三、未來海洋礦產(chǎn)資源開發(fā)的趨勢
21世紀是發(fā)展海洋經(jīng)濟的時代，浩瀚的海洋是資源和能源的寶庫，也是人類實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展的重要基地。當今世界人類正面臨著日趨嚴峻的陸地資源和能源危機威脅，世界各國都把經(jīng)濟進一步發(fā)展的希望寄托在占地球表面積71％的海洋上，越來越多的國家都把合理有序地開發(fā)利用海洋資源和能源，以及保護海洋環(huán)境作為求生存、求發(fā)展的基本國策。海洋中蘊藏著豐富的各類礦產(chǎn)資源、能源和生物資源。20世紀以來，各國科學家的積極努力使人類極大地增長了對海洋資源的認識，目前全球已興起一個開發(fā)利用和保護海洋資源、攻克海洋開發(fā)高新技術(shù)的熱潮，海洋經(jīng)濟已成為世界經(jīng)濟發(fā)展新的增長點，成為我們這個時代的特征。
1．加強海洋資源的調(diào)查評價是實施海洋開發(fā)戰(zhàn)略的前提條件
我國的海洋國土面積很大，內(nèi)海和領(lǐng)海面積達40多萬平方公里。內(nèi)海是內(nèi)水的一部分，是指伸入一國大陸內(nèi)部，有狹窄的水道與大洋相通，與本國領(lǐng)海相連的海域。渤海、瓊州海峽和長江口、珠江口都是中國的內(nèi)海。即使不算南沙海域，中國內(nèi)海和領(lǐng)海也有38萬平方公里，幾乎占我國陸上國土面積的30％。它們與我國960萬平方公里的陸上國土一樣，中國擁有絕對的主權(quán)。
根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》和我國的主張，我國管轄的海域面積約300萬平方公里，包括渤海的全部7萬平方公里，黃海38萬平方公里中我國主張的部分，東海80萬平方公里中我國主張的部分，南海350萬平方公里中我國主張的部分。
世界公海和國際海底是人類的共同繼承財產(chǎn)，全球的公海面積約為2.3億平方公里，公海對所有國家開放，我國享有公海，包括海底區(qū)域海洋資源開發(fā)利用的權(quán)利。
國土資源部的一項基本職能是進行海洋資源調(diào)查評價。海洋資源調(diào)查就是對我國的領(lǐng)海及管轄海域的資源環(huán)境的基本特征、資源開發(fā)利用現(xiàn)狀、開發(fā)利用前景，以及海洋環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害情況進行綜合調(diào)查及評價分析。海洋資源調(diào)查是人們認識和掌握海洋資源環(huán)境要素的分布及變化規(guī)律，獲取資源環(huán)境資料的最基本最經(jīng)常的工作，是海洋科學研究、海洋資源開發(fā)利用、海洋工程技術(shù)、海洋環(huán)境保護的基礎(chǔ)工作。
海洋開發(fā)具有重要戰(zhàn)略地位，從我國國情出發(fā)，我國海洋資源調(diào)查與評價必須把海岸帶到大陸架專屬經(jīng)濟區(qū)的廣闊區(qū)域作為一個整體來考慮。主要任務(wù)是：根據(jù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，基本查清從海岸帶到大陸架、專屬經(jīng)濟區(qū)廣闊區(qū)域的海洋資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)一批新的可開發(fā)資源，重點是一海（渤海）、一灣（北部灣）、一峽（臺灣海峽）、三洲（黃河三角洲、長江三角洲、珠江三角洲）；調(diào)查海岸帶、大陸架及專屬經(jīng)濟區(qū)海洋資源類型、數(shù)量、特征、分布規(guī)律及開發(fā)現(xiàn)狀；開展海洋災(zāi)害類型、引發(fā)機制及變化規(guī)律研究，建立災(zāi)害及海平面變化動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)；調(diào)查我國海岸帶最大環(huán)境承載量；完成大陸架及專屬經(jīng)濟區(qū)底土環(huán)境質(zhì)量評價與功能區(qū)劃；查明軍事海洋環(huán)境與國防建設(shè)要素，為維護國家海洋權(quán)益、統(tǒng)籌海洋開發(fā)和整治服務(wù)。同時，開展大洋深海資源及極地的調(diào)查研究。
