第二章海洋資源

1、海洋石油工程概論海洋石油工程概論 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 主講人：徐建功主講人：徐建功 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 第一章第一章 緒論緒論 第二章第二章 海洋資源海洋資源 第三章第三章 海洋災(zāi)害及防治海洋災(zāi)害及防治 第四章第四章 海上鉆井設(shè)備概述海上鉆井設(shè)備概述 第五章第五章 海上采油設(shè)備概述海上采油設(shè)備概述 第六章第六章 波浪理論波浪理論 第七章第七章 海洋環(huán)境及環(huán)境載荷海洋環(huán)境及環(huán)境載荷 第八章第八章 海洋石油鉆采設(shè)備的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)海洋石油鉆采設(shè)備的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué) 第九章第九章 海洋石油鉆采設(shè)備的強(qiáng)度海洋石油鉆采設(shè)備的強(qiáng)度 基本內(nèi)容：基本內(nèi)容： 海洋石油工程概論海洋石油工

2、程概論 第二章第二章 海洋資源海洋資源 海洋中有著豐富的資源，人類開發(fā)利用的海洋資源主海洋中有著豐富的資源，人類開發(fā)利用的海洋資源主 要有海洋化學(xué)資源、海洋生物資源、海洋礦產(chǎn)資源、海要有海洋化學(xué)資源、海洋生物資源、海洋礦產(chǎn)資源、海 洋能源四類。洋能源四類。 第一節(jié)第一節(jié) 海洋化學(xué)資源海洋化學(xué)資源 現(xiàn)在已經(jīng)確定海水中含有現(xiàn)在已經(jīng)確定海水中含有80多種元素，其中，海洋化多種元素，其中，海洋化 學(xué)資源開發(fā)有食鹽、鎂、溴、淡水等。學(xué)資源開發(fā)有食鹽、鎂、溴、淡水等。 一、海水制食鹽一、海水制食鹽 除原鹽外，還有洗滌鹽、粉碎洗滌鹽、精制鹽、加碘除原鹽外，還有洗滌鹽、粉碎洗滌鹽、精制鹽、加碘 鹽、餐桌鹽、腸

3、衣鹽、蛋黃鹽、調(diào)味鹽、飼畜用鹽等。鹽、餐桌鹽、腸衣鹽、蛋黃鹽、調(diào)味鹽、飼畜用鹽等。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 二、海水制肥料二、海水制肥料 鉀元素的含量在海水中占第六位，共有鉀元素的含量在海水中占第六位，共有600萬億噸。萬億噸。 氯化鉀是從海水中提取的肥料，可幫助農(nóng)作物生長。氯化鉀是從海水中提取的肥料，可幫助農(nóng)作物生長。 三、海水提溴三、海水提溴 地球上地球上99%以上的溴都在海水中，可謂以上的溴都在海水中，可謂“源源溴素海源源溴素海 中來中來”。海水中溴含量約為。海水中溴含量約為65mg/L，總量達(dá)，總量達(dá)100萬億噸萬億噸 。 我國我國1967年開始用年開始用“空氣吹出法空氣吹出

4、法”進(jìn)行進(jìn)行 等地相繼建立了提溴工廠，進(jìn)行生產(chǎn)。等地相繼建立了提溴工廠，進(jìn)行生產(chǎn)。1972年試驗(yàn)成功了年試驗(yàn)成功了 “樹脂吸附法樹脂吸附法”海水提溴。海水提溴。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 四、海生物制藥四、海生物制藥 從巨藻類身上提取一種酸，可消除人體內(nèi)的放射性物從巨藻類身上提取一種酸，可消除人體內(nèi)的放射性物 質(zhì)，對健康有利。質(zhì)，對健康有利。 從紅藻中提取一種高效抗病毒物質(zhì)，用于制成治療感從紅藻中提取一種高效抗病毒物質(zhì)，用于制成治療感 冒藥物。冒藥物。 從褐藻中提取的甘露醇及合成的脂類衍生物，具有很從褐藻中提取的甘露醇及合成的脂類衍生物，具有很 好的降血壓和降血脂的效果。好的降血壓和降

5、血脂的效果。 從馬尾藻科和海帶科的海藻中提取的褐藻膠可用來制從馬尾藻科和海帶科的海藻中提取的褐藻膠可用來制 作代血漿，其濃度低、黏度高，與血型無關(guān)，適合于緊作代血漿，其濃度低、黏度高，與血型無關(guān)，適合于緊 急情況下的救護(hù)，無須驗(yàn)血。褐藻膠對核爆炸釋放出的急情況下的救護(hù)，無須驗(yàn)血。褐藻膠對核爆炸釋放出的 放射性物質(zhì)放射性物質(zhì)Sr（鍶）有獨(dú)特的排出作用。（鍶）有獨(dú)特的排出作用。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 從從“球魚球魚”生物的肝臟中提取的鎮(zhèn)痛新藥可解除晚期生物的肝臟中提取的鎮(zhèn)痛新藥可解除晚期 癌癥患者的疼痛感。癌癥患者的疼痛感。 從浮游生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了具有抗生素特性的成分。從浮游生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)

6、了具有抗生素特性的成分。 從叫從叫“海石花海石花”的毒性珊瑚身上成功提取了一種劇毒的毒性珊瑚身上成功提取了一種劇毒 物質(zhì)，可治療白血病、高血壓、天花、腸道潰瘍和癌癥物質(zhì)，可治療白血病、高血壓、天花、腸道潰瘍和癌癥 的有效藥物。也是理想的麻醉劑。的有效藥物。也是理想的麻醉劑。 在加勒比海水中的珊瑚蟲體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了一種天然的前在加勒比海水中的珊瑚蟲體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了一種天然的前 列腺激素，用于治療氣喘、神經(jīng)衰弱和心臟疾病。列腺激素，用于治療氣喘、神經(jīng)衰弱和心臟疾病。 在太平洋中的七星鰻身上，醫(yī)學(xué)專家發(fā)現(xiàn)了一種可治在太平洋中的七星鰻身上，醫(yī)學(xué)專家發(fā)現(xiàn)了一種可治 療心律失調(diào)的物質(zhì)，這是一種強(qiáng)烈的心臟興奮藥物。

7、挽療心律失調(diào)的物質(zhì)，這是一種強(qiáng)烈的心臟興奮藥物。挽 救心力衰竭者垂危的生命。救心力衰竭者垂危的生命。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 鯊魚身上能夠分泌出一種抑制癌細(xì)胞的化學(xué)物質(zhì)，制鯊魚身上能夠分泌出一種抑制癌細(xì)胞的化學(xué)物質(zhì)，制 成藥物，能治癌癥疾病。成藥物，能治癌癥疾病。 海螃蟹體內(nèi)具有一種奇妙物質(zhì)海螃蟹體內(nèi)具有一種奇妙物質(zhì)MFL，治療骨折，具，治療骨折，具 有好的效果。有好的效果。 從蝦、蟹殼中提取的醫(yī)用手術(shù)線，可被人體吸收，且從蝦、蟹殼中提取的醫(yī)用手術(shù)線，可被人體吸收，且 具有止血作用，加速傷口愈合，且結(jié)疤小。具有止血作用，加速傷口愈合，且結(jié)疤小。 從幾十種海魚身上提取從幾十種海魚身上提

