為傳統產業的改造提供了高技術支撐，更為中國高技術發展形成頂天立地之勢提供了巨大的動力。
3.「九五」技術創新碩果
海上中、深層高解析度地震勘探技術躋身前列，研製了海上多波地震勘探設備，打破了國際技術壟斷。研製出的框架式多槍相干組合震源、立足於不疊加或少疊加的處理技術、聚束濾波去多次波等技術，均已達到世界先進水平。
成像測井系列儀器達到了國際90年代中期水平，屬於國內先進技術。認可的技術創新有：（1）八臂地層傾角測井儀的八臂液壓獨立推靠技術；（2）高溫高壓絕緣短節；（3）薄膜應變型井徑與壓力感測器；（4）多極子聲波測井儀的高溫高壓單極、偶極，斯通利波換能器；（5）高溫專用混合厚膜電路晶元；（6）電阻率掃描測井儀的24電扣極板技術；（7）內置電動扶正、八臂獨立機械推靠器技術。
解決了高溫超壓鑽井世界性難題的關鍵技術，包括高溫超壓鑽完井液、精確的地層壓力預測和監測技術、高溫超壓地層測試技術。
確認高溫超壓環境可以成藏，鶯歌海中深層有良好的砂岩儲層和封蓋層，二號斷裂帶是斷裂繼承性發育帶，既要重視古近系斷裂批復結構的圈閉，又要注意新近系反轉構造及砂岩體的勘探。
三、勘探技術分析
1.海洋石油地質研究與評價
富生油凹陷的分析與評價技術說明了我國近海油氣資源分布基本規律，也是油氣選區的基本依據。中國近海51個主要生油凹陷，經多次評價共篩選出10個富生油凹陷作為勘探重點。富生油凹陷占總儲量發現的84％，其中5個凹陷儲量發現超過了1億噸。
氣成藏動力學研究系統，在油氣勘探實踐中形成的石油地質研究系統，它強調了在烴源體和流體輸導體系的框架上，用模型研究和模擬研究正、反演油氣生成—運移—聚集的全過程，使油氣運移——這一石油地質研究中最薄弱的一環有了可操作研究方法和量化表現。該技術不但使中國海油地質研究跨入世界石油地質高新技術前沿，而且在珠江口盆地的實踐中，發現了重要的石油勘探新領域。
三維智能盆地與油氣成藏動力學模擬系統，中國自主開發的石油地質綜合研究計算機工作平台，這套系統突破了許多高難度的技術課題，實現了三維數字化盆地的建立和油氣運移、聚集的模擬。
精細層序地層學研究，引進國外先進技術實現成功應用的典範，大大提高了對地下沉積預測的能力，取得了豐富的應用成果。
勘探目標評價與風險分析方法，石油地質軟體科學研究的突出成果，它反映了勘探家由「我為祖國獻石油」到「股東要我現金流」的觀念性的轉化。通過規范勘探管理，將單純追求探井成功率轉變成儲量替代率、資本化率、桶油發現成本等全面勘探資本運營管理，使探井建井周期縮短2/3，每米探井進尺費用降低40％。
2.海洋石油地震勘探技術
從1962年至今，我國海上地震勘探技術發展已走過40個春秋，從初期光點記錄到24位模數轉換多纜多源數字磁帶記錄；從炸葯震源到高解析度相干空氣槍陣列震源；從光學6分定位、羅盤導航到DGPS、無線電聲吶綜合定位導航；從單次二維地震到非線性多次覆蓋三維地震；從「一炮定終生」的無處理地震到運算速度達每秒70億～80億次的大規模並行數字處理；從二維模擬處理到全三維數字處理；從NMO速度分析和疊加到DMO速度分析和疊加；從二維疊後射線偏移到全三維疊前波動方程時間偏移至全三維疊前深度偏移；從人工解釋繪圖到人機交互三維可視化解釋繪圖；從單一的構造解釋到構造、地震地層學和岩性地震學綜合解釋；從單一的縱波地震勘探到轉換多波地震勘探；從常規二維地震作業到高解析度二維至三維地震作業，我國海上地震勘探技術經歷了脫胎換骨的變化，基本上達到了與國際先進技術接軌的水平。海洋石油人多年的耕耘，換來了豐碩的成果：查清我國海域區域地質和有利沉積盆地的分布，為勘探指明方向；查明了盆地主要構造帶和局部構造的分布，為油氣鑽探提供了井位；發現了以蓬萊19-3油田為代表的多個億噸級大油田和以崖城13-1氣田為代表的多個大氣田；直接使構造和探井成功率不斷提高，分別達到53％和49％；為開發可行性研究、建立油氣藏模型、編制OPD報告，提供各種主要參數和地質依據。
上述成果充分證明，海洋物探在海洋石油工業發展中起到了先鋒作用，其技術發展是海上油氣勘探與開發增儲上產的重要手段。
3.海洋石油地球物理測井技術
我國海洋地球物理測井技術，是伴隨海洋石油勘探開發成長發展起來的。改革開放以前，海上測井作業只能選用陸地上最先進、最可靠的測井儀器進行。到20世紀80年代，利用國家改革開放賦予海洋石油的優惠政策，有計劃地引進國外先進技術與管理模式，1981年成立了中國海洋石油測井公司，並直接引進美國西方阿特拉斯CLS-3700多套技術裝備。與此同時，在引進、消化、吸收國外先進技術的基礎上，充分利用信息技術的新成果，緊緊抓著技術與學科緊密結合的關鍵，積極開展數控測井技術研究與開發，逐步形成了研究、製造、作業、解釋、培訓「五位一體」的機制。先後研製成功HCS-87數控測井和ELIS-I成像測井地面以及部分下井儀器設備。同時，培養了人才、鍛煉了隊伍，為測井設備的國產化打下了堅實的基礎。
4.勘探過程中的海洋環境保護
在開發海上資源的同時也不能忽視海洋環境保護，這是海上油氣田勘探開發中不容忽視的一項技術。1996年，中國海洋石油以全新的「健康、安全、環保」理念，實施安全、健康、環保、管理體系，開始步入科技化、規范化、井然有序的法制管理軌道。
安全生產是國家經濟建設的重要組成部分，良好的安全生產環境和秩序是經濟發展的保障。海洋石油工業有著投資大、技術難度高、環境因素復雜、風險大的特點，一旦出了事故，施救工作非常困難；在小小的平台上，集中了幾百套設備和眾多人員，一旦發生爆炸起火，人、物將毀於一旦；作業人員日常接觸的介質不是易燃，就是易爆，稍有不慎，就會造成海洋環境污染、生態環境損害。因此，加重了安全環保的工作責任，必須建立完善健康安全環保管理體系，才能確保海上油氣田安全生產。環境保護貫穿於整個生產過程和生產生活的各個領域，就此建立了完善的健康安全環保機構、安全的法規體系和管理體系，實行全方位、全過程的科學管理。
