海底石油:產品簡介,用途,產品占比,汽油,噴氣燃料,柴油,燃料油,石油溶劑,潤滑油

海底石油是埋藏于海洋底層以下的沉積岩及基岩中的礦產資源之一。海底石油（包括天然氣）的開採始於20世紀初，但在相當長時期內僅發現少量的海底油田，直到60年代後期海上石油的勘探和開採才獲得突飛猛進的發展。現在全世界已有100多個國家和地區在近海進行油氣勘探，40多個國家和地區在150多個海上油氣田進行開採，海上原油產量逐日增加，日產量已超過100萬噸，約占世界總量的百分之25。

基本介紹

中文名：海底石油
始於：20世紀初
日產量：已超過100萬噸
第一：波斯灣

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產品簡介

南美洲墨西哥灣。海上天然氣的儲量以波斯灣第一，被稱為“石油海”；北海第二；墨西哥灣第三。中國大陸架的海底石油產量遠景很大，很有可能成為將來的“石油海”。

用途

產品占比

石油產品可分為：石油燃料、石油溶劑與化工原料、潤滑劑、石蠟、石油瀝青、石油焦等6類。其中，各種燃料產量最大，約占總產量的90%；各種潤滑劑品種最多，產量約占5%。各國都制定了產品標準，以適應生產和使用的需要。

汽油

是消耗量最大的品種。汽油的沸點範圍（又稱餾程）為30 ~ 205°C，密度為0.70~0.78克/厘米3，商品汽油按該油在汽缸中燃燒時抗爆震燃燒性能的優劣區分，標記為辛烷值70、80、90或更高。號俞大，性能俞好，汽油主要用作汽車、機車、快艇、直升飛機、農林用飛機的燃料。商品汽油中添加有添加劑（如抗爆劑四乙基鉛）以改善使用和儲存性能。受環保要求，今後將限制芳烴和鉛的含量。

噴氣燃料

主要供噴氣式飛機使用。沸點範圍為60~280℃或150~315℃（俗稱航空汽油）。為適應高空低溫高速飛行需要，這類油要求發熱量大，在-50C不出現固體結晶。煤油沸點範圍為180 ~ 310℃主要供照明、生活炊事用。要求火焰平穩、光亮而不冒黑煙產量不大。

柴油

沸點範圍有180~370℃和350~410℃兩類。對石油及其加工產品，習慣上對沸點或沸點範圍低的稱為輕，相反成為重。故上述前者稱為輕柴油，後者稱為重柴油。商品柴油按凝固點分級，如10、-20等，表示低使用溫度，柴油廣泛用於大型車輛、船艦。由於高速柴油機（汽車用）比汽油機省油，柴油需求量增長速度大於汽油，一些小型汽車也改用柴油。對柴油質量要求是燃燒性能和流動性好。燃燒性能用十六烷值表示愈高愈好，大慶原油製成的柴油十六烷值可達68。高速柴油機用的輕柴油十六烷值為42~55，低速的在35以下。

燃料油

用作鍋爐、輪船及工業爐的燃料。商品燃料油用粘度大小區分不同牌號。

石油溶劑

用於香精、油脂、試劑、橡膠加工、塗料工業做溶劑，或清洗儀器、儀表、機械零件。

潤滑油

從石油製得的潤滑油約占總潤滑劑產量的95%以上。除潤滑性能外，還具有冷卻、密封、防腐、絕緣、清洗、傳遞能量的作用。產量最大的是內燃機油（占40%），其餘為齒輪油、液壓油、汽輪機油、電器絕緣油、壓縮機油，合計占40%。商品潤滑油按粘度分級，負荷大，速度低的機械用高粘度油，否則用低粘度油。煉油裝置生產的是採取各種精製工藝製成的基礎油，再加多種添加劑，因此具有專用功能，附加產值高。