8、取“海豚毒素海豚毒素”，用途廣泛。，用途廣泛。 發(fā)現(xiàn)海蛇體內(nèi)的毒汁中含有天然抗蛇毒血清，可提煉發(fā)現(xiàn)海蛇體內(nèi)的毒汁中含有天然抗蛇毒血清，可提煉 出的藥物能治療風(fēng)濕麻痹、半身不遂、坐骨神經(jīng)痛、疥出的藥物能治療風(fēng)濕麻痹、半身不遂、坐骨神經(jīng)痛、疥 癬等，還可治療毒蛇咬傷。癬等，還可治療毒蛇咬傷。 從北極洋面的海藻中提取了一種生化活性物質(zhì)叫植物從北極洋面的海藻中提取了一種生化活性物質(zhì)叫植物 激素，可使瓜果產(chǎn)量成倍增長。激素，可使瓜果產(chǎn)量成倍增長。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 第二節(jié)第二節(jié) 海洋生物資源海洋生物資源 海洋中有海洋中有20多萬種生物，其中動物多萬種生物，其中動物18萬種，包括萬種，包括

9、 16000多種魚類。供人類捕撈。大陸架水域漁業(yè)資源比多種魚類。供人類捕撈。大陸架水域漁業(yè)資源比 較豐富，大陸架水域只占海洋總面積的較豐富，大陸架水域只占海洋總面積的7.5%，漁業(yè)量，漁業(yè)量 占世界總漁量的占世界總漁量的90%以上。以上。 海洋生物以它獨(dú)特的生活方式海洋生物以它獨(dú)特的生活方式棲息、運(yùn)動、洄游棲息、運(yùn)動、洄游 、攝食、排泄、生長繁殖、御敵等，生活在復(fù)雜而多變、攝食、排泄、生長繁殖、御敵等，生活在復(fù)雜而多變 的海洋環(huán)境里，海洋環(huán)境具有高鹽、高壓、低溫、寡營的海洋環(huán)境里，海洋環(huán)境具有高鹽、高壓、低溫、寡營 養(yǎng)等迥異于陸地環(huán)境的特點(diǎn)，海洋生物也隨之產(chǎn)生了與養(yǎng)等迥異于陸地環(huán)境的特點(diǎn)，海洋

10、生物也隨之產(chǎn)生了與 陸地生物不同的代謝途徑和機(jī)體防御機(jī)制，陸地生物不同的代謝途徑和機(jī)體防御機(jī)制， 具有陸上生物所不具有的化學(xué)結(jié)構(gòu)奇特、新穎以及具有陸上生物所不具有的化學(xué)結(jié)構(gòu)奇特、新穎以及 特異的高活性、高藥效的活性物質(zhì)。特異的高活性、高藥效的活性物質(zhì)。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論海洋漁業(yè)生產(chǎn) 海洋石油工程概論海洋石油工程概論槍魚槍魚 劍魚劍魚 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 海龜 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 浮游動物浮游動物 這是一類異養(yǎng)性的浮游生物，也就是不能自己制造 有機(jī)物，而必須依賴已有的有機(jī)物作為營養(yǎng)來源。這類 浮游生物主要包括原生動物的

11、有孔蟲、放射蟲和纖毛蟲 ；水母類的水螅水母，缽水母和櫛水母；輪蟲類的單卵 巢輪蟲；甲殼類的枝角類、橈腳類、磷蝦類、櫻蝦類及 部分介形類(狀肢類)、端足類和糠蝦類等；毛顎類；軟 件動物的翼足類和異足類；被囊動物的有尾類和海樽類 ；以及各類無脊椎動物和低等脊椎動物的浮游幼蟲(包 括魚類的仔魚、稚魚等)。它們的生活水層不限于真光 層，可以分布到較深水層；大多是濾食性的，也有捕食 性的，是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的消耗者(consumer)，主要屬 于次級生產(chǎn)力。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 向日葵海星向日葵海星 蝎子魚蝎子魚 水母水母 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 小型底棲動物小型底棲動物 小型底棲

12、動物對異養(yǎng)微生物的攝食、脅迫和調(diào)控 過程具有全球尺度的效應(yīng)，因此深入開展海洋生態(tài)系統(tǒng) 中的過程研究與生態(tài)模擬，離不開小型底棲動物這一重 要生物參數(shù)。由于小型底棲動物特有的生殖對策，生命 周期短(每年平均3一5代)，生長繁殖速度快，生活史中 無浮游幼蟲階段， 便于野外取樣和實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)等，使其成為海洋環(huán)境 監(jiān)測和對生態(tài)系統(tǒng)健康評估的理想指示類群，特別適于 在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場用來測定人類擾動對水域生態(tài)系統(tǒng)影響 的污染評價(jià)。 近幾十年小型底棲生物作為海洋生態(tài)監(jiān)測和生態(tài) 系統(tǒng)健康評估體系的一個指標(biāo)，已被廣泛應(yīng)用于海洋環(huán) 境監(jiān)測。此外，在海洋中生活的小型底棲動物，特別是 在極端條件下(高溫、低溫、無氧)生活的

13、海洋線蟲是研 究轉(zhuǎn)基因和細(xì)胞程序性死亡的很好的分子生物學(xué)模型。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 第三節(jié)第三節(jié) 海洋礦產(chǎn)資源海洋礦產(chǎn)資源 海洋中的礦產(chǎn)資源包括以下五類：海洋中的礦產(chǎn)資源包括以下五類： 一、石油、天然氣一、石油、天然氣 石油、天然氣叫做“黑色的金子”其生成的原 料是有機(jī)碳。 全世界海洋上部100m內(nèi)的水層中，僅浮游生 物遺體1年就可產(chǎn)生600億噸的有機(jī)碳，它們迅速 被江河帶來的泥沙所掩埋。年復(fù)一年，大量的生 物遺體便一層層埋疊起來。如果該地區(qū)不斷下沉 ，堆積的沉積物和掩埋的生物遺體層越來越厚。 這些被埋藏的生物遺體與空氣隔絕，長期缺氧， 再加上厚厚的巖層壓力、溫度的升高和細(xì)菌的作

14、 用，開始慢慢分解，歷經(jīng)一段漫長的地質(zhì)時期， 上述遺體開始逐漸變成了分散的石油和天然氣。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 分散的石油和天然氣經(jīng)過積累和運(yùn)移分散的石油和天然氣經(jīng)過積累和運(yùn)移 形成油氣藏。包括：構(gòu)造油氣藏和地層油形成油氣藏。包括：構(gòu)造油氣藏和地層油 氣藏。氣藏。 世界石油極限儲量世界石油極限儲量1萬億噸，可采儲量萬億噸，可采儲量 3000億噸，其中海底石油億噸，其中海底石油1350億噸，世界億噸，世界 天然氣儲量天然氣儲量255280萬億萬億m3，海洋儲量占，海洋儲量占 140萬億萬億m3。20世紀(jì)末，海洋石油年產(chǎn)量世紀(jì)末，海洋石油年產(chǎn)量 達(dá)達(dá)30億噸，占世界石油總產(chǎn)量的億噸，占

15、世界石油總產(chǎn)量的50%。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 海上油氣開采的主要海上油氣開采的主要設(shè)施與方法設(shè)施與方法有有： 1、人工島法人工島法，多用于近岸淺水中。多用于近岸淺水中。 2、固定式油氣平臺法固定式油氣平臺法，其形式有樁式平臺、拉索其形式有樁式平臺、拉索 塔平臺、重力式平臺。塔平臺、重力式平臺。 3、浮式油氣平臺法浮式油氣平臺法，其形式分為可遷移平臺法與其形式分為可遷移平臺法與 不可遷移式平臺法。不可遷移式平臺法。 4、海底采油裝置法海底采油裝置法，采用鉆潛水井的辦法，將井采用鉆潛水井的辦法，將井 口安裝在海底，開采出的油氣用管線直接送往陸口安裝在海底，開采出的油氣用管線直接送往陸