觀測海洋、檢測海洋，及時進行海冰、台風、風暴潮、地震等特殊海洋環境的預報，是海洋油氣勘探開發生產的不可缺少的條件。為此，開展了廣泛深入的觀測、監測和預報系統研究及綜合、集成、生產應用等工作，形成了海上固定平台水文氣象自動調查系統、海洋環境要素數值模擬分析計算和各種災害監測預報技術，在生產實踐中取得了顯著成效。
四、發展趨勢
隨著全球能源需求的不斷膨脹，陸上大型油田日益枯竭，於是人們逐漸將目光投向海洋，因為那裡有著很多未探明的油氣儲量。盡管過去由於技術不成熟人們對海洋望而卻步，但自深海鑽井平台出現後，人類就開始向幾百米甚至幾千米海洋深處進軍。
隨著海洋鑽探和開發工程技術的不斷進步，深水的概念和范圍不斷擴大。90年代末，水深超過300米的海域為深水區。目前，大於500米為深水，大於1500米則為超深水。研究和勘探實踐表明，深水區油氣資源潛力大，勘探前景良好。據估計，世界海上44％的油氣資源位於300米以下的水域。隨著未來投資的增加，海上油氣儲量和產量將保持較快增長。其中，深水油氣儲量增長尤為顯著。到2010年，全球深水油氣儲量可達到40億噸左右。
面對如此良好的開發前景，我國海洋石油公司也制定了協調發展、科技領先、人才興起和低成本等4個發展策略。盡快提高中國海油科技競爭力無疑是其中重要的組成部分。就海洋石油勘探部分，我國通過建立中國海油地球物理勘探等技術，通過技術創新與依託工程有機地銜接，創造條件使其發揮知識和技術創新的重要作用。天然氣的勘探也需要進一步解決地球物理識別技術、高溫超壓氣田勘探開發技術、非烴氣體分布於工業利用等；深水油田的勘探和開發需要深水地球物理採集和處理、深水鑽完井技術、深水沉積扇研究、深水生產平台等多種技術。
我國海洋深水區域具有豐富的油氣資源，但深水區域特殊的自然環境和復雜的油氣儲藏條件決定了深水油氣勘探開發具有高投入、高回報、高技術、高風險的特點。發展海洋石油勘探技術需要面對如下問題：
（1）與國外先進技術存在很大差距。截至2004年底，國外深水鑽探的最大水深為3095米，我國為505米；國外已開發油氣田的最大水深為2192米，我國為333米；國外鋪管最大水深為2202米，我國為330米。技術上的巨大差距是我國深水油氣田開發面臨的最大挑戰，因此實現深水技術的跨越發展是關鍵所在。
（2）深水油氣勘探技術。深水油氣勘探是深水油氣資源開發首先要面對的挑戰，包括長纜地震信號測量和分析技術、多波場分析技術、深水大型儲集識別技術及隱蔽油氣藏識別技術等。
（3）復雜的油氣藏特性。我國海上油田原油多具高黏、易凝、高含蠟等特點，同時還存在高溫、高壓、高CO2含量等問題，這給海上油氣集輸工藝設計和生產安全帶來許多難題。當然，這不僅是我們所面臨的問題，也是世界石油界面臨的難題。
（4）特殊的海洋環境條件。我國南海環境條件特殊，夏季有強熱帶風暴，冬季有季風，還有內波、海底沙脊沙坡等，使得深水油氣開發工程設計、建造、施工面臨更大的挑戰。我國渤海冬季有海冰，如何防止海冰帶來的危害也一直是困擾科研人員的難題。
（5）深水海底管道及系統內流動安全保障。深水海底為高靜壓、低溫環境（通常4℃左右），這對海上和水下結構物提出了苛刻的要求，也對海底混輸管道提出了更為嚴格的要求。來自油氣田現場的應用實踐表明，在深水油氣混輸管道中，由多相流自身組成（含水、含酸性物質等）、海底地勢起伏、運行操作等帶來的問題，如段塞流、析蠟、水化物、腐蝕、固體顆粒沖蝕等，已經嚴重威脅到生產的正常進行和海底集輸系統的安全運行，由此引起的險情頻頻發生。
（6）經濟高效的邊際油氣田開發技術。我國的油氣田特別是邊際油氣田具有底水大、壓力遞減快、區塊分散、儲量小等特點，在開發過程中往往需要考慮採用人工舉升系統，這使得許多國外邊際油氣田開發的常規技術（如水下生產技術等）面臨著更多的挑戰，意味著水下電潛泵、海底增壓泵等創新技術將應用到我國邊際油氣田的開發中；同時也意味著，降低邊際油氣田的開發投資，使這些油氣田得到經濟、有效的開發，將面臨更多的、更為復雜的技術難題。
高科技是海洋油氣業的重要特徵，海洋油氣業的發展正是我國石油能源產業「科技領先戰略」的最直接體現。只有堅持自主科技創新，才能不斷提高我國海洋油氣業的核心競爭力。2004年以來，我國在海洋石油的勘探新領域和新技術、提高採收率、邊際油田開發、深水油田開發、重質油綜合利用、液化天然氣與化工、新能源開發、海外勘探開發等領域實現了一系列突破。
2008年，中國海油兩項成果獲國家科技進步二等獎。其中一項成果是針對中國南海西部海域所存在的高溫超壓並存、井壁失穩嚴重等世界級重大鑽井技術難題，研發出一套具有自主知識產權的復雜構造鑽井關鍵技術。截至2008年底，這些技術在南海西部海域7個油田以及北部灣盆地、珠江口盆地、瓊東南盆地的探井及評價井共計76口井的鑽井作業中得到推廣應用，並取得了良好效果。鑽井井眼復雜事故率從40％～72％降至5％以下，遠低於國際上20％的統計指標，井眼報廢率也從5％降至0％，不僅節約了可觀的鑽井直接成本，而且加快了邊際油氣田的開發，創造了可觀的經濟效益。該項技術研究與應用大大提高了中國海油的鑽井技術水平，扭轉了之前該海域復雜井作業技術依賴外國石油公司的歷史。
而經過十多年的自主研究，中國海油開發形成了一整套具有自主知識產權的適合海洋石油開發要求的成像測井系統（ELIS）。這是我國自行研製的第一個滿足海上石油測井要求的成套技術裝備。該系統的研發和產業化打破了國外測井設備對我國海上和世界石油測井市場的長期壟斷。截至2008年底，中國海油累計生產裝備10套，總值達5億元人民幣，產品已進入國內外作業市場，年服務收入達3.8億元人民幣，創匯2800萬美元，效益顯著。
同時，中國海油專利申請量和授權量也已進入穩步增長階段，截至2008年底，中國海油累計獲得授權的有效專利達423項，其中發明專利105項。
2008年，中國海油首次獲准承擔國家「973」計劃課題，實現了科學研究層次的新突破。在國家重大科技專項「大型油氣田及煤層氣開發」里，中國海油將承擔6個項目和兩個示範工程。
『肆』 深水油氣田井場調查技術方法淺析
溫明明1肖波徐行張漢泉
（廣州海洋地質調查局 廣州 510760）
