20世紀(jì)90年代以來(lái),我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)以兩位數(shù)的年增長(zhǎng)率快速發(fā)展。活動(dòng)范圍多方向擴(kuò)展,經(jīng)濟(jì)總量迅速增加,增長(zhǎng)速度快于全國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)及一直處于領(lǐng)跑地位的沿海發(fā)達(dá)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng),海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度快于行業(yè)整體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2006年海洋產(chǎn)業(yè)增加值為8286億元,相當(dāng)于全國(guó)GDP的4%,2011年海洋生產(chǎn)總值達(dá)4.56萬(wàn)億元,相比2001年的0.93萬(wàn)億元,增長(zhǎng)了約4倍,海洋產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)越來(lái)越大。
圖1 2011年我國(guó)海洋產(chǎn)業(yè)增加值(億元)及占海洋生產(chǎn)總值的比重
與海洋高技術(shù)研究開(kāi)發(fā)同步發(fā)展起來(lái)的是高投入、高產(chǎn)出、高風(fēng)險(xiǎn)、高科技含量的海洋高技術(shù)產(chǎn)業(yè),海洋高技術(shù)的迅猛發(fā)展引發(fā)帶動(dòng)了海洋產(chǎn)業(yè)群的擴(kuò)展壯大。海洋高技術(shù)主要包括海洋油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)及海洋儀器制造業(yè)等。隨著我國(guó)把海洋高技術(shù)做為第八個(gè)高技術(shù)研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃(863計(jì)劃),海洋高技術(shù)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值逐漸攀升。
圖2 繁忙的海洋碼頭
有專家指出,21世紀(jì)是海洋世紀(jì),怎樣能夠合理有效的開(kāi)發(fā)海洋資源已成為全球各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的發(fā)展戰(zhàn)略,尤其是對(duì)于海岸線總長(zhǎng)位居世界第四的我國(guó)來(lái)說(shuō),合理開(kāi)發(fā)利用這寶貴的財(cái)富顯得尤為重要。在能源日益匱乏的今天,海洋開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)又很自然的轉(zhuǎn)到了石油的勘探開(kāi)采上面。目前,全球海上石油的探明儲(chǔ)量為200億噸以上,天然氣儲(chǔ)量80萬(wàn)億立方米。超過(guò)100個(gè)國(guó)家和地區(qū)從事海上石油勘探與開(kāi)發(fā),年投入開(kāi)發(fā)的經(jīng)費(fèi)達(dá)850億美元。2000年海上石油產(chǎn)量約13億噸,占世界油氣總產(chǎn)量40%,產(chǎn)值約3000億美元。據(jù)權(quán)威分析,21世紀(jì)中葉海洋油氣產(chǎn)量將超過(guò)陸地油氣產(chǎn)量。
隨著20世紀(jì)70年代以來(lái),聚晶復(fù)合片的誕生促進(jìn)了金剛石在鉆探工具領(lǐng)域的應(yīng)用,金剛石鉆頭得到了迅速的推廣。20世紀(jì)90年代以來(lái),全世界地質(zhì)和石油鉆頭鉆探總量中,金剛石鉆頭的工作量已占70%。
表1 金剛石鉆頭在不同巖層中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
巖層 |
應(yīng)用優(yōu)勢(shì) |
石灰?guī)r地層 |
比鋼砂鉆鉆進(jìn)效率提高50%以上 |
砂巖地層 |
比鋼砂鉆鉆進(jìn)效率提高60%以上,相對(duì)成本降低約40% |
8~9 級(jí)混合巖和石英砂巖 |
鋼粒鉆進(jìn)若為0.9m 和1.3m,金剛石鉆進(jìn)則為1.9m 和1.95m |
特別堅(jiān)硬的10 級(jí)巖石 |
鋼粒鉆進(jìn)速率為0.2~0.26m/h,而用金剛石鉆進(jìn)時(shí)可達(dá)1~2.2m/h |
金剛石鉆頭與傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金鉆頭相比較有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì):
1.鉆井總成本比使用硬質(zhì)合金鉆頭明顯降低,一般降低30%~40%;
2.能鉆進(jìn)傳統(tǒng)鉆頭難以鉆進(jìn)的最硬的巖層;
3.鉆進(jìn)速度快:在鉆進(jìn)堅(jiān)硬致密的巖石時(shí)更為明顯,例如鉆進(jìn)特別堅(jiān)硬的10級(jí)巖石,小口徑金剛石鉆進(jìn)可達(dá)1~2m/h,而鋼粒鉆只有0.2~0.3m/h。
圖3 金剛石復(fù)合片鉆頭
根據(jù)《河南省超硬材料及制品區(qū)域特色高技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈總體方案》,2006 年我國(guó)石油地質(zhì)鉆頭消耗量達(dá)30 億元,石油產(chǎn)量與消耗得石油地質(zhì)鉆頭量近似成正比(當(dāng)然,考慮到不同地層對(duì)鉆頭的消耗不同,兩者并非絕對(duì)的正比關(guān)系,此處做近似處理)。由此預(yù)測(cè),2012、2013 年世界范圍內(nèi),石油開(kāi)采的單井產(chǎn)量逐年下降,也就是說(shuō)噸原油所消耗的鉆頭數(shù)量逐年上升,石油鉆頭市場(chǎng)的增長(zhǎng)在5%左右。
不斷優(yōu)化的海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高了我國(guó)海洋產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)自主建造的、具有世界先進(jìn)技術(shù)水平的鉆井平臺(tái)、物探船舶、鋪管船舶等相繼投入使用;2010年海洋油氣產(chǎn)量首次超過(guò)5000萬(wàn)噸油當(dāng)量,真正跨入了海洋油氣生產(chǎn)大國(guó)的行列。