16、 上或輸入海底集油氣設(shè)施。上或輸入海底集油氣設(shè)施。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 人工島人工島 在淺海（一般小于在淺海（一般小于10米）地區(qū)，還經(jīng)常采用米）地區(qū)，還經(jīng)常采用 人工島生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行石油的開采。人工島是在人工島生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行石油的開采。人工島是在 淺海（一般小于淺海（一般小于10米）地區(qū)，用人工以土或砂米）地區(qū)，用人工以土或砂 石堆建成的小島，也有用混凝土結(jié)構(gòu)或混凝土石堆建成的小島，也有用混凝土結(jié)構(gòu)或混凝土 結(jié)構(gòu)內(nèi)填土或砂石堆建而成，統(tǒng)稱人工島。結(jié)構(gòu)內(nèi)填土或砂石堆建而成，統(tǒng)稱人工島。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 1.我國在各國已探明石油天然氣

17、儲量中的排我國在各國已探明石油天然氣儲量中的排 名位次名位次 （1）已探明石油儲量中的排名位次）已探明石油儲量中的排名位次 2002年，我國已探明石油儲量為年，我國已探明石油儲量為37.68億億 m3，僅占當(dāng)年全球已探明石油儲量，僅占當(dāng)年全球已探明石油儲量1643.95億億m3 的的2.29%，列第，列第10位。位。 前幾位分別是：沙特（前幾位分別是：沙特（412.42億億m3）、伊拉）、伊拉 克（克（182.84億億m3）、伊朗（）、伊朗（158.99億億m3）、科威）、科威 特（特（153.43億億m3）、阿聯(lián)酋（）、阿聯(lián)酋（98.49億億m3）、俄）、俄 羅斯（羅斯（93.43億億m3）

18、、委內(nèi)瑞拉、尼日利亞、利）、委內(nèi)瑞拉、尼日利亞、利 比亞。比亞。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 （2）已探明天然氣儲量中的排名位次）已探明天然氣儲量中的排名位次 2002年，我國已探明天然氣儲量為年，我國已探明天然氣儲量為13209.8億億 m3，僅占當(dāng)年全球已探明天然氣儲量，僅占當(dāng)年全球已探明天然氣儲量1735438.5 億億m3的的0.76%，列第，列第18位。位。 前幾位分別是：俄羅斯（前幾位分別是：俄羅斯（481385.6億億m3）、）、 卡塔爾（卡塔爾（259379.6億億m3）、伊朗（）、伊朗（258699.8億億 m3）、沙特（）、沙特（65298.5億億m3）、阿聯(lián)酋（）、

19、阿聯(lián)酋（56633.6 億億m3）、美國（）、美國（53508.8億億m3）、尼日利亞、阿）、尼日利亞、阿 爾及利亞、委內(nèi)瑞拉、伊拉克、馬來西亞、澳大爾及利亞、委內(nèi)瑞拉、伊拉克、馬來西亞、澳大 利亞、挪威、印度尼西亞、加拿大、荷蘭和科威利亞、挪威、印度尼西亞、加拿大、荷蘭和科威 特。特。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 （3）石油儲量和天然氣油當(dāng)量儲量之和的）石油儲量和天然氣油當(dāng)量儲量之和的 排名位次排名位次 2002年，我國石油儲量和天然氣油當(dāng)量儲量 之和為50.89億m3，僅占當(dāng)年全球石油儲量和天 然氣油當(dāng)量儲量之和3379.39億m3的1.51%，列世 界第13位。 前幾位分別是：俄羅

20、斯（574.82億m3）、沙 特（477.72億m3）、伊朗（417.69億m3）、卡塔 爾（290.48億m3）、伊拉克（214.7億m3）、科 威特（168.32億m3）、阿聯(lián)酋、委內(nèi)瑞拉、尼日 利亞、美國、阿爾及利亞和利比亞。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 2. 我國在世界各國鉆井總量中的排名位次我國在世界各國鉆井總量中的排名位次 （1）2002年總鉆井?dāng)?shù)和總進(jìn)尺數(shù)（包括海洋和陸地）年總鉆井?dāng)?shù)和總進(jìn)尺數(shù)（包括海洋和陸地） 我國我國2002年完成總鉆井?dāng)?shù)年完成總鉆井?dāng)?shù)9983口，總鉆井進(jìn)尺口，總鉆井進(jìn)尺 16188.5km，占世界完成總鉆井?dāng)?shù)，占世界完成總鉆井?dāng)?shù)70053口的口的14.

21、25%， 占世界完成總鉆井進(jìn)尺占世界完成總鉆井進(jìn)尺110479km的的14.65%，位居世界，位居世界 第三位。第三位。 位居第一位的是美國，位居第一位的是美國，2002年完成總鉆井?dāng)?shù)年完成總鉆井?dāng)?shù)28940 口，總鉆井進(jìn)尺口，總鉆井進(jìn)尺47227.25km,位居第二位的是加拿大，位居第二位的是加拿大， 2002年完成總鉆井?dāng)?shù)年完成總鉆井?dāng)?shù)17182口，總鉆井進(jìn)尺口，總鉆井進(jìn)尺17768.8km。 位居第三位的是中國，位居第三位的是中國，2002年完成總鉆井?dāng)?shù)年完成總鉆井?dāng)?shù)9983口，總口，總 鉆井進(jìn)尺鉆井進(jìn)尺16188.5km。 位居第四位的是俄羅斯，位居第四位的是俄羅斯，2002年年 完成

22、總鉆井?dāng)?shù)完成總鉆井?dāng)?shù)4260口，總鉆井進(jìn)尺口，總鉆井進(jìn)尺9087.18km。 位居第位居第 五位的是阿根廷；五位的是阿根廷； 位居第六位的是印度尼西亞；位居位居第六位的是印度尼西亞；位居 第七位的是委內(nèi)瑞拉；第七位的是委內(nèi)瑞拉； 位居第八位的是墨西哥。位居第八位的是墨西哥。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 （2）2002年海洋鉆井?dāng)?shù)年海洋鉆井?dāng)?shù) 我國我國2002年海洋鉆井年海洋鉆井80口，占口，占2002年世界海洋鉆井年世界海洋鉆井 3103口的口的 2.58%；我國投入海洋鉆井平臺；我國投入海洋鉆井平臺9艘，占艘，占2002年世界投入年世界投入 使用的鉆井使用的鉆井 平臺平臺420艘的艘的

23、2.14%。 2002年世界海洋鉆井?dāng)?shù)前九位：年世界海洋鉆井?dāng)?shù)前九位： 美國（海洋鉆井美國（海洋鉆井822口，使用鉆井平臺口，使用鉆井平臺197艘）；艘）； 英國（海洋鉆井英國（海洋鉆井360口，使用鉆井平臺口，使用鉆井平臺22艘）；艘）； 印度尼西亞（海洋鉆井印度尼西亞（海洋鉆井210口，使用鉆井平臺口，使用鉆井平臺7艘）；艘）； 挪威（海洋鉆井挪威（海洋鉆井200口，使用鉆井平臺口，使用鉆井平臺14艘）；艘）； 馬來西亞（海洋鉆井馬來西亞（海洋鉆井169口，使用鉆井平臺口，使用鉆井平臺14艘）；艘）； 泰國（海洋鉆井泰國（海洋鉆井165口，使用鉆井平臺口，使用鉆井平臺8艘）；艘）； 巴西；