潤滑脂

俗稱黃油，是潤滑劑加稠化劑製成的固體或半流體，用於不宜使用潤滑油的軸承、齒輪部位。

石蠟油

包括石蠟（占總消耗量的10%）、地蠟、石油脂等。石蠟主要做包裝材料、化妝品原料及蠟製品，也可做為化工原料產脂肪酸（肥皂原料）。

石油瀝青

主要供道路、建築用。

石油焦

用於冶金（鋼、鋁）、化工（電石）行業做電極。

除上述石油商品外，各個煉油裝置還得到一些在常溫下是氣體的產物，總稱煉廠氣，可直接做燃料或加壓液化分出液化石油氣，可做原料或化工原料。煉油廠提供的化工原料品種很多，是有機化工產品的原料基地，各種油、煉廠氣都可按不同生產目的、生產工藝選用。常壓下的氣態原料主要制乙烯、丙烯、合成氨、氫氣、乙炔、碳黑。液態原料（液化石油氣、輕汽油、輕柴油、重柴油）經裂解可製成發展石油化工所需的絕大部分基礎原料（乙炔除外），是發展石油化工的基礎。原油因高溫結焦嚴重，還不能直接生產基本有機原料。煉油廠還是苯、甲苯、二甲苯等重要芳烴的提供者。最後應當指出，汽油、航空煤油、柴油中或多或少加有添加劑以改進使用、儲存性能。各個煉油裝置生產的產物都需按商品標準加入添加劑和不同裝置的油進行調和方能作為商品使用。石油添加劑用量少，功效大，屬化學合成的精細化工產品，是發展高檔產品所必需的，應大力發展。

石油勘探

石油勘探，就是考證地質歷史，研究地質規律，尋找石油天然氣田。主要要經過四大步驟，即：確定古代的湖泊和海洋(古盆地)的範圍；然後從中查出可能生成石油的深凹陷來；第三步是在可能生油的凹陷周圍尋找有利於油氣聚集的地質圈閉;最後對評價最好的圈閉進行鑽探，查證是否有石油或天然氣，並搞清它有多少儲量。下面對這四個步驟的工作內容作一介紹。（具體的石油勘探技術方法後面有專題論述）

確定古湖泊古海洋的範圍

前面已經講到了，石油是在古代的湖泊或海洋的沉積物中生成的，油田也是在這裡形成的。因此，確定古湖古海(即古盆地)所在及其範圍當屬是首要的。

確定古湖古海的地質依據，主要是研究岩石和化石(古代保存在地層中的生物遺體或印模、痕跡等)。通過地質家們的研究，地球上的岩石種類極多，但最基本的可以分為三大類，一是火成岩(亦叫岩漿岩)，它是由地球深部的岩漿噴發到淺處或地面後，凝固而成的。電視中曾多次報導過現代火山噴發的壯觀場面，因此對這種岩石的來源與形成是好理解的。二是沉積岩，前面在油氣形成問題時，已談到了它的來源與形成過程了，它就是確定古湖古海最主要的物質依據。也就是說，哪裡有沉積岩，哪裡就是古代湖泊或海洋，這是毫無疑問的。三是變質岩，這主要是各種岩石(包括火成岩、沉積岩)，在地殼的變遷過程中因經受高溫高壓而改變了原來的性質變成了既堅硬又緻密的另一類岩石。

古湖泊和古海洋又怎樣區別呢?這主要是通過化石來確定和區分的。因為湖泊與海洋的生物特徵是大不一樣的。另外，即使同樣的沉積岩，湖泊和海洋岩石的物理化學性質也是不一樣的。簡單地說，是以當時水的鹹淡來分的，淡水為湖，鹹水為海……。

古湖古海的保存狀況對找油找氣的影響十分重要，在後來的地質變遷中，或遭受過風化剝蝕，造成殘缺不全；或遭到火成岩的侵入破壞；或經過嚴重的變質過程等等，這些情況也都要通過對岩石性質和地層保存的完整程度等方面考證其發育過程。

查明生油凹陷位置

不論是湖盆或者海盆，面積都很大，一般也有上萬平方公里，大如新疆的塔里木盆地，竟超過50萬平方公里。盆底的形態也是凹凸不平，很不規則的，有高低，有深淺，較低的部分稱之為凹陷，高的部位稱之為凸起或隆起，一般水中的生物遺體比較容易富集在盆底的低處，所以凹陷是被認為盆地中有利於生油的部位，當然也是較深的為好，故在明確了盆地範圍以後的第二步就是查明深凹陷的位置，也就是找出能夠生成較多油氣的地方。