目前，我國的海洋資源調(diào)查評價工作還剛剛開始，裝備力量都非常單薄，需要有一個大的發(fā)展。尤其需要具備不同噸位與不同功能的海洋科學考察船、資源調(diào)查船、海洋環(huán)境監(jiān)測船以及各種海巡船只。
2．濱海砂礦的開發(fā)將從以岸上為主轉(zhuǎn)變?yōu)樗?、水下并舉
我國人口眾多，資源相對貧乏。社會經(jīng)濟的高速度發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求越來越大。在經(jīng)過幾十年的強化開采之后，濱海砂礦在岸上的部分已經(jīng)越來越少，日益嚴格的資源管理制度，將迫使人們把眼光投向水下，濱海砂礦開發(fā)的趨勢必然是水上、水下并舉。
顯然，礦業(yè)開發(fā)部門需要有更多的抓斗式和吸揚式挖泥船及其他功率大、效率高、砂礦回收率高的海上采礦設(shè)備。
3．深海油氣資源開發(fā)迅速發(fā)展，已成趨勢
深海油氣資源潛力巨大，隨著海洋石油鉆探和開采技術(shù)及其裝備的迅速發(fā)展，海洋勘查開發(fā)深度不斷增加，海洋石油勘查開發(fā)成本不斷降低，海洋石油產(chǎn)量不斷增加。目前深海石油勘查已經(jīng)達到在2500米的深水區(qū)作業(yè)，鉆探深度達到1萬多米；“智能完井”技術(shù)實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)的采集；鉆探成本從1980年的平均每口井（深度平均在3000米以上）530萬美元降到1999年的100-120萬美元。目前，世界石油產(chǎn)量中約30％來自海洋石油。
深水勘探技術(shù)進步迅速、勘查成果顯著。深海油氣鉆探始于1965年，早期鉆探深度大多限于水深600米以內(nèi)，先后探明了一批具有相當儲量規(guī)模的油、氣田，包括墨西哥灣地區(qū)的布理文科爾、萊納油田，加利福尼亞地區(qū)的派因特阿古洛、佩斯卡多油田，巴西坎波斯盆地的科維納等油田，挪威的特羅爾的大型氣田。這些油氣田的發(fā)現(xiàn)表明深海油氣有巨大的資源前景。
80年代中期，深海油氣開發(fā)幾乎集中在200-600米的中深海區(qū)，主要是美國的墨西哥灣和加利福尼亞灣（400-450米）。美國在墨西哥灣水深200-400米的海區(qū)進行石油開采，Sohio公司的油田每日每桶生產(chǎn)能力的投資為15000美元，每桶的技術(shù)開采成本只需5美元，但是需要有不打瞎井、集中開采和快速開采的有利條件來保證。一般情況下，開采一個5000萬桶石油的油田，每日每桶生產(chǎn)能力的投資估計達20000-25000美元。在更深的海區(qū)（400-600米，甚至800米），投資會更高，北海Conoco公司的油田每日每桶生產(chǎn)能力的投資達30000美元。但是中深海區(qū)開發(fā)石油的成本和投資隨環(huán)境的不同而變化很大。到80年代末期鉆井水深已經(jīng)突破2300米，海底完井工作水深接近500米。
90年代以來，深海鉆探和開采深度進一步擴大，海底完井水深1991年達到752米，1997年達到1614米，1999年巴西在近海安裝的采油樹已經(jīng)達到1853米。海底完井工作將很快突破2000米，目前，可用于2500米的半潛式鉆井綜合平臺已經(jīng)研制成功，這意味著在大部分陸坡上都可以進行油氣的勘探開發(fā)。據(jù)預(yù)測，未來20年內(nèi)將有工作水深4000-5000米的半潛式平臺出現(xiàn)。埃克森-美孚公司2000年獲得的墨西哥灣深水區(qū)塊，水深從3000米到8000米。
世界海洋平均深度約為3730米，水深0-200米僅占海洋總面積的7．49％，水深在6000米以上僅占海洋總面積的1．38％，90％以上的水深在200-6000米之間，大量海域面積等待人們開發(fā)。海洋勘查開發(fā)技術(shù)的發(fā)展是未來海洋油氣資源勘查開發(fā)的關(guān)鍵。
美國的深水油氣勘探開發(fā)進展迅速，到1997年，水深1625米的門薩油氣田開始投產(chǎn)。墨西哥灣水深大于300米的已經(jīng)投產(chǎn)的油氣田30個。
巴西把開發(fā)深海石油當作石油開發(fā)的重點，巴西國家石油公司不斷刷新世界深海油氣勘探開發(fā)的水深紀錄，巴西石油公司利用三維地震技術(shù)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大批深水油田，其中有4個是可采儲量大于1億噸的巨型油田，可采儲量共達13．51億噸。到2000年底，巴西石油公司在海上有固定大型鉆井平臺13個，大型浮動鉆井平臺21個。巴西石油公司在深海石油開發(fā)技術(shù)上已經(jīng)處于世界領(lǐng)先的地位，并利用深水開采技術(shù)到海外尋找市場。
