3.2  深水油气钻探关键装备发展趋势

3.2.1  深水油气钻探智能钻机

随着科技的快速发展，深水油气钻机系统已经向着智能化方向转型。深水油气钻探智能钻机集机械、电子、控制、信息等多学科技术于一体，是一种利用现代信息技术和先进的自动化控制技术对海洋油气钻探开发中的钻井过程进行全面监测、数据收集、分析和控制的装备。智能钻机可以实现对钻探过程的自动化控制，通过实时监测和预测，预防可能发生的事故和故障，从而提高钻探的效率和安全性。同时，智能钻机可以通过自动化钻井过程和优化管理，降低钻探成本，缩短建井周期，实现深水钻探作业安全、智能、高效。

3.2.2  深水油气浮式生产储卸平台

近年来，随着海洋油气钻探向深远海的不断推进和深入，油气回输管线铺设成本的增加和风险的加大已经成为油气钻探开发面临的一大难题。为了应对这一难题，建设FPSO平台已成为解决方案中最为有效的途径之一。

FPSO平台是一种在海上生产、储存和卸载油气的浮式生产装置。FPSO平台的建设可以大大降低长距离油气回输管线的成本和风险（图6）。与传统的海上油田开采方式相比，FPSO平台可以在海上将油气进行生产、存储和卸载，大大减少了油气的运输成本和安全风险。然而，FPSO平台的建设也面临着一些技术和管理上的挑战。一是FPSO平台的建造和运行需要高度专业化的技术人才和管理人员。二是FPSO平台的设备设施需要具有高度的集成性，各个系统之间需要相互协调配合，因此需要更加复杂的设计和施工工艺。三是FPSO平台的运行和维护也需要精细的管理和维修工作，以保障其长期稳定运行。

尽管FPSO平台的建设存在一些技术和管理上的挑战，但其作为海洋油气开发的有效解决方案已经得到了广泛认可，被誉为海洋工程领域的“皇冠上的明珠”。随着技术的不断创新和完善，FPSO平台将会在未来海洋油气钻探领域发挥更加重要的作用。

3.2.3  深水油气钻探智能平台

2021年，由中国自主设计建造的全球首艘智能深水钻井平台“深蓝探索”在中国南海珠江口盆地成功开钻。“深蓝探索”（图7）配备12点大抓力锚泊定位系统，是全球首艘安装89 mm直径和世界最高强度海洋系泊链的钻井平台，安全性能超强，能抵御近16级风；“深蓝探索”最大作业水深1000 m，最大钻井深度9144 m，搭载全新自主研制的“智能运维系统”，具有“感知、分析、决策”智能一体化功能，可实时采集生产运维数据，实现云端处理、远程协同和优化决策。平台配备了智能防喷器系统，极端情况下可实现自动剪切关闭，确保安全可靠。该平台可以实现主、辅井口同时作业，相比常规单井口模式，综合作业效率可提高35%。同时，它也是全球首艘获得挪威船级社（Det Norske Veritas, DNV）认证的智能深水钻井平台，装配国内首个危险区域水处理环保装置，可实现气体物质分离，油、水、泥浆物质分离，最大限度减少污水和危险水的排放。

3.2.4  深水油气无人平台

海上油气无人平台，是海上无人驻守生产平台的简称，是一项新型海上石油钻探生产设施，其目的是为海上油气资源开发提供一系列兼具成本效益和生产效率的解决方案，具有智能化、无人化、多功能、可远程操控等特点。无人平台几乎分布于世界上所有油气活跃海域，如挪威、英国、墨西哥湾等。

2019年，中国海油在番禺油田区块首次试点井口平台无人化改造，这项井口平台无人化改造后，将为油田节约2000万元人民币。这是中国海油深圳地区的第一个海上无人平台。目前，中国海油共有在生产无人平台23座，集中在渤海、东海和南海西部（图8），大多为简易井口平台或与中心平台栈桥相连的井口平台。

起初，这些符合无人驻守技术标准的海上无人平台，并未实现真正意义上的无人化智能化管理，一直遵循着有人驻守的管理模式。后来，经过可行性分析和调研，功能测试和智能化改造，建立了无人化管理体系，模拟遥控生产、远程操作、无人驻守等阶段，才实现井口平台的智能化无人化管理，有效突破降本增效瓶颈。当前，海上浅水无人平台已在边际油田的钻探开发取得了许多实践经验，但在深水油气钻探中智能无人平台尚无实际应用，未来，智能无人平台在深水油气钻探开发生产中的应用前景十分广阔。

3.3  深水油气钻探关键装备发展建议

深水油气钻探是一项高技术含量、高风险、高投入的领域，需要依靠一系列关键装备来实现，关键装备的自主创新能力非常重要。

（1）目前，中国在深水油气钻探关键装备方面还存在着严重的依赖进口的问题，特别是一些核心部件和关键装备。因此，相关行业应该加大对装备的研发投入，提高自主创新能力，以降低依赖进口装备的风险。

（2）随着深水油气钻探难度的增加，装备的要求也在不断提高。智能钻机、钻井平台、井下设备和海底生产设备需要不断优化，以适应深海环境和复杂地质条件的变化。未来，应大力提升推动海洋油气服务产业和海洋工程等大型装备制造业的发展，加强装备研发，推动装备智能化、自动化和信息化，提高装备的效率和安全性。

（3）深水油气钻探是一个全球性行业，政府和企业应积极参与国际合作，深化交流和人才培养，制定一系列的装备标准和规范，以确保自主创新成果的质量和可靠性，共同推进深水油气钻探装备的发展和应用。

（4）深水油气钻探装备研究的战略布局应首先面向国家能源的重大需求，以拓展勘探开发领域、提高油气产量为目标，以提升深水油气开发关键装备和设备国产化率为突破口，实现海洋油气绿色安全高效开发，夯实海洋经济的支柱产业，培育海洋油气高端制造产业，带动相关高新装备产业链的发展。

4.结束语

在国家高屋建瓴的规划牵引和科研人员的共同努力下，中国深水油气钻探技术与关键装备国产化取得了显著的进步，但也必须要有清晰的认识，与发达国家相比，中国在深水油气钻探技术装备方面还有很大差距，基础还很薄弱，还要加快完善科研创新体制建设，努力搭建深水油气钻探研发科研平台，奋力打造深水油气钻探技术创新和装备创新的策源地，从而助力海洋强国战略的顺利实施，保障国家能源安全。