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海底世界除了幽灵潜艇,还藏了几个亿

果壳  · 公众号  · 科学  · 2017-03-30 19:53

正文

猜猜我们今天要聊点啥?

没错,作者也没猜出来,文章开头因为临时来不及做采访改成了猜谜游戏呢。

四张图不够?猜不到?

算了,再友情赠送一张吧,再看不出来,就不要怪作者我了好吗?


上面几种东西里面都有石油(石油化工产品)啦 …石油是怎么从埋藏在深深地下黑乎乎的一坨,来到我们身边的甚至进入我们身体的(Lol)?是的,欢迎来到今天的主题:石油


正如我们的猜谜游戏里面的那四张看似毫无相关的图,石油相关的产品在我们生活中无孔不入如同变态,材料,能源,医药,日化…..没有一个离得开石油,据统计,在2015年,全球每天消耗的石油产品超过了9千万桶,近两年,一桶石油的价格大约在每桶35-60美金之间浮动,而前几年甚至超过了每桶100美金。

石油=$$$$$$$$$$$$$$,壕壕壕壕壕壕想给自己也来几口油井。打油井不就是在地上或者海里挖个洞么,这能比挖口水井难多少?


喝喝,漏漏漏,挖油不是你想挖,想挖就能挖,需要以亿为单位计算的事儿的复杂程度,根据油藏所在位置,品种,每个国家每个地区都会有很大不同。

挖井到开采需要投入多少钱呢?根据地区有所不同。常规陆上油井(不是稠油,油砂或页岩油)每口打挖完成需要200至1000万美金(Orz…),而生产成本则大约在每桶30至55美金之间(近两年的萎靡不振的油价么,油公司们当然是围笑着以泪洗面)。当然,沙特是例外,他们的生产成本在每桶10美金左右。至于海上钻井,因为受到地域隔离还有用料和人力限制,每口井在正式生产前的投入基本上是陆上井的10-20倍(围笑)。

那为什么要选择在海上钻井采油呢?


因为,陆地上的石油储量在未来几十万乃至上百万年之内是处于递减阶段(前期开采技术的不成熟也破坏和浪费了很多珍贵的资源呢,香菇T_T)。在石油储量减少的同时,油藏层含水量的不断增加也加大了开发的难度,提高了开采和提取成本。而此时,经济发展的需求以及技术不断革新的推动,人类的近视眼疾治愈率明显提升,甚至好到了开始把目光望向大海。

以南海为例,已探明的石油储量为418亿吨,(我知道这个数字你们肯定记不住,总之就是挺多挺厉害的意思,嗯嗯)如此丰厚的资源留着不用,难道要等明天的明天送给邻居吃吗?当然啦,海上开采,还包含了很多各自国家的长期经济战略和可持续发展战略等原因,我们先不在这儿讨论政治了。


呐,就让我们干脆单纯不做作地说说海上钻井采油这件事情吧。


先上个知识框架,石油开采,也就是上游活动(你问我中游和下游干点啥?简单说,中游是把上游活动生产的石油运输到炼油厂这个过程,而下游是炼油厂把原油加工成为成品油和石油产品的过程。)的一个周期大概是下面酱:


既然如此,大家是不是开始好奇第一口水上油井是什么样子的?

虽然有历史学家持不同态度,但大多数人认同的世界第一的是这个:

萌萌哒~(图片来源,圣玛丽城市官方网站http://www.cityofstmarys.net/history)

这个看起来像是钓螃蟹钓鱼的小码头,其实是水上油井,于1891年建于美国俄亥俄州圣玛丽的格兰特湖 (嗯,不是海,而且靠岸很近)。关于这个油井的资料并不是很多,还有点迷迷的。



随着人类的工业活动日益发展,石油的用途也开始越来越多,带来的利益也越来越大,吃(he)螃(niu)蟹(nai)的人来啦。1896年,本职是卖房子的投资商人亨瑞.威廉姆斯(Henry. Williams)带领一群农民工在美国加州的薩莫兰(Summerland,夏日乐园好像更好听一点)的沙滩挖了最接近大海的油井。油井带来的效益似乎非常可观,第二年就有其他公司一窝蜂都赶来分一杯羹啦。油井一多沙滩就不够用了,于是大家就理所当然慢慢地用木栈桥开始往海里越走越深:

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薩莫兰-夏日乐园油田(图片来源: National Geographic February, 1920)

到1902年,已经有超过100家大大小小的石油公司,在薩莫兰钻了超过412口油井。但是由于各种技术的不成熟,很多井都没活到连续剧的第二集(每年一集吧),1920年的时候,还在保持生产的井只有寥寥几口了。

虽然如此,人们还是不愿意放弃,钻钻产产弃弃又过了20多年。

1938年,美国的Superior Oil和Pure Oil两家公司合作在路易安娜州的墨西哥湾,离克里奥尔海岸大概一英里的地方建设了第一个独立的固定式的海上钻井平台,叫做Superior-Pure-State No.1 (超级-纯-国家1号,爱慕骚瑞作者知道这听起来真的有点……但是也没有正经的官方翻译啊Orz),也就是说这个平台是没有木栈桥跟海滩相连的。虽然还是离海岸很近,就算近视一二三百度不用眼镜也应该可以轻松看到岸边,但是,这还是一个重要的里程碑哟。来张图吧,大家坚持一下,随着时间的推移,渣画质就快要结束了(\\-v-//):

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超级-纯-国家1号 (图片来源: Offshore Magazine, October 1963)

终于写到了1947年,恭喜你们坚持到了人类建设了第一个肉眼望不到岸的海上平台的一年!