第一作者簡介：溫明明，男，1976年出生，1998年畢業於長春科技大學信息工程學院，現任廣州海洋地質調查局技術方法所工程物探室副主任，物探工程師，從事海洋工程物探技術方法研究工作。
摘要 隨著近海油氣不斷開發，其後續發展能力明顯不足，因此深水含油氣盆地的開發將成為必然的發展趨勢。深水油氣田的井場調查是深水油氣田開發過程中的一個主要環節，其勘探技術越來越被人們所關注。本文通過深水井場調查的技術要求分析，結合多次組織和參加井場調查的工作經驗，指出深水油氣田井場調查的技術難點在於探索海底表面障礙物分布情況、勘測海底地形地貌特徵、了解中淺地層結構等這類勘探技術上。由於這些勘探技術受聲吶技術特點的限制，國外已經採用了DEEPTOW、ROV或者AUV技術，將一些關鍵調查設備與海底保持一定的高度來實現勘探技術目標，並已經取得成功的嘗試，因此，研究、發展和不斷地完善這類「貼底」調查技術十分重要。
關鍵詞 井場調查 勘探技術 近海底多參量勘查 聲吶技術
1 前言
最近幾年全球對石油的需求增加，導致世界石油價格不斷上漲，世界石油價格的大幅波動對世界經濟、對出口國和進口國均影響很大。隨著我國的經濟和現代化建設的快速發展，對於石油等能源的需求也越來越大。中國已經成為了世界上第二大石油消費國和第三大石油進口國。從目前我國經濟發展現狀來看，石油的進口量將逐年增加。能源問題已經作為國家安全問題對待。我國海域油氣資源產量超過4000萬噸油當量，海洋油氣資源的開發已經成為我國目前油氣資源供給的重要組成部分。
隨著近海油氣不斷開發，其後續發展能力明顯不足，深水含油氣盆地已經作為開發考慮的對象，這也是必然的發展趨勢。世界油氣總儲量的44%將來自深水海域，國外一些大型深水油田已成功地進行開發，深水勘探（鑽探）水深和開發作業深度均超過了2000m。2004年7月8日巴西石油公司成功在墨西哥灣2301m水深進行了油氣開發，創造了海洋油氣開發新的水深世界紀錄［1］。我國管轄海域總面積近300萬km2，其中深水海域面積超過150萬km2，發育沉積厚度大於2000m的沉積盆地有20多個，面積近50萬km2。南海北部陸坡區、南沙海域等深水盆地均具有良好的含油氣遠景，尤其南海南部的南沙海域油氣資源極為豐富，預測總資源量達320億～430億噸，被譽為繼墨西哥灣、北海、中東之後的第四個產油區，成為周邊國家甚至美、日等國迫切染指的地區。然而，我國深水海域油氣資源仍處在勘探開發的初期，深水勘探（鑽探）能力僅達600m，開發作業能力503m，遠落後於發達國家［2］。
深水油氣資源開發成本極高，深水油氣主要分布的陸坡范圍具有海底地形地貌起伏多變、濁流沉積發育、沉積結構復雜、構造活動強烈，海底滑坡、沙土液化等地質災害頻發的特徵，開發過程海底地震的波動、海底斷層活動、海底變形滑坡、深水濁流活動及海嘯等對採油平台、浮式生產系統（FPSO）、海底輸油管線、海底電纜等都可能造成嚴重破壞，甚至危及人員的重大傷亡和財產的重大損失，開發前需要全面地了解井場的地質災害情況。深水油氣田的井場調查是油氣開發過程中的重要環節之一，掌握先進的井場勘探技術至關重要，因此其勘探技術越來越被人們所關注。由於我國在此領域的工作剛剛開始，深水油氣勘探和處理等技術方法仍然處於起步階段，急需我們去探索和研究。
海洋油氣田井場調查的勘探技術是基於水聲物理學而發展起來的，測深、淺、中和深部的海底地層勘探以及側掃聲吶勘查設備都是利用聲吶技術。這些技術受勘探水深和解析度相互矛盾的制約。例如當測深儀的工作頻率高時，其解析度和測量的精度也高，但因聲信號在水層中的衰減也快，不能適用於水深較大的海域工作；反之，工作頻率低，其解析度和測量的精度相對較差，而聲信號在水體中的傳播也要遠一些，適合於深水海域作業。然而，單純靠提高發射功率是不能實現長距離聲信號傳播的目的。由此可見，在深水海域進行勘探時，要保證一定的勘探精度和解析度，這就要求使用類似側掃聲吶工作頻率的設備進行調查，其工作過程與海底需要保持一定距離，使之具有類似淺水海域調查的精度和解析度，這是深水油氣田井場勘查的主要技術難點之一。
本文參照廣州海洋地質調查局2007年4月完成的國內首個深水井場調查的技術要求（水深約600m），並對在深圳蛇口召開的深水油氣井場調查技術研討會的資料分析，以及近年來多次參加、組織油氣田井場調查的工作經驗基礎上，通過對相應勘探技術的了解，結合我國調查船隻及設備的實際情況，對目前深水井場的勘探技術做一些初期研究。
2 井場調查的技術要求
海上油氣田井場調查的技術要求主要是：確定井場鄰近的水深、了解海底地形、地貌以及淺層氣和淺地層斷裂發育情況、中淺地層結構、海底以下1000～1500m深度上的地層構造變化情況、地質災害因素、海底表面障礙物分布情況等地質地球物理特徵，為鑽井平台的安全作業和准確確定鑽探位置提供可靠的地質評價資料。
近年來，我們的海上油氣田井場調查的工作從水深不足百米朝水深二三百米以下的海底加深；目前國際上對深水井場水深還沒有一個統一的定義，通常將水深超過500m的油氣井場稱為深水井場，需要勘探的工作深度將達到3000m。隨著調查海域不斷地朝深海方向推進，海上勘探工作的技術難度也不斷提高。因而，我們正面臨著海洋調查中的新要求、新技術和新方法的挑戰。
3 調查技術
3.1 淺水海域井場調查技術
在淺水海域的油氣田井場調查中，通常使用的調查技術有：測深、側掃聲吶、淺層剖面、單道地震、多道地震、地質取樣以及導航定位等（圖1）。
圖1 淺水海域井場調查工作示意圖
Fig.1 Shallow-water well site survey sketch map
單波束測深：主要用於確定井場及其附近海域的海底地形特徵，常用的有單波束雙頻測深技術。
側掃聲吶：用於了解海底表面障礙物分布情況以及海底地形地貌特徵，常用的是相干側掃聲吶或多波束側掃聲吶技術。
淺層剖面：用於查明海底幾十米以內的淺地層結構、淺層氣和淺地層斷裂發育情況。通常的勘探要求為地層解析度達到十厘米甚至幾厘米。淺層剖面技術已由早期的單頻率低頻探測發展為線性調頻或差分調頻探測技術。