24、巴西； 澳大利亞；澳大利亞； 埃及。埃及。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 3）在世界各國石油產(chǎn)量和采油中的排名位次）在世界各國石油產(chǎn)量和采油中的排名位次 1）石油產(chǎn)量的排名位次）石油產(chǎn)量的排名位次 2002年，我國的石油、天然氣液體產(chǎn)量以年，我國的石油、天然氣液體產(chǎn)量以2.72%的年的年 增長率達(dá)到增長率達(dá)到19672.63萬萬m3/a，從，從2001年的第七位升至年的第七位升至第六第六 位位，占，占2002年世界石油、天然氣液體產(chǎn)量年世界石油、天然氣液體產(chǎn)量443127.38萬萬 m3/a，的，的4.44%。 2002年，世界石油、天然氣液體產(chǎn)量位居前五的是：年，世界石油、天然氣液體產(chǎn)量

25、位居前五的是： 俄羅斯（俄羅斯（54375.37萬萬m3/a）、美國（）、美國（47121.46萬萬m3/a ）、）、 沙特（沙特（42827.14萬萬m3/a）、墨西哥（）、墨西哥（20833.0萬萬m3/a）和）和 伊朗（伊朗（19864.72萬萬m3/a）。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 2）海陸產(chǎn)油氣井?dāng)?shù)的排名位次）海陸產(chǎn)油氣井?dāng)?shù)的排名位次 2002年，我國海陸油氣井總數(shù)為年，我國海陸油氣井總數(shù)為95000口，占口，占2002年年 全球油氣井總數(shù)全球油氣井總數(shù)898061口的口的10.58%，位居世界第，位居世界第三三位。位。 位居世界第一和第二位的分別是美國（位居世界第一和第二位

26、的分別是美國（518805口）口） 和俄羅斯（和俄羅斯（118232口）；口）； 位居世界第位居世界第48位的分別是加拿大（位的分別是加拿大（54312口）、阿口）、阿 根廷（根廷（15144口）、委內(nèi)瑞拉（口）、委內(nèi)瑞拉（12982口）、羅馬尼亞口）、羅馬尼亞 （9590口）、印度尼西亞（口）、印度尼西亞（9150口）?？冢?。 2002年位居全球產(chǎn)油第三位的沙特的油氣井總數(shù)僅年位居全球產(chǎn)油第三位的沙特的油氣井總數(shù)僅 為為1525口?？?。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 3）海洋采油平臺數(shù)的排名位次）海洋采油平臺數(shù)的排名位次 2002年，我國海洋采油平臺為年，我國海洋采油平臺為19座，座，

27、占世界占世界39個國家總計(jì)個國家總計(jì)341座的座的5.57%，居世，居世 界第界第六六位。前五位分別是：美國（位。前五位分別是：美國（77座）、座）、 印度尼西亞（印度尼西亞（35座）、尼日利亞（座）、尼日利亞（30座）、座）、 伊朗（伊朗（20座）、馬來西亞（座）、馬來西亞（19座）。座）。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 3.我國海洋石油勘探概況我國海洋石油勘探概況 19822003年，中海油的油氣產(chǎn)量在我國油氣產(chǎn)量中 所占比例較小。2004年，中海油提出，到2008年實(shí)現(xiàn)國 內(nèi)4000萬m3油當(dāng)量，2010年實(shí)現(xiàn)國內(nèi)5000-5500萬m3油 當(dāng)量，海外實(shí)現(xiàn)權(quán)益油2000萬m3油當(dāng)量的

28、目標(biāo)。中海 油已成為國內(nèi)三大石油公司之一。 我國臨近海域的油氣儲備量約4050億噸。渤海、黃 海、東海的大陸架極其寬闊，蘊(yùn)藏著較為豐富的石油、 天然氣資源。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 我國近海已發(fā)現(xiàn)的大型含油氣盆地我國近海已發(fā)現(xiàn)的大型含油氣盆地10個，它們是：渤個，它們是：渤 海盆地、北黃海盆地、南黃海盆地、東海盆地、臺灣西海盆地、北黃海盆地、南黃海盆地、東海盆地、臺灣西 部盆地、南海珠江口盆地、琉東南盆地、北部灣盆地、部盆地、南海珠江口盆地、琉東南盆地、北部灣盆地、 鶯歌海盆地和臺灣淺灘盆地。鶯歌海盆地和臺灣淺灘盆地。 已探明的各種類型的儲油構(gòu)造已探明的各種類型的儲油構(gòu)造400多個。

29、多個。 我國的海底石油資源儲量約占全國石油資源儲量的我國的海底石油資源儲量約占全國石油資源儲量的 1014%； 我國的海底天然氣資源儲量約占全國天然氣資源儲量我國的海底天然氣資源儲量約占全國天然氣資源儲量 的的2534%； 自自19671981年，在渤海海域共鉆年，在渤海海域共鉆119口井，發(fā)現(xiàn)口井，發(fā)現(xiàn)4個個 產(chǎn)油構(gòu)造，形成了我國第一個海上石油生產(chǎn)基地。產(chǎn)油構(gòu)造，形成了我國第一個海上石油生產(chǎn)基地。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 19681979年，在黃海年，在黃海16.5萬萬km2的海域鉆了的海域鉆了8口井口井 ，證實(shí)了南黃海含油氣沉積盆地的存在。，證實(shí)了南黃海含油氣沉積盆地的存在。 1

30、974年年9月，首次對東海進(jìn)行了石油地質(zhì)綜合調(diào)查，月，首次對東海進(jìn)行了石油地質(zhì)綜合調(diào)查， 到到1981年底，對東海年底，對東海40.78萬萬km2的海域進(jìn)行了地質(zhì)普查的海域進(jìn)行了地質(zhì)普查 和航空磁測，和航空磁測，1981年，在東海鉆探了一口井，發(fā)現(xiàn)了高年，在東海鉆探了一口井，發(fā)現(xiàn)了高 壓氣層和含油砂巖。壓氣層和含油砂巖。 東海平湖油氣田，最高日產(chǎn)原油東海平湖油氣田，最高日產(chǎn)原油3000m3、天然氣、天然氣180 萬萬m3； 東海春曉天然氣氣田，天然氣日產(chǎn)量是平湖油氣田的東海春曉天然氣氣田，天然氣日產(chǎn)量是平湖油氣田的 5倍以上。倍以上。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 近海海域近海海域11個油

31、氣沉積盆地可達(dá)個油氣沉積盆地可達(dá)213億噸億噸245 億噸的油當(dāng)量，主要分布在東海和南海海域。開億噸的油當(dāng)量，主要分布在東海和南海海域。開 發(fā)前景看好。發(fā)前景看好。 1962年年10月至月至11月，對南海進(jìn)行了航空磁測，月，對南海進(jìn)行了航空磁測， 1971年年1974年，又對南海進(jìn)行了海洋地質(zhì)、地年，又對南海進(jìn)行了海洋地質(zhì)、地 球物理綜合調(diào)查和地震普查，由此證明，南海具球物理綜合調(diào)查和地震普查，由此證明，南海具 有較好的含油氣遠(yuǎn)景。有較好的含油氣遠(yuǎn)景。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 4.我國與世界海洋石油工程技術(shù)的差距我國與世界海洋石油工程技術(shù)的差距 （1）世界海洋石油鉆采工程與我國技術(shù)水

