水下采油樹在深海油氣田開發(fā)中的應(yīng)用

楊士魁

摘?要：在飛速發(fā)展的今天?，人們越來越意識到陸地上油氣資源的匱乏，越來越多的人將目光投向了油氣資源豐富的海洋。我國海洋疆域十分遼闊，同時其中蘊(yùn)藏有豐富的油氣資源。尤其在我國南海，其油氣蘊(yùn)藏量約占我國陸地油氣資源總量的三分之一，故在世界上享有“中國的波斯灣”之美譽(yù)。但是，在各種不穩(wěn)定因素的作用下我國在海洋上的油氣開發(fā)并不盡如人意。其中，科技因素的制約最為關(guān)鍵。水下采油樹技術(shù)作為深海采油氣最為合理的方式一直以來被國外先進(jìn)科研機(jī)構(gòu)掌控著。在筆者看來，深海油氣田開發(fā)注定將以水下采油樹技術(shù)為主導(dǎo)。因此，我國想要在深海采油中取得突破必須攻克水下采油樹這一難題。在此，筆者通過調(diào)查整理介紹了水下采油樹在深海油氣田開發(fā)中的應(yīng)用，希望能為我國水下采油樹技術(shù)的進(jìn)步提供一些靈感和思路。

關(guān)鍵詞：水下采油樹;油氣田開發(fā);發(fā)展趨勢

前言

我們國家的海洋油氣開發(fā)已有近五十年的歷史了。但是，開采的范圍大部分還僅僅局限于近海區(qū)域，對于深海油氣的開發(fā)不是很理想。當(dāng)前世界海洋油氣開發(fā)領(lǐng)域大多數(shù)對深海的標(biāo)準(zhǔn)定義為三百米。而我國超過深海標(biāo)準(zhǔn)的海域有近一千五百萬平方千米，但是由于技術(shù)原因至今仍有很大一片區(qū)域并未勘察到位。隨著一個個技術(shù)難題的攻破，我國未來的深海油氣田的開發(fā)事業(yè)必將面臨一個鼎盛的時期。

1.水下采油樹的種類和特點(diǎn)

眾所周知，在深海油氣田開發(fā)過程中，水下設(shè)備是必不可少的。這其中包括水下采油樹、水下控制系統(tǒng)、原油輸出管道、跨接管、水下分離設(shè)備等等。其中又以水下采油樹最為關(guān)鍵。

自從上世紀(jì)六十年代第一臺水下采油樹誕生始，至今已有大約五十年的歷史。水下采油樹經(jīng)過近五十年的研究發(fā)展，從開始時實(shí)用水深僅三十米到現(xiàn)在實(shí)用水深近三千米。從不足到完善的過程中，水下采油樹也產(chǎn)生了許多種類令水下采油樹的實(shí)用性得到了最大的提升。在世界油氣開發(fā)領(lǐng)域把這些不同種類的水下采油樹大致分為兩大類。

1.1按照采油樹工作方式來分

由于世界各地的水域環(huán)境不盡相同，因此，人們研究出各種適用于不同環(huán)境的水下采油樹。大致可分為沉箱式采油樹、干式采油樹、濕式采油樹和干/濕式采油樹這四種。

（1）沉箱式采油樹。這種形式的采油樹是將采油樹（包括主閥、連接器和水下井口）浸入海床以下的導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)行工作的。這種方式可以大幅度減少采油樹受到外部干擾而造成工作失誤或損壞。但是，沉箱式采油樹也比其他形式的采油樹成本高，這也是其一大劣勢。

（2）干式采油樹。此種方式需要把采油樹固定在海底的密封艙中，另外密封艙必須保持與外界一樣的壓力和溫度。工作人員需要進(jìn)入到密封艙中對采油樹進(jìn)行控制與檢修。作為最早的一種采油樹，它的不足之處是不言而喻的。首先，干式采油樹的技術(shù)要求和制作成本較高，并且內(nèi)部一起也十分緊密復(fù)雜，操作難度大。其次，位于深海工作人員需進(jìn)入密封艙內(nèi)工作，這種工作方式隱患巨大。因此，干式采油樹在水下采油樹的發(fā)展過程中漸漸被其他的水下采油樹所取代。

（3）濕式采油樹。濕式采油樹是目前應(yīng)用最為廣泛的一種采油樹形式，它將采油樹主體完全暴露于水中，僅通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制進(jìn)行工作。正因此工作人員可以不用在存在安全隱患的水下進(jìn)行工作，所以收到了這一領(lǐng)域的廣泛肯定。