單道地震：用於探測海底以下近百米的高解析度中淺地層結構和淺地層斷裂發育情況，通常的勘探要求為地層解析度1m甚至更高。一般使用多極電火花、長排列的單道信號接收電纜以及信號採集處理器等設備組合，可獲取中淺地層結構、淺地層斷裂發育的海底信息。
多道地震：用於獲取海底以下1000～1500m深度的構造變化情況。通常的勘探要求為地層解析度數米。多道地震勘探技術相對而言，其系統復雜、結構龐大，而且輔助設備也較多。
地質取樣：為了解海底底質情況，通常需要用重力柱狀取樣或抓鬥表層取樣，並且還需要一定數量的樣品。
3.2 深水井場調查技術
深水井場多位於陸坡區，區內海底地形地貌、地質條件相對復雜，又因為在水深500m以上，一些常規的技術方法已無法滿足深水井場調查的要求，這使得深水井場的調查難度遠遠大於常規淺水井場，相應的調查技術方法也需要全面升級。同時，深水淺層水流（Shllow water flow）的存在已經被人們視為新的地質災害，並認為會嚴重威脅到鑽井平台的安全，調查技術手段要求比常規調查多，除原來的地質取樣、單波束測深、側掃聲吶、淺層剖面、單道地震和多道地震調查技術之外，還增加了多波束測深、淺層水流的檢測項目，部分項目還要求開展海洋磁力測量來探索海底目標物。
3.2.1 導航定位技術
常規的井場調查通常使用差分GPS導航定位技術來實現。因水深不大而拖曳長度也不大，一些拖曳設備的定位問題可使用歸演算法來解決。而在深水油氣井場調查中，要了解底質取樣和拖曳位置，使用歸演算法來解決長距離的水下設備的定位問題勢必會產生較大的誤差，影響調查成果的精度，因而必須採用水下定位技術。
由於水下聲學定位系統是一種在水下利用聲波應答脈沖測量發聲器與接收器間的距離從而對設備進行相對定位的系統。根據工作時基線長短可分為：長基線定位系統（LBL）、短基線定位系統（SBL）和超短基線定位系統（USBL）。USBL的基線長度小於聲波波長，其換能器陣固定在船上並投放入水中，根據裝在待定位設備上的信標發出的回波到達基線陣各元的信號的時間和相位差測量方位和距離，再計算出信標的位置，相對定位精度一般為斜距的0.25%～0.5%。長基線定位系統（LBL）利用在海底布設3個以上不在一條直線上的換能器組成基線陣，採用標准時鍾同步，發射聲脈沖，根據距離測量交會的球面定位原理，計算出載有接收器（信標）的運動物體位置，相對定位精度一般在5cm至2m；短基線定位原理與長基線相同，只是基線長度較短，一般安裝在調查船或平台上，相對定位精度一般為斜距的0.15%左右。在井場調查中，深拖調查（DeeptoW）和水下遙控機器人調查（ROV）系統工作時需要配備USBL技術，水下自治機器人調查（AUV）系統在水下作業時必須配備LBL系統。
3.2.2 測深技術
低頻率的單波束測深設備將取代高頻率的淺水調查設備來採集水深數據。由於水深較大，在各水層中聲速差異較大，需要再增加聲速剖面的測量設備，用聲速測量剖面資料參與測量水深數據的校正，以達到提高測深的精度。又因為大多數深水井場位於陸坡區，其周邊的海底地形地貌特徵與大陸架上的油氣田井場相比要復雜得多，使用全覆蓋、高精度的海底地形測量的多波束條幅測深技術更有利於確定調查區域的海水深度以及完整地探明海底地形地貌特徵。
3.2.3 淺地層探測技術
隨著調查區域水深加深，少量換能器組合而成的陣列已經無法達到探測的目的，因此要處理好發射能量和解析度這些技術問題，通常用12或者16個換能器組成的陣列來探測深水海域的海底淺地層結構。多換能器組陣探測系統不僅可加大聲波的發射功率，而且還可減小換能器組陣波束角，提高探測的解析度。在信號發射、接收和處理上可使用FM CHIRP技術來提高地層探測的水平分辨能力和垂直地層的穿透能力。在條件允許的情況下，最好使用窄波束、深穿透和高分辨的非線性差頻聲吶技術，以獲取更高的水平和垂直解析度。
3.2.4 側掃聲吶調查技術
與其他調查技術不同，側掃聲吶在深水井場和淺水海域井場調查中的技術應用有所差異。全覆蓋的多波束測深系統中的側掃聲吶功能由於其聲學圖像分辨能力不夠高，無法滿足或者取代對深水海域的海底精密地貌測量和海底障礙物探索等技術要求，該項技術需要作技術調整。根據調查規范和調查需要，側掃聲吶調查中使用的量程范圍通常是100m或者200m，拖魚距海底的工作高度要保持在量程的10%～15%。為了達到較好的探索海底表面障礙物分布情況以及勘測海底地形地貌特徵的效果，獲得更高的解析度，必須使拖體能貼近海底工作。這種貼底勘查需要在DeeptoW、ROV和AUV技術的支持下實施。
3.2.5 單道地震調查技術
單道地震調查一般使用組合系統。主要有三個部分，一是由大容量的電容箱、控制電路和釋放能量的多極電火花構成的震源；二是長排列的單道信號接收電纜；三為信號採集處理系統。深水井場調查需要更大能量的震源，若到達水深超過1500m時，起碼需要用大於5000焦耳能量的震源，而且還需要改變電極的形式以適應這種大功率能量發射的要求。由於井場調查技術要求中，對水平和垂直解析度要求較高，因此很難用小型的水槍或者GI槍來取代電火花作為震源。使用深拖電火花作為震源也是一種有效的技術手段，可獲得更高解析度的剖面探測圖像。在勘探信號接收水聽器的電纜中，應選用多水聽器（8，16或者24個）構成的單道地震電纜，可獲得較好的頻響效果以及較高的信噪比。
3.2.6 多道地震調查技術
多道地震調查系統也是由震源、數據處理、監視和記錄系統以及較長排列長度的地震電纜三個部分組成，但其系統復雜、結構龐大。為保證水平解析度，其中的電纜道間距必須小於或者等於12.5m。同時選用和配備一些高分辨勘探技術的震源設備，如大容量的水槍、GI槍或者特殊槍陣。通常而言，常規井場調查使用的多道地震系統也適用於深水井場調查，不需要做大的技術改進，可實現1000～1500m深度的地層勘探，了解地層的結構和變化特徵。
3.2.7 底質沉積物取樣