32、平的對比）世界海洋石油鉆采工程與我國技術(shù)水平的對比 1）鉆井工作水深）鉆井工作水深 2003年年2月，美國雪佛龍德士古公司在美國墨西哥灣月，美國雪佛龍德士古公司在美國墨西哥灣 創(chuàng)造了鉆井工作水深創(chuàng)造了鉆井工作水深3051.35m世界記錄，我國鉆井工作世界記錄，我國鉆井工作 水深小于水深小于500mm。 2）鉆井垂深）鉆井垂深 2003年年2月，美國雪佛龍德士古公司在美國墨西哥灣月，美國雪佛龍德士古公司在美國墨西哥灣 創(chuàng)造了鉆井工作井深創(chuàng)造了鉆井工作井深9210m的世界記錄，我國鉆井井深的世界記錄，我國鉆井井深 小于小于5500m。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 3）海底采油工作井深）海底采

33、油工作井深 2002年秋天，美國馬拉松石油公司在美國新奧爾良東年秋天，美國馬拉松石油公司在美國新奧爾良東 南區(qū)塊南區(qū)塊2196m水深進(jìn)行了完井作業(yè)。水深進(jìn)行了完井作業(yè)。 2002年年12月，巴西石油公司在巴西坎婆斯盆地的月，巴西石油公司在巴西坎婆斯盆地的2741m水水 深完成了地層測試。我國海底采油工作水深小于深完成了地層測試。我國海底采油工作水深小于500m 。 4）海洋采油井的井深記錄）海洋采油井的井深記錄 美國美國8071m，我國小于，我國小于5000m。 5）水平鉆井位移）水平鉆井位移 英國水平位移英國水平位移10113.5m，垂深，垂深1605.08m。我國水平位。我國水平位 移移8

34、062.7m，垂深，垂深2536.45m。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 6）水平井完井的世界記錄）水平井完井的世界記錄 2003年，美國創(chuàng)造了在水平距離年，美國創(chuàng)造了在水平距離2768m的井中完井的的井中完井的 世界記錄，我國無。世界記錄，我國無。 7）石油鉆井下套管）石油鉆井下套管 美國下套管重量美國下套管重量652.7噸，深度噸，深度7400m，我國下套管重，我國下套管重 量小于量小于400噸。噸。 8）連續(xù)油管井內(nèi)下放最深的世界記錄）連續(xù)油管井內(nèi)下放最深的世界記錄 美國連續(xù)油管井內(nèi)下放最深美國連續(xù)油管井內(nèi)下放最深8303m的世界記錄，我國的世界記錄，我國 無。無。 9）石油鉆井）石

35、油鉆井LWD（隨鉆測井）工作深度的世界記錄（隨鉆測井）工作深度的世界記錄 美國斯倫貝謝公司美國斯倫貝謝公司LWD下入井深下入井深9375m，我國，我國LWD 下入井深小于下入井深小于5000m。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 （2）世界最新移動式鉆井采油平臺與我國平臺對比）世界最新移動式鉆井采油平臺與我國平臺對比 20002004年間，全世界共建新的自升式平臺年間，全世界共建新的自升式平臺16艘、艘、 半潛式平臺半潛式平臺18艘、鉆井浮船艘、鉆井浮船6艘。我國同期建造艘。我國同期建造4艘半潛艘半潛 式平臺，而且式平臺，而且只能建造船體，設(shè)備全部由國外建造配套只能建造船體，設(shè)備全部由國外建造

36、配套 。 （3）世界最新石油鉆井機(jī)械與我國鉆井機(jī)械主要參）世界最新石油鉆井機(jī)械與我國鉆井機(jī)械主要參 數(shù)對比數(shù)對比 1）常規(guī)石油鉆機(jī)）常規(guī)石油鉆機(jī) 美國交流變頻鉆機(jī)的絞車功率最大美國交流變頻鉆機(jī)的絞車功率最大5145kw。 德國交流變頻鉆機(jī)的絞車功率最大德國交流變頻鉆機(jī)的絞車功率最大4410kw。轉(zhuǎn)盤通。轉(zhuǎn)盤通 經(jīng)最大經(jīng)最大1536.7mm。 我國交流變頻鉆機(jī)的絞車功率最大我國交流變頻鉆機(jī)的絞車功率最大1470kw，轉(zhuǎn)盤通，轉(zhuǎn)盤通 經(jīng)最大經(jīng)最大952.5mm。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 2）無絞車機(jī)械升降型）無絞車機(jī)械升降型 鉆機(jī)鉆機(jī) 美國有，我國無。美國有，我國無。 3）無絞車液缸升降

37、）無絞車液缸升降 型鉆機(jī)型鉆機(jī) 美國有，我國無。美國有，我國無。 4）頂部驅(qū)動裝置）頂部驅(qū)動裝置 美國頂驅(qū)功率美國頂驅(qū)功率 845.2kw，我國頂驅(qū)最，我國頂驅(qū)最 大功率大功率735kw。 5）三缸單作用泥漿）三缸單作用泥漿 泵泵 美國三缸單作用泥漿美國三缸單作用泥漿 泵最大驅(qū)動功率泵最大驅(qū)動功率 2205kw，我國三缸單作用，我國三缸單作用 泥漿泵最大驅(qū)動功率泥漿泵最大驅(qū)動功率 1176kw。 無絞車液缸升降型鉆機(jī)無絞車液缸升降型鉆機(jī) 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 6）機(jī)械驅(qū)動長沖程泥漿泵）機(jī)械驅(qū)動長沖程泥漿泵 美國有機(jī)械驅(qū)動長沖程泥漿泵，沖程長達(dá)美國有機(jī)械驅(qū)動長沖程泥漿泵，沖程長達(dá) 2

38、718mm，我國無。，我國無。 7）防噴器）防噴器 美國防噴器美國防噴器BOP最大通徑最大通徑476.3mm，封井壓力，封井壓力 138MPa;我國防噴器我國防噴器BOP最大通徑最大通徑349.3mm，封，封 井壓力井壓力69MPa。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 二、濱海砂礦和煤鐵等固體礦產(chǎn)二、濱海砂礦和煤鐵等固體礦產(chǎn) 海濱砂礦開采的礦物種類多達(dá)20多種，主要有金剛 石金礦砂鉑、鉻砂、銠砂、鐵砂礦、錫石、鈦鐵礦、鋯 石、金紅石、重晶石、海綠石、獨(dú)居石、磷鈣石、石榴 石等。 對于海濱砂礦，大多是采用采砂船進(jìn)行開采。采礦 船舶通常是用大型退役油輪、軍艦加以改裝。 依據(jù)船體采掘與提升方式的不同

39、有鏈斗式采礦船法 、流體式采礦船法(包括吸揚(yáng)式和氣升式)和鋼索斗采礦 船法(包括抓斗式和拖斗式)。 海濱砂礦開采的發(fā)展方向是大型化和多功能化，即 研制大功率多功能的鏈斗式采礦船，建立全自動具有采 選功能的海底機(jī)器人，從而達(dá)到開采系統(tǒng)具有采選一體 化，生產(chǎn)效率高，環(huán)境破壞少等優(yōu)點(diǎn)。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 巖基礦床開采巖基礦床開采 淺海巖基固體礦床資源有煤、鐵、硫、鹽、石膏等。海 底巖基礦床有兩類，一類是陸成礦床陸成礦床，即在陸地時形成 ，陸海交替變更沉人海底的礦床；另一類是海成礦床海成礦床， 它是由海底巖漿運(yùn)動與火山爆發(fā)生成的礦床，這類礦床 多為多金屬熱液礦床。 海底巖基礦床的開采方