美国厄喀拉荷马的可.马吉(Kerr-McGee)公司豪气投资45万美金(当时很多了),然后成功地在路易安娜州离岸10.5英里水深20英尺(6米)的墨西哥湾的大海里成功建成了第一座真正意义上的,离岸油井开采平台--可.马吉16号。话说可.马吉在9月建好刚一周的时候飓风就来了,而且还是几十年不遇的,每小时超过140英里风速的那种。不过厉害的可.马吉16号挺过去了!(要知道前面的那个超级-纯-国家一号只熬到了1940年,在一场飓风中英勇挂了。)大风过后,它迅速恢复钻井活动,当年11月初,就达到了每小时40桶的喜人成绩。

这对当地的经济发展来说可是具有相当重要的意义!当时美国联邦政府和州政府,还因为如何收税谁来收税的问题撕了很久。

可.马吉16号
(图片来源:Offshore Magazine, 1947 Shaking The Bounds Of Land 1997 Probing 10,000 Ft Depths)


之后的几十年,海上钻井平台的发展和变化就跟最近几年手机的发展变化一样快…人们根据需要制造出了很多种不同功能平台。

像是1954年的第一个带自升式平台加上可潜40尺(12米左右)钻机查理先生 (Barge No. 1 & Mr. Charlie) 诞生了。名字这么萌,来张图吧。

查理先生工作照,一生(1954-1986)累计钻了230万尺(70万米),现在安然退休在路易安娜的石油博物馆供大家瞻仰(资料来源:International Petroleum Museum and Exposition,Morgan City,Louisiana)


之后,人们又发明了坐底式钻井平台,钻井船,半潜式钻井平台,牵索塔式钻井平台,张力腿式钻井平台等等等等,总的说来,是越来越多功能,安全,和酷炫啦!现代的海上平台以及钻井和生产工作能力已超过上个世纪的前辈们几个山头。 单从最直接的钻井深度来讲,前面说到过的查理先生只能在水深10米左右的浅海域活动,而现代的平台已经可以可以轻松在水深超过3000米的深海进行钻探生产啦!

说到这儿了,萨,让我牵着你的手一起去深海看鲸鱼吧。


来来来看看高清彩图:

“蓝鲸1号” 半潜式钻井平台

看,是不是很美,强壮如强森(4.2万吨),腿长如抖森,再告诉你个小秘密,他还超级聪明的嗷(捂脸)。

他,真的很特别——“蓝鲸1号”(男神) 是由一直致力“中国制造”的中集来福士打造的,新一代超深水双钻塔半潜式钻井平台,可以在超过3500米的水深作业,目前钻井能力已经能够达到15240米这可是相当于往地下钻了差不多两座珠穆朗玛峰!上个月,他在烟台港正式交付,现在正在海上寻宝呢~~亦可赛艇!在这茫茫无际的深海之中,“蓝鲸1号”要扛住孤独与寂寞,一边努力工作,一边还要斗得过妖怪们特别是女妖怪们(台风和飓风大多以女性名字命名…)!在波涛汹涌的女妖怪面前,他是如何做到心如止水稳如泰山的?


这全都依靠拥有可靠电力保障的DP3动力定位系统(姿势插入:DP3级是国际海事组织的最高动力定位级别,其精度最准,抗风险能力最强,效果最好)。它采用了西门子DP3闭环动力解决方案和整个动力包系统,即使发电机突然出现故障,男神的表现那也是稳稳哒。

上图就是DP3闭环动力解决方案,进行断电恢复试验时,瞬间灯火通明的美景。这个动力包系统高度集成了平台上从变压器,配电板到电机等所有设备,让男神时刻电力充沛高效稳定工作,还能保障平台上200名工作人员随时使用平台配套的餐厅,卡拉ok,宿舍等设施。从此大海深处不寂寞。(作者好想去住几天)

除了参与几千亿的大制作-海上平台以外,西门子已经在越来越多的领域扮演着不可或缺的角色,电气化、自动化和数字化的解决方案也已经融入了各行各业。如此多的业务领域,其实都可以用一个词来概括,那就是——Ingenuity,这个极具个性的词汇精辟地表达了西门子希望用科技创新促进社会进步、造福人类生活的宏大愿望。

所以,从今天起不要再以为西门子是个造家电的了。-_-bb




参考来源:

1. The U.S. Energy Information Administration (EIA)-2015

2.金庆焕.南海地质与油气资源【M.北京:地质出版社,1989.

3. http://aoghs.org/offshore-history/offshore-oil-history/

4. Petroleum Extraction in Santa Barbara County, California: An Industrial History, Page 3.1.7, 3.2.19 & 3.2.20

 5.Joseph A. Pratt2014Offshore at 60: Remembering the Creole field

6.Tyler Priest, The Offshore Imperative: Shell Oil’s Search for Petroleum in Postwar America (Texas A&M Press, 2007), 34. A good survey of the early history of offshore drilling can be found in Leffler, Pattarozzi, and Sterling, Deepwater Petroleum Exploration & Production: A Nontechnical Guide (Tulsa, Oklahoma: PennWell Corporation, 2003), pp. 1-8

 



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