無論是用抓鬥來采表層沉積物樣品還是用重力柱狀取樣器來取柱狀沉積物樣品，由於沒有說明，均不需要做專門的技術改造。但深水井場的工作水深較大，為保證甲板有纜作業的工作效率和取樣設備的安全，需要在取樣器以上的一定高度上安裝PINGER（聲脈沖發生器）來監控取樣器和海底之間的相對位置。若需要高精度的定位，可使用USBL技術來提高取樣器的著底水下定位精度。
3.2.8 測流技術
深水井場調查中另外一個值得關注的問題就是海流對平台的影響。由於在深水海域，復雜多變的海流很容易引起海底變形滑坡、深水濁流等地質災害，這些地質災害嚴重威脅到平台的安全。使用走航式ADCP測量設備進行流速流向的測量或者採用布設海底觀測錨系的方式對不同水層的海流進行定期觀測，以獲取深水井場以及附近海域的海流資料。
4 近海底多參量勘查技術
類似側掃聲吶、海底攝像系統和海洋磁力儀這類調查設備在工作時，必須要貼近海底才能獲得較好技術效果和達到技術要求，因此需要通過藉助於DeeptoW，ROV和AUV技術來實現技術目標。
4.1 DeeptoW 技術
深拖（DeeptoW）系統與淺水海域工作的普通側掃聲吶探測系統相比，其設備安裝、操作和維護比較復雜，拖體內可集成包括側掃聲吶在內的其他探測設備。整個拖曳需要在母船牽引下作業；為了在一定水深的海底保持平穩地工作，要配備壓沉器（depressor）、零浮力纜、正浮力拖體、穩定翼等裝置；由於需要實時傳輸大量的調查數據，為了確保長距離的信號通信的質量，降低信號在傳輸過程中的衰減，通常配備幾千米鎧裝光纜作為拖纜；收放設備需要配備大型絞車、A型架等輔助設備，甲板上需要配備強大的監控系統。為了提高調查效率，通常的深拖系統是一個載體，可集成其他調查技術，例如多波束測深系統、淺地層剖面儀、光學攝像系統、磁力儀、深拖電火花震源和定位系統等，進行多手段多方法同步調查。此外，深拖的拖體距母船遠達幾千米，需要USBL技術的水下導航定位系統支持下作業。
4.2 ROV技術
與DeeptoW比較，遙控機器人（ROV）是一個多用途的、需要有纜作業的、遙控運載系統。其水下載體可在甲板操作系統的指揮下，在一定距離內靈活運動。它可集成側掃聲吶、多波束聲吶、海洋磁力儀、淺地層剖面儀以及光學觀測設備，進行海底綜合探測［3］，這也是目前被國外廣泛採用的技術方法。ROV技術的主要特點是：①採用數量較多的推力器，通常為4～7個推進器，多的可達10個。由於採用計算機自動控制技術，其水下載體推力器的控制能力大大提高，使得ROV平衡性好、靈活性高；②配備高精度的水下定位技術（主要是USBL技術）進行水下作業；③使用了光纖通訊技術，使得信號傳輸能力十分強大，從而也提高了計算機信號處理能力；④吊放系統大部分都有帶止盪裝置的A型吊和臍帶絞車。臍帶則採用鎧裝、動力（高壓）、光纖合一的重力纜；⑤配備強大的專用絞車和甲板輔助裝置進行工作；⑥有較大的負荷能力，以攜帶各種勘探、取樣的設備和存儲樣品；⑦目前的ROV的體積和功率都比早期的ROV有了較大的增加，機動能力大大提高，負荷能力也變得較大；⑧結構模塊化，可根據項目的技術要求，靈活地對各種調查設備進行技術集成，安裝所需的調查設備。此外還可以安裝機械手進行水下取樣，了解海底底質分布和查明海底障礙物［4］。
4.3 AUV技術
水下自治機器人（AUV）是一種無纜的、可自攜動力和能按設計程序進行操作的自治式潛水器。它是一個調查設備的集成載體，可集成多波束測深系統、淺地層剖面儀、光學攝像系統、側掃聲吶等多種調查設備，可用於深水井場調查的勘探設備。它在運行過程中通過聲通訊系統從水面接收改變航向、深度、收集數據等工作指令而進行調查觀測，來實現海底目標物搜索、地形地貌勘察、地層結構勘探以及其他觀測、取樣、打撈等一系列作業的「水下機器人」（圖2）。
AUV主要由載體系統、控制系統、水聲系統及收放系統四大部分組成。它一般艏部裝有垂直推進器和側移推進器，艉部裝有水平推進器，因而機動性強，自動定向定深快、准、精，為聲光探測系統在深水中的穩定性和准確性創造了極其有利的條件。機器人裝有長基線聲學定位系統和聲學發射應答器，因此系統本體在深水中的運動軌跡清晰，並可通過長基線定位系統對本體實施8道控制命令。系統本體所載感測器和探測系統齊全，可實時記錄下溫度、鹽度、深度等參數。機器人具有多CPU、多級遞階控制結構，能方便地修改及編入程序，可預編程序航行，還可自動記錄各種運動和功能及圖像參數（黑匣子）。機器人還有獨特的回收和釋放本體的收放系統。
圖2 AUV結構圖
Fig.2 AUV structrue map
AUV需要水下定位技術中的長基線水下定位系統（LBL）的導航來工作。LBL工作需要在海底布設3個以上不在一條直線上的發聲器組成基線陣。LBL的命令指揮系統安裝在調查船上。LBL是AUV工作不可缺少的配套設備。其工作的主要技術特點：①耐高水壓的動態密封結構和技術；②精度更高、誤碼率更低、作用距離更大的水聲通信能力；③最大工作水深達到6000m以上；④水下航速超過6節；⑤水下續航能力超過60小時；⑥採用數量較多的推力器，包括垂直、水平、側推等多種類型，由於採用計算機自動控制技術，其水下載體推進器的控制能力大大提高，使得現代的AUV平衡性更好、靈活性更高；⑦配備高精度的水下定位技術（主要是LBL技術）進行水下作業；⑧結構模塊化，可根據項目的技術要求，靈活地對各種調查設備進行技術集成，安裝所需的調查設備。例如可裝備的深水油氣井場調查需要的定位、淺地層剖面儀、側掃聲吶和多波束測深設備等；⑨獨特的回收和釋放本體的收放系統，發生局部故障或喪失自航能力時，它能自動拋載上浮至水面，且自動拋起應急無線電發射天線和亮起急救閃光燈［5］。