40、法與陸地金屬或非金屬礦床的開 采方式基本相同，對于海底出露礦床，同樣可采用海底 露天礦的方法進(jìn)行開采，可供選擇的方有潛水單斗挖掘 機(jī)一管道提升開采法、潛水斗輪鏟管道提升開采法與核 爆破一化學(xué)開采法等。其設(shè)備均在水下不同深度的海底 進(jìn)行，需要有可靠的定位系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)械自行與 遙控系統(tǒng)、防水防腐系統(tǒng)等。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 對于有一定覆蓋層的深埋礦床，為滿足與陸地開采相同 的技術(shù)要求，其開拓方法有海岸立井開拓法、人工島豎 井外拓法、密閉井筒海底隧道開拓法等。這類海底巖 基礦床開鍵技術(shù)足以最低的成本設(shè)置滿足工業(yè)開采與安 全要求的行人、通風(fēng)、運(yùn)輸通道，以及防止海水滲入礦 床內(nèi)部及采

41、空區(qū)，淹沒井筒工業(yè)設(shè)施。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 1852年，美國在海濱開采金沙、白金砂、鉻礦砂。年，美國在海濱開采金沙、白金砂、鉻礦砂。 還有豐富的銅、鉛、鋅等金屬。在還有豐富的銅、鉛、鋅等金屬。在20世紀(jì)初，在西南非世紀(jì)初，在西南非 洲沿岸發(fā)現(xiàn)了金剛石砂礦。礦砂中還有鋯和鉿（洲沿岸發(fā)現(xiàn)了金剛石砂礦。礦砂中還有鋯和鉿（ha），）， 都是耐高溫材料。都是耐高溫材料。 在印度海濱和斯里蘭卡在印度海濱和斯里蘭卡570m深的海域中，存在著深的海域中，存在著 釷和鈰。釷具有放射性，可用于耐火材料；鈰可制成鈰釷和鈰。釷具有放射性，可用于耐火材料；鈰可制成鈰 鎂合金，抗銹能力強(qiáng)。還可用來制造弧光

42、燈的電極。鎂合金，抗銹能力強(qiáng)。還可用來制造弧光燈的電極。 海洋中還有鈦鐵礦，制造鈦鐵合金，鈦合金耐高溫、海洋中還有鈦鐵礦，制造鈦鐵合金，鈦合金耐高溫、 不生銹，可制造艇體。不生銹，可制造艇體。 錫石是提取錫的原材料，金屬錫質(zhì)地柔軟，多用于制錫石是提取錫的原材料，金屬錫質(zhì)地柔軟，多用于制 造合金及電鍍材料。錫合金用途廣泛，可用于電機(jī)、機(jī)造合金及電鍍材料。錫合金用途廣泛，可用于電機(jī)、機(jī) 械制造、無線電等部門。錫的氧化物還可用來制造染料械制造、無線電等部門。錫的氧化物還可用來制造染料 、搪瓷、瓷器和玻璃等輕工業(yè)制品。、搪瓷、瓷器和玻璃等輕工業(yè)制品。 在水深在水深40360m的海底還有磷鈣石，可用于化

43、學(xué)工的海底還有磷鈣石，可用于化學(xué)工 業(yè)，又可用于玻璃、機(jī)械、紡織。業(yè)，又可用于玻璃、機(jī)械、紡織。 另外，海底還有另外，海底還有 煤鐵礦藏、錫礦。在我國的臺灣和海南海域，發(fā)現(xiàn)了鋯煤鐵礦藏、錫礦。在我國的臺灣和海南海域，發(fā)現(xiàn)了鋯 石、金紅石、鈦鐵礦、獨(dú)居石、砂金、銅、煤、硫、磷石、金紅石、鈦鐵礦、獨(dú)居石、砂金、銅、煤、硫、磷 、石灰石等多種砂礦。、石灰石等多種砂礦。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 作為自然界已知的最硬物質(zhì)，金剛石可廣泛地應(yīng)用作為自然界已知的最硬物質(zhì)，金剛石可廣泛地應(yīng)用 于機(jī)械、電氣、航空、精密儀器及尖端技術(shù)設(shè)備。早在于機(jī)械、電氣、航空、精密儀器及尖端技術(shù)設(shè)備。早在 20世紀(jì)初，

44、人們就在西南非洲沿岸發(fā)現(xiàn)了金剛石砂礦，世紀(jì)初，人們就在西南非洲沿岸發(fā)現(xiàn)了金剛石砂礦， 后經(jīng)探測查明，南非大西洋沿岸后經(jīng)探測查明，南非大西洋沿岸l600km范圍內(nèi)擁有世范圍內(nèi)擁有世 界上規(guī)模最大的金剛石砂。這個礦床不僅儲量豐富，而界上規(guī)模最大的金剛石砂。這個礦床不僅儲量豐富，而 且品位高，一般淘洗且品位高，一般淘洗1t海砂就可以得到海砂就可以得到200mg金剛石。金剛石。 為了開采金剛石礦，人們設(shè)計(jì)了許多新穎獨(dú)特的方法。為了開采金剛石礦，人們設(shè)計(jì)了許多新穎獨(dú)特的方法。 泵吸船采礦法是南非于泵吸船采礦法是南非于1978年設(shè)計(jì)的，它利用泵吸船可年設(shè)計(jì)的，它利用泵吸船可 以直接在海底開采金剛石。開采時

45、，可將船開到已探明以直接在海底開采金剛石。開采時，可將船開到已探明 富集金剮石的海底并放到坑穴區(qū)，把含有金剛石的砂吸富集金剮石的海底并放到坑穴區(qū)，把含有金剛石的砂吸 到船上，然后再運(yùn)回岸上，經(jīng)過淘洗、選礦就可以得到到船上，然后再運(yùn)回岸上，經(jīng)過淘洗、選礦就可以得到 較純的金剛石。這種采礦船每天可回收較純的金剛石。這種采礦船每天可回收100g金剛石。金剛石。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 鋯是從鋯石中提取的，主要用于耐火材料、玻璃、鋯是從鋯石中提取的，主要用于耐火材料、玻璃、 電子等領(lǐng)域。它的熔點(diǎn)高達(dá)電子等領(lǐng)域。它的熔點(diǎn)高達(dá)1852，其氧化物熔點(diǎn)高達(dá)，其氧化物熔點(diǎn)高達(dá) 2700。鋯的抗蝕能力極

46、強(qiáng)，而且很少吸收電子，是制。鋯的抗蝕能力極強(qiáng)，而且很少吸收電子，是制 造核反應(yīng)堆和燃料元件防護(hù)屏十分理想的材料，一座造核反應(yīng)堆和燃料元件防護(hù)屏十分理想的材料，一座 100萬萬kW發(fā)電能力的核發(fā)電站，每年要消耗發(fā)電能力的核發(fā)電站，每年要消耗2025t鋯鋯 ；一艘；一艘22kW的核動力潛艇，每年要使用的核動力潛艇，每年要使用2030t的鋯的鋯 及其合金材料。鉿與鋯是及其合金材料。鉿與鋯是-x寸寸“孿生姐妹孿生姐妹”。在鋯石。在鋯石 砂中幾乎都含有鉿，一般情況下鉿含量為砂中幾乎都含有鉿，一般情況下鉿含量為05，多的，多的 高達(dá)高達(dá)17。鉿比鋯還耐熱，熔點(diǎn)為。鉿比鋯還耐熱，熔點(diǎn)為2150，且有快速吸，