尋找地質圈閉

尋找地質圈閉是尋找油田的中心環節。任何一個找油部門對這一工作都是十分重視的。地質圈閉有大有小，有深有淺，形態各異。例如大慶油田的大慶長垣，其圈閉面積達千餘平方公里，是迄今為止我國找到的最大儲油圈閉。當然也有小到不足一個平方公里的，有的單獨的含油圈閉只有一口油井。地質圈閉有的可以部分地露出地面，甚至一座高山即為一個完整的地質圈閉；有的埋藏很深，地表完全看不出來。我國有能力探測到的圈閉埋深，大約在五、六千米深左右，在這個深度以內，用人工地震的方法可以查得比較準確，鑽井也能夠得著。尋找圈閉自然也是一個由淺入深、由大到小的過程，對於深而小的圈閉，找到它當然是很困難的，它要求的技術精度、難度要比一般情況下高的多。

找到地質圈閉以後，還要對圈閉進行是否具備儲油條件的研究和評價工作。一般來說，在靠近生油凹陷的地質圈閉，有利於油氣運移進去，成為有希望的油田，而對其他地方的圈閉，評價就要低一些。再則各個圈閉本身的保存是否完整，可儲藏油量的大小等情況也需要進行研究和評價。

鑽探油氣田

對所找到的地質圈閉，裡面是否儲藏著石油或天然氣，在沒有對它進行鑽井驗證之前，一般是很難給以定論的。因此，對地質圈閉進行鑽探，這是尋找油田的最後一個步驟，也是極其重要、極其關鍵的一個步驟。其重要性及關鍵性在於，這個步驟中所採取的一切技術和手段，它都關係到一個油田能否順利誕生以及它的實際命運問題。

在油田發現史上有不少這樣的情況：一個圈閉本來是充滿了石油的，但因鑽探技術及方法不當，而沒有發現其中的油氣，直到若干年後，人們再次認識，再次鑽探時才證實是個油田；還有的在首次鑽探中就發現了油層，但其中油氣就是出不來或油氣產量很低、結果評價為沒有工業開採價值而棄置一旁，可是以後的重新鑽探或經過一定的技術措施，又噴出了高產油氣流。可見，鑽探是發現油氣田至關重要的一步，它與前面的工作關係，如同十月懷胎與一朝分娩那樣，所以必須十分認真對待。

在盆地內或一個圈閉上第一口或第一批探井應該打在什麼位置，這是要綜合考慮多種資料以後才能確定的。其實，第一口井就找出油田來的可能性是比較小的，如新疆克拉瑪依因為旁邊有黑油山可以看得見，它就是第一號探井生油的。至於我國東部在覆蓋區找油田，就不那么容易了，大慶油田的第一口出油井是松基3井，說明在此以前至少已有了兩口空井；勝利油田的第一口出油探井是華8井，說明在此之前曾經至少打了7口乾井；大港油田是在打了近20口探井以後才發現的；任丘油田的第一口出油井是任4井，在它以前，曾經有5口以上的井落了空。當然，確定探井井位也不是無章可循、完全盲目的，簡單而言，以找油為目的的探井(另有以探明地層為目的的井稱之為基準井或參數井)總是儘可能定在圈閉的最高位置，其理由就是油和氣總是浮在水的上面。這裡的所謂"高"是指含油層的“高”。地質結構十分複雜，因而“高”也不是絕對的高，形象地比喻：如果要鑽探的圈閉象個反扣著的碗或盆，第一口探井就定在拱起的碗或盆底上；如果這個圈閉象一條豎放著的大魚，第一口井位就定在其脊背的高處；如果圈閉象一塊傾斜的板(克拉瑪依),探井就定在它的上方。也有極少的例外，比如一般人的頭髮都在頭頂上最密，但禿頂者卻在頭部的周圍才有頭髮，如果一定要在頭頂去剪髮，只會徒勞無益，新疆準噶爾盆地就有這樣的實例，五十年代在其最高處打成了一口探井，一無所獲，到了八十年代又在四周較低處打井，卻出了油，用“禿頂”周圍的頭髮來比喻，確有相似之處。也有確實在“盆底”找到油的，猶如炒菜的鍋里放點油，它不可能停在鍋沿上，這是因為這裡的地層里幾乎沒有水，石油不占密度差的優勢浮起來，只好“沉底”了，這種實例很少，所以“高處找油”仍然是首先應當遵循的準則。

