隨著鉆探技術(shù)的進(jìn)步，加上易開采油氣資源變少，北極地區(qū)在各大油氣公司的開發(fā)名單上越來越靠前。然而，近年來，許多公司在北極的油氣項(xiàng)目進(jìn)展都不順利，唱衰北極油氣開發(fā)的聲音也此起彼伏。

2009年美國地質(zhì)調(diào)查局的調(diào)查資料顯示，北極地區(qū)原油儲(chǔ)量約12×109m3(800億桶)，天然氣儲(chǔ)量47×1014m3，分別占全球尚未開發(fā)石油和天然氣儲(chǔ)量的13%和30%。據(jù)俄羅斯等國的調(diào)查資料，北極地區(qū)原油儲(chǔ)量約為4×1010 m3(2500億桶)，相當(dāng)于目前全球探明原油儲(chǔ)量的25%，天然氣儲(chǔ)量約為8×1013m3，占全球天然氣儲(chǔ)量的41%。這些油氣儲(chǔ)量的84%都在海底，僅阿拉斯加海域油氣儲(chǔ)量就可能占總儲(chǔ)量20%。隨著鉆探技術(shù)的進(jìn)步，加上易開采油氣資源變少，北極地區(qū)在各大油氣公司的開發(fā)名單上越來越靠前。然而，近年來，許多公司在北極的油氣項(xiàng)目進(jìn)展都不順利，唱衰北極油氣開發(fā)的聲音也此起彼伏。

根據(jù)Offshore統(tǒng)計(jì)，21世紀(jì)以來，特別是近十年，全球在極地開發(fā)作業(yè)的平臺(tái)與船舶越來越多，2014年達(dá)到高潮，隨后隨著國際原油價(jià)格下降等原因而逐漸減少。極地油田主要采用半潛式鉆井平臺(tái)進(jìn)行鉆井，采用重力式平臺(tái)和FSPO進(jìn)行生產(chǎn)。

其中不同裝備類型在不同冰情下的作業(yè)能力是完全不同的，例如坐底式結(jié)構(gòu)中的重力式平臺(tái)(GBS)可以在一年冰、多年冰甚至冰脊等多種冰情下操作，固定式導(dǎo)管架或自升式平臺(tái)多數(shù)不能在多年冰或冰脊環(huán)境中操作，浮式結(jié)構(gòu)物例如FPSO、半潛式平臺(tái)TLP或SPAR等裝備亦可在(或技術(shù)考慮可行)不同冰情下操作。俄羅斯，熱情似火

作為北極圈內(nèi)的石油和天然氣大國，石油產(chǎn)業(yè)可謂是俄羅斯的支柱產(chǎn)業(yè)，石油開采和加工企業(yè)的收入占俄羅斯全國稅收的近一半，外匯收入的三分之一也是來自石油企業(yè)。由于石油價(jià)格的下跌，直接造成2015年俄羅斯GDP增速為-3.7%。隨著陸地儲(chǔ)量的逐漸消耗，俄羅斯的北極海上油氣開發(fā)需求愈發(fā)緊迫，威爾遜中心的報(bào)告稱俄羅斯越來越依賴東西伯利亞和北極海域的油氣產(chǎn)量以完成其年度目標(biāo)和預(yù)算。

2013年，俄羅斯政府制定通過《2020年前俄羅斯聯(lián)邦北極地區(qū)發(fā)展和國家安全保障戰(zhàn)略》，強(qiáng)調(diào)了石油和海上天然氣的重要性，同時(shí)也是發(fā)揮北極航線“黃金價(jià)值”的重要保障。

