美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）2008年調(diào)查估計(jì)，世界22%的尚未發(fā)現(xiàn)的技術(shù)上可采的油氣資源，包括世界上13%的未發(fā)現(xiàn)石油、30%未發(fā)現(xiàn)的天然氣和20%未發(fā)現(xiàn)的液態(tài)天然氣，都在北極地區(qū)。這意味著北極地區(qū)擁有大約900億桶技術(shù)上可采的石油，47萬(wàn)億立方米技術(shù)上可采的天然氣和440億桶技術(shù)上可采的液態(tài)天然氣。近年來(lái)，隨著北極地區(qū)冰蓋的日益縮小和全球油氣資源供應(yīng)緊張，北極油氣的
勘探開發(fā)正引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。
勘探開發(fā)概況
人類對(duì)北極地區(qū)油氣資源的勘探開發(fā)已有100多年的歷史。1900年，人們首次鉆探了位于阿拉斯加的井并發(fā)現(xiàn)了石油，但產(chǎn)油量并不足以支持工業(yè)生產(chǎn)。1956年，
殼牌公司在阿拉斯加南岸的Wide海灣進(jìn)行了地震勘探。之后，北冰洋沿岸國(guó)家美國(guó)、加拿大、俄羅斯、挪威和格陵蘭都在北極地區(qū)陸續(xù)開展了一系列的勘探活動(dòng)。1968年，大西洋富田公司（ARCO）和Standard Oil公司在阿拉斯加北部斜坡鉆了一口井，發(fā)現(xiàn)了北美最大的普拉德霍灣油田。隨后，殼牌公司和
BP公司在波弗特海發(fā)現(xiàn)了自由油田（Liberty oil field）。1988年蘇聯(lián)時(shí)代的后期，在俄羅斯境內(nèi)的巴倫支海海域Shtokman氣田被發(fā)現(xiàn)，該氣田擁有3.8萬(wàn)億立方米的資源量。在加拿大的北極地區(qū)，早在18世紀(jì)就在陸地上發(fā)現(xiàn)了油氣。帝國(guó)石油公司（Imperial Oil）在20世紀(jì)20年代開始早期的勘探鉆井，并在西北地區(qū)發(fā)現(xiàn)了Norman Wells油田；于1997年投產(chǎn)的位于紐芬蘭海岸外的海伯尼亞油田（Hibernia field）是加拿大最大的近海
石油項(xiàng)目。挪威的開發(fā)重點(diǎn)為近海的北極大陸架地區(qū)，挪威第一個(gè)位于北極的油田Goliat油田在2000年被發(fā)現(xiàn)，由埃尼集團(tuán)（ENI）運(yùn)營(yíng)。格陵蘭島海上石油天然氣的勘探可以追溯到20世紀(jì)70年代，USGS在2008年所做的北極資源調(diào)查顯示，在該島周圍的3個(gè)主要盆地中，共有520億桶油當(dāng)量的潛在油氣資源量。雖然開采潛力巨大，但由于自然環(huán)境惡劣，鉆探一直沒(méi)有成功。不過(guò)許多參與格陵蘭島開發(fā)的國(guó)際石油公司都表示了對(duì)未來(lái)勘探前景的期待。
中國(guó)也于2016年10月開始了北極地區(qū)的勘探活動(dòng)，
中海油最先進(jìn)的12纜物探船“
海洋石油720”歷時(shí)100天，圓滿完成了北極巴倫支海兩個(gè)區(qū)塊的勘探作業(yè)，填補(bǔ)了中國(guó)對(duì)北極海域?qū)嵤┤S地震勘探的空白。
技術(shù)挑戰(zhàn)
同其他地區(qū)一樣，地震勘探是北極油氣開發(fā)中不可或缺的技術(shù)手段。極端的天氣狀況和自然環(huán)境的極度敏感性為地震資料的獲取帶來(lái)了很大障礙。陸地地震勘探一般會(huì)受地面粗糙度和近地表差異性的影響，而在北極地區(qū)這類問(wèn)題則更為突出，因此使用常規(guī)技術(shù)在北極進(jìn)行勘探可能非常困難。北極地區(qū)由于冰川的沖蝕和沉積，導(dǎo)致地貌特征及其復(fù)雜，其中包括冰磧、湖泊、山脊，并且?guī)r性變化非常快，解凍區(qū)可能導(dǎo)致體波低速失真，而冰蓋可能導(dǎo)致地震波產(chǎn)生彎曲。而在存在永凍層和季節(jié)性冰凍層的地面上，凍層和融化層之間常會(huì)有突然的變化，這往往會(huì)導(dǎo)致巖層的彈性特性在水平和垂直方向發(fā)生突變，加大地震數(shù)據(jù)處理的難度。為了提高北極地震數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量，
斯倫貝謝、西方奇科等公司積極試驗(yàn)了單檢采集、近偏移距加密采樣等技術(shù)；以色列地質(zhì)調(diào)查局也研發(fā)了利用風(fēng)能和太陽(yáng)能可以自主漂移的地震波采集儀器以便在被厚冰層覆蓋的海域進(jìn)行勘探。