47、且有快速吸 熱和放熱的性能。鉿碳化物熔點(diǎn)最高可達(dá)熱和放熱的性能。鉿碳化物熔點(diǎn)最高可達(dá)3290，是金，是金 屬碳化物中熔點(diǎn)最高的一種。如果將屬碳化物中熔點(diǎn)最高的一種。如果將1份碳化鉿和份碳化鉿和4份碳份碳 化鉭結(jié)合在一起，要加熱到化鉭結(jié)合在一起，要加熱到4200才會熔化，因此它可才會熔化，因此它可 用來制作噴氣發(fā)動機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、熔煉坩堝的內(nèi)襯等用來制作噴氣發(fā)動機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、熔煉坩堝的內(nèi)襯等 耐高溫部件。耐高溫部件。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 在現(xiàn)已探明的金屬砂礦總儲量中占第一位的是鈦鐵礦。鈦鐵在現(xiàn)已探明的金屬砂礦總儲量中占第一位的是鈦鐵礦。鈦鐵 礦是名副其實(shí)的含鐵砂子，可以用來煉制鈦

48、鐵合金。鈦比鐵要強(qiáng)礦是名副其實(shí)的含鐵砂子，可以用來煉制鈦鐵合金。鈦比鐵要強(qiáng) 韌得多，而密度僅為鐵的一半多，熔點(diǎn)為韌得多，而密度僅為鐵的一半多，熔點(diǎn)為1675。鈦合金既能經(jīng)。鈦合金既能經(jīng) 受住受住5000以上高溫，又能抗得住一以上高溫，又能抗得住一100以下低溫條件的凍結(jié)以下低溫條件的凍結(jié) 考驗(yàn)，是制造超音速飛機(jī)、艦艇、火箭、導(dǎo)彈等不可缺少的材料考驗(yàn)，是制造超音速飛機(jī)、艦艇、火箭、導(dǎo)彈等不可缺少的材料 。鈦不會生銹。在大部分海洋環(huán)境中，由鈦合金制作的艇體會在。鈦不會生銹。在大部分海洋環(huán)境中，由鈦合金制作的艇體會在 表面形成一層很薄的氧化物薄膜，具有很強(qiáng)的抗腐蝕和耐壓能力表面形成一層很薄的氧化物薄

49、膜，具有很強(qiáng)的抗腐蝕和耐壓能力 。前蘇聯(lián)海軍有多艘潛艇廣泛使用鈦合金，使?jié)撋畲蠓仍黾?。前蘇聯(lián)海軍有多艘潛艇廣泛使用鈦合金，使?jié)撋畲蠓仍黾印?鈦還可以廣泛地用于各種海洋工程中，如海水溫差發(fā)電裝置、海鈦還可以廣泛地用于各種海洋工程中，如海水溫差發(fā)電裝置、海 上各種浮標(biāo)系統(tǒng)等。在濱海金屬砂礦中，鈦鐵礦位居榜首，其次上各種浮標(biāo)系統(tǒng)等。在濱海金屬砂礦中，鈦鐵礦位居榜首，其次 為鈦磁鐵礦，再次為磁鐵礦。日本在九州島附近有明灣的淺海內(nèi)為鈦磁鐵礦，再次為磁鐵礦。日本在九州島附近有明灣的淺海內(nèi) 發(fā)現(xiàn)了一個巨大的磁鐵礦層。這座世界最大的磁鐵礦的總儲量在發(fā)現(xiàn)了一個巨大的磁鐵礦層。這座世界最大的磁鐵礦的總儲量在

50、17億億t以上，緩解了日本鐵礦資源大量進(jìn)口的問題。以上，緩解了日本鐵礦資源大量進(jìn)口的問題。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 三、多金屬結(jié)核和富鈷錳結(jié)核三、多金屬結(jié)核和富鈷錳結(jié)核 深海蘊(yùn)藏著豐富的海底礦產(chǎn)資源，所謂深海深海，一般 是指大陸架或大陸邊緣以外的海域。深海占海洋面積的 92.4 %和地球面積的65.4 %，盡管它蘊(yùn)藏著極為豐富的 海底資源，但由于開發(fā)難度大，目前基本上還沒有得到 開發(fā)。擴(kuò)大人類生存空間和儲備人類生存資源的重要途 徑之一就是要向深海拓展。 深海礦產(chǎn)資源主要包括多金屬結(jié)核礦、富鈷結(jié)殼 礦、深海磷鈣土和海底多金屬硫化物礦等。但是，由于 深海礦產(chǎn)資源的礦區(qū)基本位于國際海域的海

51、底，它的開 發(fā)活動必須經(jīng)過聯(lián)合國海底管理局的同意和批準(zhǔn)方可生 效與合法。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 三、多金屬結(jié)核和富鈷錳結(jié)核三、多金屬結(jié)核和富鈷錳結(jié)核 多金屬結(jié)核礦是一種富含鐵、錳、銅、鈷、鎳和鉬 等金屬的大洋海底自生沉積物，呈結(jié)核狀，主要分布在 水深40006000米的平坦洋底，這種結(jié)核內(nèi)含有多達(dá)70 余種的元素，世界深海多金屬結(jié)核資源極為豐富，遠(yuǎn)景 儲量約3萬億噸，僅太平洋的蘊(yùn)藏量就達(dá)1. 5萬億噸。 我國科學(xué)家以結(jié)核豐度10千克/平方米和銅鎳鈷平均品 位2.5%為邊界條件，估計(jì)太平洋海域可采區(qū)面積約425 萬平方公里，資源總量為425億噸。其中，含金屬錳86 億噸，銅3億噸，鈷

52、0.6億噸，鎳3.9億噸，表明多金屬 結(jié)核的經(jīng)濟(jì)價(jià)值確實(shí)巨大。多金屬結(jié)核礦每年還以 10001500萬噸的速度不斷增加。無疑這些豐富的有用 金屬將是人類未來可利用的接替資源。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 三、多金屬結(jié)核和富鈷錳結(jié)核三、多金屬結(jié)核和富鈷錳結(jié)核 1872年，英國海洋學(xué)家湯姆森教授在大西洋發(fā)現(xiàn)了氧年，英國海洋學(xué)家湯姆森教授在大西洋發(fā)現(xiàn)了氧 化鐵和氧化錳，分析研究證實(shí)，里面含有大量的錳、鐵化鐵和氧化錳，分析研究證實(shí)，里面含有大量的錳、鐵 、銅、鎳、鈷元素。氧化鐵和氧化錳在海底呈球狀，所、銅、鎳、鈷元素。氧化鐵和氧化錳在海底呈球狀，所 以叫它以叫它“大洋錳結(jié)核大洋錳結(jié)核”，并且每年

53、都在長大。所以是一，并且每年都在長大。所以是一 種取之不盡、用之不竭的礦產(chǎn)資源。種取之不盡、用之不竭的礦產(chǎn)資源。 錳結(jié)核一般多分布在遠(yuǎn)離海岸、水深在錳結(jié)核一般多分布在遠(yuǎn)離海岸、水深在3000 50001Tl的大洋的表層沉積中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前各大洋已的大洋的表層沉積中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前各大洋已 知的錳結(jié)核總儲量為知的錳結(jié)核總儲量為3萬億萬億t，尤以太平洋最為豐富，達(dá)，尤以太平洋最為豐富，達(dá) 17萬億萬億t，內(nèi)含錳，內(nèi)含錳4000億億t、鎳、鎳164億億t、銅、銅88億億t、鈷、鈷58 億億t。這些儲量相當(dāng)于目前陸地錳儲量的。這些儲量相當(dāng)于目前陸地錳儲量的400多倍、鎳的多倍、鎳的 1000多倍、銅的多