（4）干/濕式采油樹。此種采油樹有一個類似潛艇的水艙，可以控制排水或加水。正因如此，它可以切換干濕兩種狀態(tài)。工作時，保持濕式狀態(tài);維修時。保持干式狀態(tài)。這種采油樹因?yàn)槭址奖?，在世界油氣開發(fā)領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用。

1.2按照采油樹的內(nèi)部構(gòu)造來分

水下采油樹按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同可分為立式采油樹和臥式采油樹。

（1）立式采油樹。立式采油樹必須將主閥等主要部位垂直于鉆井口內(nèi)部。這種采油樹技術(shù)較為成熟，制作費(fèi)用相對來說也較為低廉。但是，由于立式采油樹需要在鉆井完成前放在合適的位置，這就需要在鉆井是還要對采油樹進(jìn)行挪動，因此，立式采油樹安裝方面還是較為麻煩的。

（2）臥式采油樹。與立式采油樹不同，臥式采油樹的主閥等部位不需要垂直于鉆井口內(nèi)部，而是需要放在水平位置。并且，臥式采油樹是在油井鉆好后再安裝，不需要挪動。但是，其成本相對立式采油樹較高的難題還需要進(jìn)一步的研究才可能改變。

2.我國水下采油樹應(yīng)用現(xiàn)狀和建議

在如今我國的海上油氣田中，水下采油樹的應(yīng)用還不是很成熟。我國應(yīng)用水下采油樹的油氣開發(fā)區(qū)域僅有流花11-1油田、荔灣3-1氣田等幾個。與國外相比還是太少。經(jīng)筆者調(diào)查，截至2013年國外的水下采油樹應(yīng)用油氣開發(fā)區(qū)域已超過400余處，其中水下采油樹最深已達(dá)到了3000米，而我國的荔灣3-1氣田最多才為1500米。

從上述問題可以得知，我國解決水下采油樹問題的要求已迫在眉睫。水下采油樹作為海洋油氣開發(fā)的核心技術(shù)，眾多核心技術(shù)已被國外各大廠商壟斷，因此我國的深海油氣開發(fā)進(jìn)度并不理想。為打破壟斷提高我國油氣開發(fā)程度，筆者提出以下建議：首先，政府方面應(yīng)加大對專利技術(shù)的審查力度和專利人的獎勵制度，給廣大科研人員提供足夠的物質(zhì)保障。努力制定符合我國海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略和我國當(dāng)前海洋現(xiàn)狀的政策，鼓勵企業(yè)研究發(fā)展深海油氣采集技術(shù)并進(jìn)行資金支持。其次，企業(yè)方面應(yīng)加大科研方面資金投入，積極引進(jìn)國外先進(jìn)科研技術(shù)和先進(jìn)的專業(yè)人才。并且，抓住與國外廠商合作的機(jī)會，努力汲取知識，提升我國水下采油樹的研究水平。最后，科研人員應(yīng)選定正確的研究方向，并積極與國外研究人員進(jìn)行交流抓住靈感，適時進(jìn)行技術(shù)的再創(chuàng)新。

3.結(jié)語

隨著科教興國和海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的提出，我國對海洋油氣的開發(fā)要求又更近了一步。水下采油樹在世界油氣開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用大幅提升了油氣開采效率和水平，我國對這一技術(shù)的應(yīng)用也有了一定的水平。但是，較發(fā)達(dá)國家而言我國還是起點(diǎn)較低，這些都導(dǎo)致了我國水下采油樹技術(shù)的水平偏低，采油樹的發(fā)展也不盡完善。在本文中筆者就水下采油樹發(fā)展程度和我國在這一技術(shù)的發(fā)展水平展開了分析，希望能為我國深海油氣開采事業(yè)的發(fā)展提供些許幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]張亮，張璽亮，孫子剛，馬認(rèn)琦，孟召蘭.深水油田立式水下采油樹安裝操控作業(yè)[J].石油鉆采工藝，2012（S1）

[2]金向東，林華春.海上油氣田水下生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備與技術(shù)[J].油氣田地面工程.?2012（04）

[3]郭西水，張林，肖良平，馮大鵬.深水完井技術(shù)研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2011（04）

[4]王定亞，鄧平，劉文霄.海洋水下井口和采油裝備技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].石油機(jī)械，2011（01）