當一個地質圈閉經鑽探後，有一口井獲得了有工業開採價值的油氣流，這就算是找到了一個油田。但是，還必須進一步把這個油田的具體範圍和出油能力搞清楚。因此，在鑽探過程中發現油氣之後，就應立即查清油層的層數、深度、厚度，並要搞清油層的岩性和其他物理性質，還要對油層進行油氣生產能力的測試和原油性質的分析。然後再進行擴大鑽探，進一步探明圈閉含油氣情況，算出地下的油氣儲藏量有多少。這樣，對單獨個油田來說，它的初步勘探工作就算結束了。

最後這裡還需加以說明的是，在實際尋找油田的工作中，這個步驟不可能絕然分開進行，而總是相互聯繫、交錯進行的。找有利生油凹陷的過程中，往往也同時就找到了地質圈閉;在找地質圈閉過程中，也會發現新的沉積地層或新的生油凹陷；在鑽探圈閉時，也會發現新的生油層和儲集層，以致給人們增加許多新的認識。總的來說，尋找油田的過程，一方面是人們對地下情況不斷積累資料、深化認識的過程，一方面又是找油技術不斷進步的過程。

分布

埋藏在海底的石油和天然氣，不論其生成條件是否屬於海洋環境，都列入海底石油資源。

近40多年來海上石油勘探工作查明，海底蘊藏有豐富的石油和天然氣資源。據1979年統計，世界近海海底已探明的石油可采儲量為220億噸，占當年世界石油探明總可采儲量的24%；近海海底已探明的天然氣儲量為17萬億立方米，占當年世界天然氣探明總可采儲量的23%。

美國石油地質學家H.D.赫德伯格認為全球具有含油氣遠景的海洋沉積盆地面積共有7800萬平方公里，約與陸地上具有含油氣遠景的沉積盆地面積相當。

據美國石油地質學家L.G.威克斯1973年估計：世界上水深300米以內海底潛在的油氣資源量約有1000億噸原油和相當於556億噸原油的天然氣，還有500億噸二次可采原油以及300億噸重質原油。

油氣藏的形成包括油氣的生成、運移和儲集等一系列複雜過程。海底沉積物內富含有機殘餘物，其主要來源為浮游生物（如藻類）和細菌。這些有機碎屑物隨同泥沙沉到海底後，富含有機物的細粒沉積在缺氧的條件下開始有機物化學性質的轉變。微生物活動是這種轉變的主要因素之一。細菌作用產生的甲烷氣體可在沉積淺部儲層中出現或形成氣體水合物。石油生成需要50～60°C以上的溫度、一定的壓力和一定的地質年代。這樣的條件在埋藏深度大於1000米時才能達到。原始有機物質的類型在生成油或氣的相對豐度方面起著重要作用。富含浮游生物、細菌等有機質的沉積物與湖泊、瀉湖或海洋沉積環境有關，這類有機質被認為是生成石油的主要母質。植物表皮、孢子、花粉、樹脂質和木質素等有機質的沉積物與近岸環境和河流相沉積環境有關，樹脂質和木質素等被認為是生成天然氣的主要母質。殘餘有機碳達 0.5%以上的泥岩和頁岩被認為是有利的生油岩。殘餘有機碳超過0.1%的碳酸鹽岩也可以是好的生油岩。

沉積岩內生成的烴類，經過運移進入多孔粗粒的沉積層或有孔隙和裂隙的岩層內聚集。這類孔隙性儲集層多屬於海退或海侵期的濱海相、河流相或生物礁相沉積。粗粒沉積物還可能被海洋濁流帶到海底形成濁積岩，與細粒富含有機物的生油岩間互成層，形成良好的生油、儲油和蓋層組合。

石油與天然氣只有聚集在具有封閉條件的各種類型圈閉內（如構造圈閉、地層圈閉或混合圈閉等）才能形成油氣藏。海底油氣藏的圈閉類型大多屬於穹窿背斜構造，其次為由斷層活動形成的滾動背斜或傾斜斷塊構造，不整合面形成的生物礁構造或潛山構造，鹽膏層、軟泥岩或火山岩形成的底辟構造，以及深海扇、濁積砂、沿岸砂壩、河道砂和三角洲形成的地層-岩性圈閉等。由於重力分異作用，天然氣聚集在含油氣構造的頂部，中部為油環，低處為水體。或因生油母質類型不同和差異聚集或油氣運移等因素，一個構造帶可能全部為氣田，另一個構造帶全部為油田。