對比深拖系統、ROV和AUV三種設備中，前兩者具有可進行實時數據傳輸、實時控制、沒有動力限制等優點，但是需配備大型絞車、工作速度較慢、技術要求高和操作的靈活性不夠。後者作業因沒有拖纜的約束而范圍較大，工作更加靈活、方便。但其弱點也很明顯：首先是不能實時數據傳輸，只能在特殊情況下可通過聲學modem將重要數據發送到甲板控制中心，AUV行動的重要命令是通過甲板控制命令單元發送信號來運行的；其次，水下機器人的回收至今仍是一個沒有完全解決的問題，尤其是在深海使用的AUV設備的回收更加艱難；再次，AUV的能耗很大，它既不能採用太陽能電池，也沒有臍帶纜不斷地供電，只能靠自帶的蓄電池，從而限制了它在水下的工作時間；最後是AUV以及相應水下定位系統價格昂貴，技術的引進還受出口許可的限制。因此，盡管目前AUV技術還存在許多缺點，但它對調查船舶依賴性較小，而且具有較高的靈活性和可擴展性，因而具有無法比擬的優越性，隨著技術水平的不斷提高，其技術的不斷發展和完善，AUV技術必將在深水井場調查中起著越來越重要的作用。
5 認識和結論
從深水井場調查項目技術要求、調查技術以及相關的輔助調查技術分析，根據目前國內海洋調查單位的勘探技術裝備情況，我們認識到開展深水油氣井場調查仍然具有一定的差距。盡管測深、淺層剖面、單道地震、多道地震、地質取樣等勘探技術比較成熟，只要作一些技術升級可以實現技術目標；而當務之急需要發展的重點在於提高深水井場的海底精密地貌測量、海底障礙物探索、淺地層結構探測的綜合調查技術能力，主要是包括近海底多參量勘查和配套的水下定位技術。主要有以下幾點：
1）深水油氣井場調查所需要的手段和淺水海域的一些油氣田井場相比，增加的調查項目不多，除需要進行海流測量之外，還需增加多波束海底地形地貌測量；而這些技術國內裝備較多，工作方法也比較成熟。
2）多道地震、地質取樣等調查項目的技術要求沒有變化，但用於中、淺地層剖面勘探的淺地層剖面儀和單道地震勘探設備需要做一些技術升級；
3）用於探測海底障礙物和海底地貌特徵的側掃聲吶和海洋磁力測量項目需要在近海底多參量勘查技術支持下作業，但這些技術目前國內開展得很少，尤其是深海海域幾乎是空白。因此，需要加強該方面技術和方法上的研究，尤其是對ROV和AUV技術、方法以及應用領域和集成技術的研究工作；
4）近海底多參量勘查技術離不開USBL和LBL等水下定位技術，它們將成為深水油氣井場勘探的關鍵技術，需要加快超短基線定位系統、長基線定位系統的技術方法和應用研究工作。
隨著科學技術的發展和進步，海洋深水油氣開發的要求也將發生相應的變化；因此我們要跟蹤國際上海洋調查技術的最新發展，積極開展技術調研，技術方法以及應用研究，同時也關注和加強對一些目前還沒有受人重視的調查技術以及方法研究，例如，深水海底的原位CPT探測技術等領域。在研究深水油氣井場調查技術的基礎上，也積極開展對深水海底管線路由調查技術方法的研究，為參與我國即將開展的深水油氣開發做好技術儲備。
參考文獻
［1］呂福亮，賀訓雲，武金雲，孫國忠，王根海.全球深水油氣勘探簡論.海洋油氣地質，2006，4期
［2］孫清，連璉.中國深水海域油氣及相關資源勘探開發進展及關鍵技術.中國海洋大學學報（自然科學版）.2005，6期，923～927
［3］燕奎臣，俞建成，張奇峰.深水油氣開發中的水下機器人.自動化博覽，2005，5期
［4］彭學倫.水下機器人的研究現狀與發展趨勢.機器人技術與應用，2004，4期
［5］李曄，常文田，孫玉山，蘇玉民.自治水下機器人的研發現狀與展望.機器人技術與應用，2007，1期
The Study on The InveStigation Technique of Oil and GaS Field Well Site in Deep Sea
Wen Mingming Xiao Bo Xu Xing Zhang Hanquan
（Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760）
Abstract：With the continuously exploit of offshore oil and gas，the sustainab1e developing capability appears to be more and more insufficient.Thus it becomes the tendency for recovering the oil and gas in the deep sea basin.As a key Procere for exploiting oil and gas in the deep sea，the investigation of Well site is being Paid much more attention to.By analyzing the technique elements and some Practical investigations for Well site in deep sea，this paper Points out that the main problem for deep sea Well site investigation lies in the discovering the barrier，surveying the topography and Physiognomy of the sea floor and finding out the moderate to shallow structure of the stratigraphy.In overseas，some key equipments，such as DEEPTOW，ROV and AUV have been introced for overcoming the shortcomings of sonar.These tools are generally kept certain distance to the sea floor when working and good success has been got.So it is of great significance to study and improve this kind of near sea floor technique for deep sea Well site investigation.