此外，為了提高在北極地區(qū)的勘探效率，挪威的科學(xué)家們研發(fā)了一種能在冰面上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的儀器，由特制的適宜在冰雪上滑動(dòng)的引擎拖動(dòng)，大大加快了勘探速度，可以一次性完成25米長(zhǎng)度范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)采集，采集速度為2.5~3千米/小時(shí)，而用傳統(tǒng)儀器數(shù)據(jù)采集的速度僅為3~4千米/天。
環(huán)境擔(dān)憂與爭(zhēng)論
油氣勘探過(guò)程中使用的氣槍制造的聲波脈沖會(huì)傳播到幾百公里以外，在北極地區(qū)溫度極低的水域脈沖噪聲甚至?xí)兊酶鼜?qiáng)，傳播得也更遠(yuǎn)，可能會(huì)對(duì)一些生活在北極的鯨魚等哺乳動(dòng)物造成不良影響。因此，北極的油氣勘探不斷受到環(huán)保組織和當(dāng)?shù)卦用竦目棺h。據(jù)悉，2012年8月，綠色和平組織（Greenpeace）成員爬到井架上，試圖阻止作業(yè)。2013年9月，一群環(huán)境保護(hù)者再一次試圖阻止鉆井活動(dòng)，30名活動(dòng)者被押入摩爾曼斯克的監(jiān)獄監(jiān)禁數(shù)周。雖然環(huán)保組織的活動(dòng)沒(méi)有成功阻礙油田投產(chǎn)，但卻在一定程度上制約了北極油氣項(xiàng)目的開展，相關(guān)部門和企業(yè)在制定勘探計(jì)劃時(shí)不得不考慮其對(duì)環(huán)境的影響。
然而，科學(xué)家們并不認(rèn)同勘探活動(dòng)制造的聲波會(huì)危及北極鯨魚的觀點(diǎn)。在鯨魚被水下噪音傷害致死的案例中，軍事聲吶是噪音源，而軍事聲吶與工業(yè)噪聲有很大的不同。現(xiàn)今還沒(méi)有證據(jù)表明工業(yè)噪聲會(huì)導(dǎo)致鯨魚變聾。科學(xué)研究表明工業(yè)活動(dòng)不會(huì)（至少還沒(méi)有）對(duì)鯨魚造成生物學(xué)方面的影響，但是地震勘探可能會(huì)對(duì)其生存行為產(chǎn)生影響。迄今為止，有證據(jù)表明一旦工業(yè)噪聲減弱，鯨魚就會(huì)恢復(fù)其生殖活動(dòng)。因此，短期的工業(yè)噪聲不太會(huì)影響鯨魚的覓食和繁衍行為，但是在特定區(qū)域持續(xù)的高頻率噪聲對(duì)生物的影響情況尚不確定。
除了勘探噪聲，環(huán)保組織也在擔(dān)憂石油泄露對(duì)北極生物造成的不良影響。環(huán)保人士認(rèn)為鯨魚會(huì)不可避免地接觸到被石油污染的水體，進(jìn)而造成皮膚、眼睛和胃的損傷。勘探活動(dòng)對(duì)北極哺乳動(dòng)物造成的影響還不明確，但是關(guān)于環(huán)境問(wèn)題的討論已經(jīng)呈現(xiàn)出了兩極化的趨勢(shì)。
挑戰(zhàn)與前景
為了適應(yīng)北極極端的勘探環(huán)境，國(guó)家和公司不得不花費(fèi)大量的人力和物力用于新技術(shù)的研發(fā)和儀器的維護(hù)，因此高昂的成本是北極地區(qū)油氣開發(fā)的主要問(wèn)題。另一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源于環(huán)境方面。不僅有危害動(dòng)物的可能性和石油
泄漏事故，也有來(lái)自環(huán)保組織和原著居民不斷施加的壓力。最后是北極的地緣政治問(wèn)題，有人認(rèn)為，相比于中東的石油供應(yīng)商，該區(qū)域生產(chǎn)的石油將來(lái)自政局更穩(wěn)定國(guó)家。但實(shí)際上，由于沿岸各國(guó)的集體參與且各方需求各異，北極正在產(chǎn)生自身的政治問(wèn)題。然而，一旦目前的地緣政治問(wèn)題趨于穩(wěn)定，在北極地區(qū)和諧的合作關(guān)系將有望對(duì)該地區(qū)產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)積極的影響。
盡管困難重重，但各國(guó)在北極地區(qū)的勘探工作仍在陸續(xù)開展。除了北極地區(qū)的5個(gè)國(guó)家（美國(guó)、加拿大、俄羅斯、挪威和格陵蘭），重要的油氣進(jìn)口國(guó)如日本、韓國(guó)和印度等也都在通過(guò)各種途徑積極介入。隨著技術(shù)的進(jìn)步、市場(chǎng)對(duì)油氣資源需求量的增加和阻礙北極地區(qū)油氣資源開發(fā)的天然屏障逐漸消失，北極油氣資源開發(fā)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)可行性會(huì)越來(lái)越大。中國(guó)也應(yīng)該盡快把北極地區(qū)納入到自己的
海外油氣發(fā)展戰(zhàn)略中來(lái)，做好技術(shù)準(zhǔn)備，爭(zhēng)取及早進(jìn)軍。
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