在世界大洋中，深海洋盆與大陸邊緣、小洋盆的油氣遠景有明顯的不同。

深海洋盆區

深海洋盆區上覆沉積層一般較薄(平均為0.5公里)，有機質含量較低，地溫偏低，地層多呈水平產狀，沉積物粒度細等，缺乏良好的儲集條件。大洋中脊頂部雖然地溫高，但沉積層極薄或缺失。因此，90%的深海洋底缺乏油氣遠景。但在某些被動大陸邊緣的外側，巨厚的陸緣沉積物延伸至深洋區，可有一定油氣遠景，如北美東部、阿根廷、南極洲和非洲西部岸外的深洋區。一些由大陸邊緣延伸至洋盆區的海嶺，如鯨魚海嶺、科科斯海嶺和納斯卡海嶺等，其附近可堵截形成較厚的沉積層，可望含有油氣。洋盆中的微型陸塊及其周緣海域，一些火山島和無震海嶺的周圍海域，也可能含有油氣。

大陸邊緣與小洋盆鄰近陸地

大陸邊緣與小洋盆鄰近陸地,常有大河注入，通常覆有較厚的富含有機質的沉積物。在南、北美洲東緣、亞洲南緣、非洲和歐洲西緣、非洲東緣、歐亞和北美洲北緣以及南極洲周緣的一些海域，沉積厚度可達10公里以上。有的沉積層粒度較粗，三角洲沉積、生物礁和濁流沉積層可構成良好的儲層。一些小洋盆海域閉塞，海水循環受阻；在被動大陸邊緣發育的早期(大陸破裂階段)，環境也比較閉塞，故有利於有機質的保存。可見，大陸邊緣和小洋盆地區蘊藏著豐富的油氣資源。海上油氣田，大都分布在淺海陸架區。

大陸架

大陸架對石油的生成和聚集具有許多有利條件。陸架區生油有機物來源豐富。快速的沉積和沉降有利於有機物的保存。較高的地溫有利於有機質轉化成石油和天然氣。儲油層的多孔性和滲透性有利於生油岩中烴類的排出和運移。構造運動形成多種類型的圈閉。巨厚的沉積蓋層足以防止油氣的散失。加之水深較小，便於開發，因此海底石油資源的勘探和開發主要集中在大陸架區。然而，水深較大的大陸坡和大陸隆，也擁有良好的油氣遠景。

近20年來，世界各地共發現了1600多個海洋油氣田，其中70多個是大型油氣田。已開發的近海油氣田主要有中東波斯灣的背斜圈閉型油氣田，美國墨西哥灣和西非奈及利亞的三角洲相沉積滾動背斜型油氣田和鹽丘構造型油氣田,委內瑞拉馬拉開波湖的斷塊型油氣田，歐洲北海南部的二疊系斷裂背斜氣田、中部的第三系背斜油氣田和北部的侏羅系傾斜斷塊-潛山油氣田,東南亞在印尼、馬來西亞、汶萊和泰國灣亦已發現了一系列第三系背斜油氣田。

中國有遼闊的海域和大陸架。渤海、黃海、東海和南海水深淺於200米的大陸架面積為100多萬平方公里。渤海、黃海和北部灣屬於半封閉型的大陸架。東海和珠江口外屬於開闊海型的大陸架。幾條流域面積廣大的江河由陸地攜帶入海的泥沙量每年超過20億噸。中國大陸架的生儲油條件是有利的。經物探工作查明，中國近海具有含油氣遠景的沉積盆地有7個，面積共達70萬平方公里(表2)。

中國於1960年開始在海南島西南的鶯歌海進行海上地球物理測量和鑽井。1967年以來，先後在渤海(1967)、北部灣(1977)、鶯歌海(1979)和珠江口(1979)獲得工業油流。中國近海大陸架海底石油資源的勘探和開發工作已逐步開展。