Key Words：Well site survey Exploration technique Near sea floor survey of multiple Parameters Sonar technique
『伍』 世界海洋油氣勘探技術有什麼
海洋勘探開發始於20世紀初。從那以後，隨著技術的進步，深水的定義在不斷擴大。在1998年以前，只要離開大陸架即水深大於200米，就認為是深海。1998年以後水深擴大到300米，而現在普遍認為水深大於500米為深水。
技術的進步使得鑽井越鑽越深。始於20世紀40年代的海上石油工業用了近30年的時間實現了在100米深水區生產油氣，又用了20多年達到近2000米深的海域，而最近油氣生產已接觸3000米深的水域。尤其在鑽井、浮式生產系統和海底技術方面的改進和創新，大大降低了深水油氣勘探開發的資本支出和作業支出。1998年以來，深水油氣勘探開發的平均資本費用呈下降趨勢，每桶石油的資本支出已從10年前的6美元/桶下降到現在的不到4美元/桶。深水油氣勘探開發項目的綜合成本與淺水項目越來越接近。深水油氣項目的開發周期（從發現到油氣投產）越來越短，20世紀90年代後期發現的油氣田一般在5 ～6年投入生產，而10年前至少需要8年時間。隨著深水基礎設施的不斷完善，開發周期還可能進一步縮短。
深海石油的勘探開發是石油工業的一個重要的前沿陣地，是風險極高的產業。雖然國際上諸如北海、墨西哥灣、巴西以及西非等地深海石油開發已經有了極大的發展，但代價是極高的。與大陸架和陸上勘探鑽井作業相比，深水作業的施工風險高、技術要求高、成本非常昂貴，因而資金風險也極高。
深海油氣資源勘探最直接的風險是極大的施工風險。海洋平台結構復雜、體積龐大、造價昂貴，技術含量高特別是與陸地結構相比，它所處的海洋環境十分復雜和惡劣。風、海浪、洋流、海冰和潮汐等時時作用於平台結構，同時還受到地震、海嘯作用的威脅。在此環境條件下環境腐蝕、海生物附著、地基泥層沖刷和基礎動力軟化結構材料老化、構件缺陷、機械損傷以及疲勞和損傷累積等不利因素都將導致平台結構構件和整體抗力的衰減，影響結構的服役安全度和耐久性。
雖然深水油氣勘探開發的風險很大，但所獲得的回報也很大。淺水油氣田的總儲量雖然仍佔主導地位，但主要是與中東一些特大型油田所佔的比重有關。然而，深水油氣田的平均儲量規模和平均日產量都明顯高於淺水油氣田。因此，盡管深水油田勘探開發費用顯著高於淺水，但由於其儲量和產量高，使得單位儲量的成本並不很高，這才吸引了許多油公司都去深海「尋寶」。
隨著海上油氣開發的不斷發展，海洋石油工程技術發生著日新月異的變化，在深水油氣田開發中，傳統的導管架平台和重力式平台正逐步被深水浮式平台和水下生產系統所代替，各種類型深水平台的設計、建造技術不斷完善。目前，全世界已有2300多套水下生產設施、204座深水平台運行在全世界各大海域，張力腿平台（TLP）最大工作水深已達到1434米，SPAR為2073米，浮式生產儲油裝置（FPSO）為1900米，多功能半潛式平台達到1920米以上，水下作業機器人（ROV）超過3000米，採用水下生產技術開發的油氣田最大水深為2192米，最大鑽探水深為3095米。
與此同時，深水鑽井裝備和鋪管作業技術也得到迅速發展，全世界已有14艘在役鑽探設施具備進行3000米水深鑽探作業能力，第5代、第6代深水半潛式鑽井平台和鑽井船已在建造中。第6代深水鑽井船的工作水深將達到3658米，鑽井深度可達到11000米；深水起重鋪管船的起重能力達到14000噸，水下焊接深度為400米，水下維修深度為2000米，深水鋪管長度達到12000千米。
國際上地震技術發展迅速，先進的計算機大量投入使用，目前可視化、虛擬現實技術等已經初步實現：Landmark公司研製了3DVI和Voxcube等三維體積解釋軟體和立體動畫軟體；Geoquest研製了GeoViz人機交互性三維解釋軟體；Paradigm公司研製了VoxelGeo；DGI公司研製了EarthVision；Photo公司研製了3Dviz三維可視化軟體。
在虛擬現實方面，ARCO公司和Norsk Hydro公司開發建立了沉浸式虛擬現實系統，Texaco公司開發建立了虛擬現實可視廳，Alternate Realities股份有限公司開發建立了可視穹（VisionDome），美國SGI公司建立了一個專門的演示廳，IBM公司開發建立了可以用來再現4D地震油藏模擬現實的虛擬現實系統，斯倫貝謝的Geoquest公司等目前也在開發虛擬現實系統等。
在地震屬性獲取方面，國際上從60年代的直接烴類檢測、亮點，到70年代的瞬時屬性或復數道分析，80年代的多屬性分析，直至90年代的多維屬性（如傾角、方位和相乾等）分析。目前，從地震資料里獲取有關時間、振幅、頻率、吸收衰減等方面的地震屬性已多達70多種，包括了運動學和動力學屬性、幾何屬性以及物理屬性等。
國外地球物理研究關注的熱點：國外石油地球物理勘探以海上地震勘探技術研究最具代表性。一方面墨西哥灣、北海具有典型的勘探復雜性；另一方面美國、英國等國家科技發達、人才濟濟，其地球物理理論與技術水平基本代表國際現狀。墨西哥灣、北海的勘探目標主要是鹽丘及其周邊地層、裂隙油氣藏、老油田剩餘油分布，主要面臨四個理論與技術問題：（1）復雜介質中地震波傳播理論及正演模擬；（2）鹽丘構造的地震成像；（3）信噪比提高與弱信號提取；（4）復雜儲層與油氣識別。圍繞著這三方面，國外地球物理理論技術發展迅速。