2014年，歐盟和美國都進(jìn)行了針對(duì)俄羅斯石油產(chǎn)業(yè)的制裁，包括限制歐盟內(nèi)所有實(shí)體向俄羅斯石油部門的深海鉆井、北極圈石油勘探和頁巖油開發(fā)進(jìn)行新的投資、提供關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)出口，并停止相關(guān)企業(yè)的融資業(yè)務(wù)，隨后又將這一禁令延伸至已經(jīng)簽訂的合作項(xiàng)目。俄羅斯石油公司(Rosneft)與荷蘭殼牌、意大利埃尼以及美國埃克森美孚公司有不同程度的合作，甚至許多剛剛開工的鉆探工作都因?yàn)橹撇枚兄梗蚨艿讲恍〉臎_擊。有消息稱，今年6月，Rosneft與挪威國家石油公司(Statoil)在鄂霍次克海開始合作勘探。俄羅斯最大獨(dú)立天然氣生產(chǎn)商N(yùn)ovatek的Yamal LNG項(xiàng)目受制裁影響不大，至2016年5月1日，項(xiàng)目19個(gè)區(qū)塊208口氣井中已有50口開采完成，一期生產(chǎn)線進(jìn)度達(dá)64.4%，預(yù)計(jì)可于2017年按期投產(chǎn)。

　　挪威，興致不減

除俄羅斯外，對(duì)北極開發(fā)積極性最高漲的國家當(dāng)屬挪威，Statoil也是目前仍在堅(jiān)持鉆探開發(fā)的幾家公司之一。

挪威也是石油和天然氣資源大國，油氣出口占挪威出口總額的60 % 以上，是挪威經(jīng)濟(jì)崛起的根源，也是社會(huì)福利開支的重要資金支柱。挪威企業(yè)在北極地區(qū)石油資源開發(fā)和船舶海工設(shè)計(jì)建造方面經(jīng)驗(yàn)豐富，無論從資金和技術(shù)方面都比俄羅斯企業(yè)實(shí)力更強(qiáng)，相關(guān)開發(fā)活動(dòng)也代表了最高程度的健康、安全和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

同樣地，挪威油氣企業(yè)也深受低油價(jià)負(fù)面影響，營業(yè)收入銳減，大批海工平臺(tái)閑置，油氣勘探領(lǐng)域投資也大幅下降。盡管如此，這些企業(yè)也并未停止北極油氣開發(fā)的腳步。6月，Statoil宣布與Rosneft在鄂霍次克海進(jìn)行共同勘探，鉆探位置距離馬加丹港450km，海深不超過150米。另外，在今年的挪威北極探油許可競拍中，殼牌臨時(shí)退出申請(qǐng)，因此最后共授予10個(gè)探油許可，其中3個(gè)緊鄰與俄羅斯的爭議邊界，由Statoil和DNV GL獲得，2017年將開始勘探。

　　美國，霧里看花

一百多年前，美國從俄羅斯手中買下了阿拉斯加州，使得美國獲得了通往北極油氣資源和海上戰(zhàn)略通道的重要跳板。然而，目前美國的北極開發(fā)力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于俄羅斯等國。

首先，美國政府對(duì)北極開發(fā)的態(tài)度并不明確，一方面呼吁北極資源開發(fā)對(duì)氣候變暖的不利影響，另一方面又通過批準(zhǔn)勘探計(jì)劃、建造破冰船積極布局北極。2015年3月，美國剛剛有條件地批準(zhǔn)殼牌阿拉斯加北極海域鉆探計(jì)劃，9月底殼牌就宣布無限期推遲在楚科奇海和泛美北極圈內(nèi)的石油開采項(xiàng)目，10月美國內(nèi)政部又宣布擱淺北極計(jì)劃，暫停出售2016年至2017年阿拉斯加北部北極圈海域的油氣開發(fā)經(jīng)營權(quán)，同時(shí)也不再對(duì)上述海域現(xiàn)有油氣開發(fā)經(jīng)營權(quán)給予延期。這一系列變化既反映出北極開發(fā)的挑戰(zhàn)性之大，同時(shí)也體現(xiàn)了美國政府監(jiān)管環(huán)境的不可預(yù)測性。

2016年7月，美國政府內(nèi)閣頒布了最新的針對(duì)北極地區(qū)油氣開采的環(huán)保和安全法規(guī)，這也是這屆政府任期內(nèi)頒布的一系列油氣開發(fā)法規(guī)中的最后一個(gè)。法規(guī)對(duì)油氣公司的泄漏應(yīng)對(duì)機(jī)制提出了較高要求，其中部分措施已在2015年殼牌的開發(fā)許可中有所體現(xiàn)，如當(dāng)開采井失控時(shí)，石油公司能及時(shí)調(diào)動(dòng)一座鉆井平臺(tái)用于救援鉆井，另外石油公司還應(yīng)當(dāng)有能力為泄漏井口修建圍堵蓋。