法國海洋工業(yè)的長期目標是發(fā)展水深達3000米的海底勘探和生產(chǎn)油氣能力，法國各石油公司的海洋石油勘探區(qū)分布于13個國家，總面積達230萬平方公里。到1995年底，已經(jīng)投資85億法郎用于海底石油開采工程，開發(fā)深水開采工藝技術(shù)，提高油田采收率。法國海洋潛水技術(shù)公司的潛水作業(yè)占世界深潛作業(yè)量的30-50％，其中90％左右是海底礦產(chǎn)資源調(diào)查和深海油氣層調(diào)查。
跨國公司競爭深海盆地，引發(fā)深海油氣勘探開發(fā)熱。安哥拉是世界上最具有勘探前景的熱點地區(qū)之一。?？松?美孚公司擁有11個區(qū)塊的權(quán)益。并在1997-1999年期間的初探鉆井中獲得6個發(fā)現(xiàn)，勘探成功率為86％，水深都在1000-1400米之間。據(jù)估計，可采儲量超過20億桶油當量，而且該區(qū)塊還有很大的勘探開發(fā)的潛力。2001年殼牌公司計劃向安哥拉深水的超深水域石油項目投資數(shù)十億美元。深水項目將成為殼牌勘探和生產(chǎn)的重點之一。雪佛龍-德士古公司在14區(qū)塊有數(shù)個開發(fā)項目，安哥拉深水石油資源是雪佛龍-德士古公司的重要增長點。尼日利亞深水區(qū)內(nèi)，殼牌公司是最大的生產(chǎn)者，大陸石油公司是進行鉆探的跨國公司之一，擁有200億桶石油儲量。雪佛龍將獲得兩個新的有前景的區(qū)塊。
我國海洋石油開采技術(shù)與裝備落后，目前只能在內(nèi)海的部分海域以及南海的淺水區(qū)進行。但隨著國際上深海油氣勘探開發(fā)熱潮的不斷發(fā)展與海洋石油開采技術(shù)的進步，我國的海洋石油勘探與開發(fā)活動，也必然需要順應(yīng)這一潮流，從目前的以淺水區(qū)為主，而逐步走向深水區(qū)，由目前的以近海區(qū)為主，而逐步走向中深海區(qū)。為適應(yīng)這一戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，這個的石油工業(yè)也必須對其勘探和開發(fā)裝備進行必要的更換?，F(xiàn)在尤其迫切需要能適應(yīng)在大陸架海域活動、水深在2500米以上的中深海域進行作業(yè)且機動性能比較優(yōu)異的海洋地球物理勘測船，在水深100-400米的海區(qū)進行作業(yè)的石油開采裝備。
海底石油的開采過程包括鉆生產(chǎn)井、采油氣、集中、處理、貯存及輸送等環(huán)節(jié)。海上石油生產(chǎn)與陸地上石油生產(chǎn)所不同的是要求海上油氣生產(chǎn)設(shè)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(chǎn)處理系統(tǒng)包括：油氣計量、油氣分離穩(wěn)定、原油和天然氣凈化處理、輕質(zhì)油回收、污水處理、注水和注氣系統(tǒng)、機械采油、天然氣壓縮、火炬系統(tǒng)、貯油及外輸系統(tǒng)等。
供海上鉆生產(chǎn)井和開采油氣的工程措施主要有：①人工島，多用于近岸淺水中，較經(jīng)濟。②固定式采油氣平臺，其形式有樁式平臺（如導(dǎo)管架平臺）、拉索塔式平臺、重力式平臺（鋼筋混凝土重力式平臺、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)混合的重力式平臺）。③浮式采油氣平臺：其形式又分：a.可遷移式平臺（又稱活動式平臺），如坐底式平臺（也稱沉浮式平臺）、自升式平臺、半潛式平臺和船式平臺（即鉆井船）。b.不遷移的浮式平臺，如張力式平臺、鉸接式平臺。④海底采油裝置：采用鉆水下井口的辦法，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(shè)施。
供開采生產(chǎn)的油氣集中、處理、轉(zhuǎn)輸、貯存和外運的工程設(shè)施：①裝有集油氣、處理、計量以及動力和壓縮設(shè)備的平臺。②貯油設(shè)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(guī)的海上碼頭（有固定式和浮式兩種）。
4．海底多金屬資源的勘查、開采和冶煉技術(shù)進一步提高