『陸』 什麼是世界深水油氣勘探歷程
海洋油氣勘探開發是陸地石油勘探開發的延伸，1887年在美國加利福尼亞海岸數米深的海域鑽探了世界上第一口海上探井，拉開了海洋石油勘探的序幕。自1947年世界上第一口海上油井在美國艾利湖鑽探成功以來，隨著科學技術的進步和人類對海洋石油資源認知水平的不斷提高，海洋油氣勘探開發范圍已從淺海擴大到半深海（100～500m）、深海（500～1500m）、甚至超深海（1500m以上）。在一次又一次刷新深水油氣開發記錄後，本世紀初，石油工業界已經開始把目光投向蘊藏在海底3000m深處的油氣藏。深水油氣開發領域正在成為世界石油工業的主要增長點和科技創新的前沿。
1901—2008年間，全球探井數目已達到了23.8040萬口，其中陸上地區探井20.4962萬口，淺水地區探井2.9915萬口，深水地區探井0.3163萬口。
1901—1923年間陸上地區探井數量很少，且大多集中在1907—1917年間，且每年探井數量都少於100口；1924—1946年間探井數量緩慢增長，每年探井數量稍有波動，平均為320口左右；1946年之後陸上地區探井數量快速增長，1961年達到高值4479口；1962—1980年間探井數量在3710口上下波動，20世紀80年代探井數量達到高峰期，每年基本都在4000口以上，1981—1986年間陸上地區探井數量處於快速增長階段，1986年達到歷年來的最高值，約為4955口；1987—2000年間探井數量急劇下降，2000年探井數量約為1738口；2001—2008年間陸上地區探井數量處於一個下降後的穩定階段，探井數量稍有增長，保持在每年2000口左右。
1901—2008年歷年探井數目
淺水地區勘探較晚，1947—1963年間每年探井數量都未超過85D；1964—1970年間淺水地區探井數量進入快速增長階段，1970年探井數量為468口；1971—1981年間探井數量呈緩慢增長趨勢；1982—1986年間探井數量達到高峰期，每年都在1000口以上，1983年達到峰值；1987—1993年間探井數量有所下降，每年為780口左右；1994—2008年間淺水地區探井數量減少到平均每年610口左右。
深水地區相對來說探井數量較少，但存在不斷增加的趨勢，大體可分為三個階段：
（1）起步階段（1975—1984年）
1975—1984年間全球深水地區探井數量每年保持在10口左右，深水地區的勘探活動很少。
（2）發展階段（1985—1995年）
從1985年開始，全球深水地區的勘探成功率有了大幅度的提高，全球深水地區的勘探活動也有所增加。1985—1995年間深水地區探井數量有所增長，每年在30～78口之間波動，平均約為60口。
（3）活躍階段（1996年至今）
從1996年開始，全球進入深海油氣勘探的活躍期（據遲愚，2008）。1996—2000年間全球深水地區探井數量急劇增長，2000年為250口；2001—2004年間深水地區探井數量每年保持在260口左右；2004—2008年間深水地區探井數量相比前一階段有所下降，每年約為220口。全球超過1500m水深的海域（超深海）陸續有大的油氣發現，主要集中於巴西近海、西非海域、墨西哥灣和東南亞地區。西非的主要油氣發現分布在水深200～2000m處。這個時期的油氣增長速率較前期增長速率更快，油氣田的規模相對較大。
經過三十餘年的勘探開發，全球相繼發現了一批大型深水油氣田，深水油氣產量不斷增加。1990—2015年全球深水區油氣產量呈增長趨勢（英國Douglas-Westwood公司，2007；江懷友，2008）。從1990—1994年間全球深水區油氣幾乎沒有任何產量，到1995—1999年間產量進入緩慢增長階段；從2000年之後深水區石油產量快速增長，到2002—2004年間增長趨於平緩；從2005年開始全球深水區石油產量急劇增長，到2010年深水區石油產量增長趨勢稍緩，預計到2015年一直保持快速的增長。全球深水區天然氣產量在1994—2012年間處於緩慢增長階段，其增長速度基本保持不變。
『柒』 如何在海上開採石油
海上開採油氣的工程措施主要有以下幾種。
1、人工島，多用於近岸淺水中，較經濟。
2、固定式採油氣平台，其形式有樁式平台（如導管架平台）、拉索塔式平台、重力式平台（鋼筋混凝土重力式平台、鋼筋混凝土結構混合的重力式平台）。
3、浮式採油氣平台，其形式又可分為可遷移式平台（又稱活動式平台），如自升式平台、半潛式平台和船式平台（即鑽井船）；不遷移的浮式平台，如張力式平台、鉸接式平台。
4、海底採油裝置：採用鑽水下井口的辦法，將井口安裝在海底，開采出的油氣用管線直接送往陸上或輸入海底集油氣設施。
(7)深海油氣資源怎麼勘探擴展閱讀：
海底石油的開采過程包括鑽生產井、採油氣、集中、處理、貯存及輸送等環節。海上石油生產與陸地上石油生產所不同的是要求海上油氣生產設備體積小、重量輕、高效可靠、自動化程度高、布置集中緊湊。
一個全海式的生產處理系統包括：油氣計量、油氣分離穩定、原油和天然氣凈化處理、輕質油回收、污水處理、注水和注氣系統、機械採油、天然氣壓縮、火炬系統、貯油及外輸系統等。
供開采生產的油氣集中、處理、轉輸、貯存和外運的工程設施：
1.裝有集油氣、處理、計量以及動力和壓縮設備的平台。
2.貯油設施，包括海上儲油池、儲油罐和儲油船。
3.海底輸油氣管線。
4.油氣外運碼頭，包括單點系泊裝置和常規的海上碼頭（有固定式和浮式兩種）。