形成

在遼闊的海底蘊藏著豐富的石油和天然氣資源。我國有將近460萬平方公里的遼闊海域，有18000多公里的漫長海岸線，淺海大陸架開闊，渤海、黃海、東海及南海的南北兩翼都有面積廣大、沉積巨厚的大型盆地，石油和天然氣的蘊藏量極大，我國的海洋石油開採已初具規模。蘊藏在海底的石油和天然氣是有機物質在適當的環境下演變而成的。這些有機物質包括陸生和水生的繁殖量大的低等植物，死亡後從陸地搬運下來，或從水體中沉積下來，同泥砂和其它礦物質一起，在低洼的淺海環境或陸上的湖泊環境中沉積，形成了有機淤泥。這種有機淤泥又被新的沉積物覆蓋、埋藏起來，造成氧氣不能自由進入的還原環境。隨著低洼地區的不斷沉降，沉積物不斷加厚，有機淤泥所承受的壓力和溫度不斷增大，處在還原環境中的有機物質經過複雜的物理、化學變化，逐漸地轉化成石油和天然氣。經過數百萬年漫長而複雜的變化過程，有機淤泥經過壓實和固結作用後，變成沉積岩（也叫水積岩），形成生油岩層。

沉積岩最初沉積在象盆一樣的海洋或湖泊等低洼地區稱為沉積盆地，沉積盆地在漫長的地質演變過程中，隨著地殼運動所發生的“滄海桑田”的變化，海洋變成陸地，湖盆變成高山，一層層水平狀的沉積岩層發生了規模不等的撓曲、褶皺和斷裂現象，從而使分散混雜在泥砂之中具有流動性的點滴油氣離開它們的原生之地（生油層），經“油氣搬家”再集中起來，儲集到儲油構造當中，形成了可供開採的油氣礦藏，所以說沉積盆地是石油的“故鄉”。在儲油構造里，由於油、氣、水比重不同而發生重力分異：氣在上部，水在下部，而石油層居中間。儲油構造包括油氣居住的空間--儲集層；覆蓋在儲集層之上的不滲透層--蓋層；以及遮擋油氣進入後不再跑掉的“牆”--封閉條件。只要能找到儲油構造，就可以找到油氣藏。油氣藏往往是兩種或幾種類型的油氣藏複合出現，多個油氣藏的組合，就叫油氣田。

開採

海底石油的生產過程一般分為勘探和開採兩個階段。海上勘探原理和方法與陸地上勘探基本相同，也分普查和詳兩個步驟。其方法是以地球物理勘探法和鑽井勘探法為主，其任務是探明油氣藏的構造、含油麵積和儲量。變查是從地質調查研究入手，主要通過地震、重力和磁力調查法尋找油氣構造。在普查的基礎上，運用地球物理勘探分析了解海底地下岩層的分布、地質構造的類型、油氣圈閉的情況確定勘探井井位。然後，採用鑽井勘探法直接取得地質資料，分析評價價和確定該地質構造是否含油、含油量及開採價值。

海底石油的開採過程包括鑽生產井、採油氣、集中、處理、貯存及輸送等環節。海上石油生產與陸地上石油生產所不同的是要求海上油氣生產設備體積小、重量輕、高效可靠、自動化程度高、布置集中緊湊。一個全海式的生產處理系統包括：油氣計量、油氣分離穩定、原油和天然氣淨化處理、輕質油回收、污水處理、注水和注氣系統、機械採油、天然氣壓縮、火炬系統、貯油及外輸系統等。

供海上鑽生產井和開採油氣的工程措施主要有：①人工島，多用於近岸淺水中，較經濟。②固定式採油氣平台，其形式有樁式平台（如導管架平台）、拉索塔式平台、重力式平台（鋼筋混凝土重力式平台、鋼筋混凝土結構混合的重力式平台）。③浮式採油氣平台：其形式又分：a.可遷移式平台（又稱活動式平台），如坐底式平台（也稱沉浮式平台）、自升式平台、半潛式平台和船式平台（即鑽井船）。b.不遷移的浮式平台，如張力式平台、鉸接式平台。④海底採油裝置：採用鑽水下井口的辦法，將井口安裝在海底，開採出的油氣用管線直接送往陸上或輸入海底集油氣設施。

供開採生產的油氣集中、處理、轉輸、貯存和外運的工程設施：①裝有集油氣、處理、計量以及動力和壓縮設備的平台。②貯油設施，包括海上儲油池、儲油罐和儲油船。③海底輸油氣管線。④油氣外運碼頭，包括單點系泊裝置和常規的海上碼頭（有固定式和浮式兩種）。

海底石油