以錳多金屬結(jié)核為代表的海底固體礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用主要取決于勘查、開采和冶煉技術(shù)的進步。經(jīng)過幾十年的研究，這一方面我們?nèi)祟愐呀?jīng)取得顯著進展。
現(xiàn)在，一般利用采礦船來開采錳團塊。由裝有深海電視的采礦機在海底收集錳團塊，通過軟管抽氣像吸塵器一樣，把錳團塊經(jīng)軟管連續(xù)地吸到地面上的采礦船中，每天采礦量可達3000噸。
日本的深海礦產(chǎn)資源開發(fā)技術(shù)居世界領(lǐng)先地位，已經(jīng)研制出具有高效率及高可靠性的流體掘式采礦實驗系統(tǒng)，進行了錳結(jié)核基礎(chǔ)性冶煉技術(shù)研究、有經(jīng)濟價值和有效率的冶煉技術(shù)開發(fā)，并將成熟技術(shù)封存。
日本的潛水技術(shù)是世界一流的，1981年建成的第一艘2000米級潛水器“深水2000號”是多功能大型載人潛水器，下潛深度2000米。1989年又建造了“深水6500”號載人潛水器，下潛深度達6500米，并裝有聲成像聲響系統(tǒng)，即“觀測聲吶”，可獲得三維立體圖像。為了觀測全球海洋，日本于1993年研制了11000米工作水深的深海無人潛水器，同年研制了智能機器人，可在海底進行各種海洋資源的勘探作業(yè)。
英國研究深海錳結(jié)核和結(jié)殼的生成模式，研究深海錳結(jié)核、鈷殼、硫化物或金屬沉積采礦是英國礦業(yè)公司有興趣的長期戰(zhàn)略。英國在政治上和科學上介入這些資源的開發(fā)，不但能使深海采礦技術(shù)發(fā)展保持與世界同步，而且確保英國公司擁有最終開發(fā)這些資源的權(quán)利。英國深海采礦試驗性開采系統(tǒng)由泵吸采礦式、連續(xù)鏈庫或無人遙控潛水式組成，日產(chǎn)量可達1萬噸。英國對紅海多金屬軟泥的開發(fā)也進行了大量的調(diào)查研究。
法國法國研制成新型深海多金屬采礦系統(tǒng)，可以從6000米的深海底高速采礦，然后按自控程序返回海面。
5．天然氣水合物的研究進展顯著，商業(yè)開發(fā)已經(jīng)為期不遠
幾項重要的國際合作研究項目和世界主要國家的研究為天然氣水合物研究進展做出巨大貢獻：深海鉆探計劃／大洋鉆探計劃（DSDP／ODP）調(diào)查世界海洋天然氣水合物的分布，阿拉斯加天然氣水合物研究項目研究一個地區(qū)天然氣水合物的可能成因模式、埋藏深度、厚度、區(qū)域分布及資源量等，為今后的進一步勘探開發(fā)作了大量前期工作；四國聯(lián)合國際合作項目因深鉆和淺層取樣的成功，從不同角度研究海洋氣水合物組成和成分、產(chǎn)出狀況、在沉積物中的分布等一系列相關(guān)問題；三國麥肯齊天然氣水合物研究項目實施鉆探研究天然氣水合物儲層，評價原始天然氣水合物的性質(zhì)，評估電纜測井儀器表征水合物的能力，計算了鉆井周圍1平方公里范圍內(nèi)水合物中天然氣儲量。
美國2000年美國國會通過了“天然氣水合物研究與開發(fā)法”，目的是支持更好地認識天然氣水合物、含天然氣水合物沉積物、全球天然氣水合物儲層與世界海洋及大氣圈間的相互作用的特性等研究項目，以達到兩個重要的能源供應(yīng)目標：第一，為了保證鉆透上覆在海底天然水合物的覆蓋層所需要的深水油氣研發(fā)作業(yè)的安全；第二，到2015年，通過研究，提高地質(zhì)認識，在技術(shù)上實現(xiàn)對天然氣水合物礦床的商業(yè)開發(fā)，以保證美國的天然氣長期供應(yīng)。
日本的天然氣水合物研究在世界處于領(lǐng)先地位。2001年，日本完成了分別在加拿大北部馬更些三角洲陸上鉆探井和在日本近海水域深水鉆探井的分析研究，分析結(jié)果使日本受到激勵，計劃于2002年在已探明的天然氣水合物氣田進行工業(yè)性試驗開發(fā)，到2010年實現(xiàn)對其海域的天然氣水合物資源進行商業(yè)性開發(fā)。
加拿大在胡安-德富卡洋中脊斜坡區(qū)的工作引人注目，天然氣水合物評價儲量為1800億噸石油當量。在加拿大西北部永久凍土帶鉆探的麥肯齊河三角洲MallikZL-38井深1150米處取得的37米巖心保留了天然氣水合物層序互層的特征。
開采天然氣水合物需要有專門的設(shè)備，我們對此正予以密切的關(guān)注。
(轉(zhuǎn)載請注明來源為資源網(wǎng))
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