　　加拿大，主攻主權(quán)

加拿大是北極圈內(nèi)一個(gè)重要的國家，不僅是最早開始北極油氣資源勘探開發(fā)的國家之一，同時(shí)還是北極理事會(huì)的發(fā)起國之一。然而，加拿大的北極戰(zhàn)略似乎更側(cè)重于北極主權(quán)。2013年，加拿大在擔(dān)任為期兩年的北極理事會(huì)輪值主席國期間提出，其任內(nèi)的工作重點(diǎn)主要為促進(jìn)極地航運(yùn)的發(fā)展。

加拿大的油氣資源主要位于波弗特海的北極大陸架，上世紀(jì)曾對(duì)這里的油氣盆地進(jìn)行了積極的地質(zhì)勘探，后鉆井工作由于環(huán)境和儲(chǔ)量原因暫停。近年來，加拿大油氣公司開始積極努力獲取北極海域開發(fā)許可證，包括1000m或更深的海域。另外，雪佛龍、帝國石油和BP這樣的國際大公司也獲得了波弗特海的開采權(quán)，但在過去兩年由于油價(jià)、開發(fā)技術(shù)和周期等原因而擱淺。

　　北極油氣裝備技術(shù)發(fā)展

2016年4月，一項(xiàng)由美國安全和環(huán)境執(zhí)法局(BSEE)及阿拉斯加大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行的研究顯示，目前的海工裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可滿足極端北極海況。該項(xiàng)研究分別收集了2年、16季的楚科奇海和波弗特海的海冰信息，分析得出了年度變化范圍。為現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)或建議如ISO19906等，提供補(bǔ)充。研究還給出了臨界龍骨深度，并評(píng)估了ISO19906預(yù)測全球范圍內(nèi)冰對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物作用力的適用性。通過對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，研究人員認(rèn)為目前依據(jù)ISO19906標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保守的，完全能夠滿足北極海冰的需求。

隨著石油開采技術(shù)的發(fā)展，深水和極端寒冷海域(如俄羅斯庫頁島)的石油開采已成為可能，大型石油公司也越來越傾向于使用擁有先進(jìn)鉆探能力和更高靈活性的鉆井船來進(jìn)行鉆探作業(yè)。

　　Cat-I極地鉆井船

挪威Inocean公司為Statoil所做的Cat-I鉆井船概念設(shè)計(jì)，在其INO-80鉆井船的基礎(chǔ)上，增加了耐寒裝置等，從而設(shè)計(jì)為適合在極地工作的船舶，其對(duì)環(huán)境的影響能實(shí)現(xiàn)最小化，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)健康、安全與環(huán)境管理體系(HSE)關(guān)注的最大化。

船長232米，寬40米，深19米，工作排水量為89800 t，有效載重量為22400t。船上配備有堅(jiān)固、高效的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，盡量減小主甲板開孔尺寸，降低鉆臺(tái)高度，危險(xiǎn)區(qū)域和噪音遠(yuǎn)離生活區(qū)，不僅適合極地使用，在任何開敞水域的鉆井效率都得到優(yōu)化提升。

該船船體進(jìn)行了冰區(qū)加強(qiáng)，采用動(dòng)力定位時(shí)可抵抗16m的冰脊，錨泊定位時(shí)可抵抗水下8m的浮冰。同時(shí)，具有一定的破冰航行能力，可在3~4kn航速下穿越1.2m厚的冰層。

工作水深為100~1500m，可進(jìn)行鉆井、完井、水下維護(hù)、電纜測井以及試井等工作。北極地區(qū)的鉆井深度為5000m，自持力120天。開敞水域的鉆井深度可達(dá)8500m。

“Sevan1000”圓筒型極地FPSOSevan Marine一直致力于圓筒型鉆井裝置的研發(fā)，已設(shè)計(jì)研發(fā)多座用于北海、墨西哥灣和巴西的鉆井、浮式生產(chǎn)和生活平臺(tái)。