54、倍、銅的88倍、鈷的倍、鈷的5000多倍。若以世界每年消多倍。若以世界每年消 耗錳耗錳2400萬萬t計(jì)，可供使用計(jì)，可供使用16萬年以上；若以世界每萬年以上；若以世界每 年消耗鈷年消耗鈷5萬萬t計(jì)，可供使用計(jì)，可供使用11萬年以上；若以世界每年萬年以上；若以世界每年 消耗銅消耗銅400萬萬t計(jì)，可供使用計(jì)，可供使用2200年；若以世界每年消耗年；若以世界每年消耗 鎳鎳60萬萬t計(jì)，可供使用計(jì)，可供使用25萬年以上。萬年以上。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 拖網(wǎng)獲取拖網(wǎng)獲取 錳結(jié)核礦錳結(jié)核礦 深海錳結(jié)核深海錳結(jié)核 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 富鈷結(jié)殼礦富鈷結(jié)殼礦 富鈷結(jié)殼礦是生長在海底

55、巖石或巖屑表面的一種結(jié)殼 狀自生沉積物，主要由鐵錳氧化物組成，富含錳、銅、 鉛、鋅、鎳、鈷、鉑及稀土元素，其中鈷的平均品位高 達(dá)0.81.0，是大洋錳結(jié)核中鈷含量的4倍。結(jié)殼 主要分布主要分布在水深8003000米的海山、海臺及海嶺的頂 部或上部斜坡上。 據(jù)估計(jì)，在太平洋地區(qū)專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)太平洋地區(qū)專屬經(jīng)濟(jì)區(qū) 內(nèi)，富鈷結(jié)殼的潛在資源總量不少于10億噸，鈷資源量 就有600800萬噸，鎳400多萬噸。在太平洋地區(qū)國際 海域內(nèi)，經(jīng)俄羅斯對麥哲倫海山區(qū)開展調(diào)查，亦發(fā)現(xiàn)了 富鈷結(jié)殼礦床，資源量亦已達(dá)數(shù)億噸，還有近2億噸優(yōu) 質(zhì)磷塊巖礦床的共生。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 海底多金屬硫化物礦床海底多金

56、屬硫化物礦床 海底多金屬硫化物礦床海底多金屬硫化物礦床是指海底熱液作用下形成的富是指海底熱液作用下形成的富 含銅、錳、鋅等金屬的火山沉積礦床，極具開采價(jià)值。海含銅、錳、鋅等金屬的火山沉積礦床，極具開采價(jià)值。海 底多金屬硫化物礦床與大洋錳結(jié)核或富鈷結(jié)殼相比，具有底多金屬硫化物礦床與大洋錳結(jié)核或富鈷結(jié)殼相比，具有 水深較淺水深較淺( (從幾百米到從幾百米到2000m2000m左右左右) )、礦體富集度大、礦化、礦體富集度大、礦化 過程快，易于開采和冶煉等特點(diǎn)，所以更具現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義。過程快，易于開采和冶煉等特點(diǎn)，所以更具現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義。 海底多金屬硫化物主要產(chǎn)于海底擴(kuò)張中心地帶，即大洋中海底多金屬硫化

57、物主要產(chǎn)于海底擴(kuò)張中心地帶，即大洋中 脊、弧后盆地和島弧地區(qū)。世界已有脊、弧后盆地和島弧地區(qū)。世界已有7070多處發(fā)現(xiàn)有熱液多多處發(fā)現(xiàn)有熱液多 金屬硫化物產(chǎn)出，在東海沖繩海槽地區(qū)已發(fā)現(xiàn)金屬硫化物產(chǎn)出，在東海沖繩海槽地區(qū)已發(fā)現(xiàn)7 7處熱液多處熱液多 金屬硫化物噴出場所。金屬硫化物噴出場所。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 據(jù)估計(jì)海水中含有的黃金可達(dá)550萬噸，銀5500 萬噸，鋇27億噸，鈾40億噸，鋅70億噸，鉬137 億噸，鋰2470億噸，鈣560萬億噸，鎂1767萬億 噸等等。這些資源，大都是國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及 日常生活的必需品。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 為了使這些深藏于海底的

58、寶藏盡早發(fā)揮它們的價(jià)值為了使這些深藏于海底的寶藏盡早發(fā)揮它們的價(jià)值 ，美國、日本、法國、德國、英國、加拿大等于，美國、日本、法國、德國、英國、加拿大等于20世紀(jì)世紀(jì) 50年代起就開始了深海錳結(jié)核的勘探，并組織試采和加年代起就開始了深海錳結(jié)核的勘探，并組織試采和加 工處理。工處理。20世紀(jì)世紀(jì)50年代，前蘇聯(lián)就曾動用年代，前蘇聯(lián)就曾動用“勇士勇士”號先號先 對太平洋和印度洋，而后對大西洋實(shí)施調(diào)查。美國的錳對太平洋和印度洋，而后對大西洋實(shí)施調(diào)查。美國的錳 結(jié)核調(diào)查研究工作起步于結(jié)核調(diào)查研究工作起步于1958年。年。1962年以來，美國一年以來，美國一 些公司開始正式進(jìn)行錳匪衛(wèi)結(jié)核的調(diào)查和勘探。些公

59、司開始正式進(jìn)行錳匪衛(wèi)結(jié)核的調(diào)查和勘探。 1990年年8月月22日，我國也申請開始了海底采礦工作，日，我國也申請開始了海底采礦工作， 1991年年3月得到批準(zhǔn)。月得到批準(zhǔn)。 各國普遍采用以下三種開采技術(shù)：各國普遍采用以下三種開采技術(shù)： （1）氣壓式提升采礦技術(shù)；）氣壓式提升采礦技術(shù)； （2）連續(xù)戽斗式采礦系統(tǒng)；）連續(xù)戽斗式采礦系統(tǒng)； （3）水利提升式采礦系統(tǒng)；）水利提升式采礦系統(tǒng)； （4）海底自動采礦技術(shù)。）海底自動采礦技術(shù)。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 整個采礦系統(tǒng)是在整個采礦系統(tǒng)是在 復(fù)雜的海洋氣象和海洋環(huán)境下作業(yè)，必須進(jìn)行準(zhǔn)確復(fù)雜的海洋氣象和海洋環(huán)境下作業(yè)，必須進(jìn)行準(zhǔn)確 系統(tǒng)的導(dǎo)航定

60、位和保持整個系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定；系統(tǒng)的導(dǎo)航定位和保持整個系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定； 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 CLBCLB采礦法采礦法 又稱連續(xù)繩斗采礦船法是日本益田善雄于又稱連續(xù)繩斗采礦船法是日本益田善雄于19671967年提出。年提出。 A A 單船式單船式CLBCLB采礦法：由采礦船、無極繩斗、絞車、萬向支架采礦法：由采礦船、無極繩斗、絞車、萬向支架 及牽引機(jī)組成及牽引機(jī)組成 海洋石油工程概論海洋石油工程概論 雙船雙船CLBCLB采礦法采礦法 從根本上解決了繩斗的纏繞問題，繩索間距由兩船相從根本上解決了繩斗的纏繞問題，繩索間距由兩船相 對位置確定。對位置確定。 海洋石油工程概論海洋石油工程概論