2013年，SevanMarine還將這一設(shè)計(jì)應(yīng)用于“Sevan1000”FPSO的研發(fā)工作，該FPSO專門為Eni公司位于挪威北部亞北極巴倫支海Goliat油田設(shè)計(jì)，該地區(qū)氣候寒冷，亟需性能更佳的FPSO。該裝置由韓國現(xiàn)代蔚山船廠建造，2015年完工交付，隨后由于各種原因，于今年3月開始投入生產(chǎn)。

該FPSO最大日均產(chǎn)量為10萬桶/天，水下生產(chǎn)系統(tǒng)由22口井組成，分別為12口生產(chǎn)井，7口注水井和3口注氣井。在巴倫支海的Goliat油田，該FPSO可以在自給自足的條件下作業(yè)60天，為承受浮冰載荷，船體還具備了永久性系泊的能力。

圓筒型平臺(tái)裝置有明顯的成本優(yōu)勢，它的造價(jià)較低，與傳統(tǒng)船型相比，圓筒型裝置能夠節(jié)約15~25%的費(fèi)用。也不像一般船型裝置那樣需要一個(gè)在冰面進(jìn)行轉(zhuǎn)向的復(fù)雜轉(zhuǎn)塔，通常船型裝置會(huì)要求轉(zhuǎn)塔內(nèi)同時(shí)放置系泊纜繩和鉆井設(shè)備，這將導(dǎo)致轉(zhuǎn)塔內(nèi)的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜和密集。

另外，“Sevan 1000”的系泊纜繩均進(jìn)行了封裝保護(hù)，并可以通過受保護(hù)的井筒進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。上部模塊，包括管道和電纜，均封入防凍罩。上部模塊還有一個(gè)迅速撤離系泊系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)冰山或在極度寒冷的情況下，能夠迅速撤離。

與常規(guī)船型相比，圓筒型結(jié)構(gòu)能夠更好地承受不同漂移方向的浮冰壓力，同時(shí)避免漂移浮冰對(duì)半潛式船體造成損害。而與一般的平臺(tái)裝置相比，圓筒型平臺(tái)下部空間可以用來儲(chǔ)存更多石油。正是由于圓筒型鉆井船的這種內(nèi)在優(yōu)勢，它不僅有較強(qiáng)的甲板載荷能力，并且在惡劣環(huán)境中的穩(wěn)定性也更好。

當(dāng)然，冬季時(shí)，該FPSO能否在溫度低至零下50℃的環(huán)境下正常進(jìn)行作業(yè)，依然是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。圓筒型船體設(shè)計(jì)在Goliat油田進(jìn)行了成功應(yīng)用，并積累了豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，船體配有一個(gè)全封閉的上部模塊，同時(shí)加熱系統(tǒng)能夠?qū)﹃P(guān)鍵設(shè)備和區(qū)域起到除冰作用。此外，通風(fēng)板還能夠起到隔離作用，從而阻止了風(fēng)雪的侵襲，在氣體泄漏的情況下，又能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)通風(fēng)。

另外近期還有許多針對(duì)北極區(qū)環(huán)保問題的研究，如溢油處理、鉆井活動(dòng)對(duì)北極生態(tài)系統(tǒng)的影響等。

盡管在目前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，北極油氣開發(fā)并非迫不及待，但相關(guān)國家對(duì)這一地區(qū)的關(guān)注程度非常高。北極開發(fā)的重要意義，不僅在于控制油氣資源本身，更體現(xiàn)了工業(yè)界對(duì)于技術(shù)創(chuàng)新的永恒追求。而在技術(shù)能力方面的引領(lǐng)，又能反過來提升在北極地區(qū)法律、法規(guī)及體系構(gòu)建時(shí)的話語權(quán)。

另外，北極地區(qū)環(huán)境條件復(fù)雜嚴(yán)苛，極地裝備的開發(fā)不僅僅與船型有關(guān)，而且與設(shè)備有關(guān)，更與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)特別是環(huán)境數(shù)據(jù)有關(guān)。因此，我國未來極地裝備開發(fā)的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合勢在必行，考慮到北極主權(quán)因素影響，現(xiàn)階段與歐洲和俄羅斯等國家進(jìn)行合作開發(fā)，是一種可行性較高的推進(jìn)方式。