深海油氣田開發(fā)方案研究

蔣志勇

摘 要：深海油氣代表了當今世界石油開發(fā)的一大趨勢，并成為世界各國競爭的熱點。我國海洋油氣資源潛力十分巨大，但與陸地石油勘探相比，深海油氣勘探整體上處于早期階段，同時與世界先進國家也存在較大的差距，加快深海油氣開發(fā)已成為我國當前石油戰(zhàn)略發(fā)展的重要課題。

關(guān)鍵詞：深海;油氣田開發(fā);方案;研究;發(fā)展

0 引言

由于深海油氣資源豐富，深海油氣田的平均儲量明顯大于淺海，單位儲量的綜合成本并不高，加之國際油價暴漲，因此越來越多的石油公司開始涉足深海油氣勘探開發(fā)。深海石油開發(fā)在我國顯得是如此刻不容緩。隨著海洋開采范圍的日益擴大，陸上及淺海石油資源的日趨枯竭，深海石油開發(fā)已經(jīng)成為石油工業(yè)的重要前沿陣地。

1 深海油氣田開發(fā)難點

1.1 深海石油開發(fā)的概況 深海油氣勘探的程序是，先派出勘探船給地球做個CT，通過圖像波紋判斷深海是否有油氣資源。然后用鉆井平臺打作業(yè)井，采樣本分析含油構(gòu)造，采集多個樣本進行總產(chǎn)量評估，進行成本核算，最后才決定是否開采。海油氣資源開發(fā)的難度和風險很大。

1.2 深海環(huán)境問題 作業(yè)環(huán)境水深、風急、浪大，作業(yè)船如何保持平穩(wěn)操作，是重點所在。在臺風、巨浪中，必須保持作業(yè)平臺穩(wěn)定，讓鉆桿深入海底，不折斷、不彎曲。深海油田的壓力是海平面壓力的2000倍以上，這導(dǎo)致深海油氣溫度超過200攝氏度，并充滿硫化氫等腐蝕性物質(zhì)，深海油氣田的海洋平臺整個都是鋼管焊接起來的，海水的腐蝕性很強，如果不防護的話很容易生銹，增加了開采難度。而且將石油從海底輸送到海平面需要大量特殊管線，深海鉆井平臺必須造得十分龐大，否則無法在海面上漂浮。我國的深海開發(fā)設(shè)備和技術(shù)距離形成系統(tǒng)作業(yè)和施工作業(yè)深水作業(yè)船隊還有很大差距，深水核心技術(shù)僅掌握在少數(shù)幾個國家手中，引進中存在技術(shù)壁壘;我國目前來說還遠遠不能滿足深海開發(fā)的實際需求，同時與之配套的深水作業(yè)能力還處于探索階段。

1.3 深海石油的運輸 當深海石油被開采出來后，先由海底石油集輸管道、干線管道和附屬的增壓平臺一起，將石油從深海送到海平面附近，然后用運油船或從陸地到海面的管道，將石油運到陸地上。兩種方式成本都很高。鋪設(shè)管道耗資巨大，但可多次使用。船運則要租借大型運油船，每次都花費不菲。

1.4 成本問題 深海石油開采的成本很高，是陸地同等產(chǎn)能油井成本的3—15倍，深海鉆探對后勤保障也提出很高要求。石油平臺可能遠在離陸地數(shù)百英里外，給工人運送食品、水和工具等物資有很大困難。日本海洋鉆探時會讓海上自衛(wèi)隊提供后勤以及安全保障。

1.5 漏油風險 深海鉆井存在的漏油風險也十分巨大。不斷的發(fā)展過程中海上石油開采技術(shù)的進步已大大減少石油泄漏。海床上的自動切斷閥、防止地層壓力超過井內(nèi)壓力造成井噴的機械裝備等技術(shù)的采用，降低了漏油風險。但是仍具有很大的隱患問題。并且由于發(fā)展時間較短技術(shù)的不成熟造成了海上應(yīng)急處理技術(shù)、裝備差距大;我們在應(yīng)對海上溢油等重大事故時，裝備和技術(shù)需要繼續(xù)加強，一些特殊技術(shù)需要加強研究，如輕質(zhì)油膜回收技術(shù)和裝備研制等。

2 深海油氣田開發(fā)方案研究

2.1 開采平臺問題 在深海石油開發(fā)工作當中，深水平臺是一個必不可少的工程，目前來說我國常用的深水浮式平臺主要有SPAR、SS、TLP、FPSO等，隨著深水平臺的不斷研究和發(fā)展，有一種新型的形態(tài)應(yīng)用，S-Spar，這種平臺應(yīng)用具有很多方面的優(yōu)點，適用于500-3000m的石油開發(fā)工程，具有運動穩(wěn)定性好、吃水深、水線面積小等特點，我國研究人員提出了一種新的應(yīng)用方案，是在負壓桶形基礎(chǔ)上研究的一種適用于更深水的張力腿平臺整體負壓基礎(chǔ)的方案，并且通過詳細的計算證明了可行性，為深海油氣田開發(fā)平臺的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。

2.2 海底管線 在深海開發(fā)工程中，巨大的靜水壓力是一個主要的障礙，除此之外，軸向拉力以及彎曲也影響到管道安全性問題，在開采方案中采用了海底管道S型鋪設(shè)方式，通過懸鏈線理論建立管道靜平衡微分方程，理論分析計算管道整體形態(tài)，并且結(jié)合計算機技術(shù)開發(fā)了相應(yīng)程序，能夠?qū)Σ煌睢⒐軓?、托管架長度等進行參數(shù)的計算，通過大量的計算和試驗得出，混凝土配重層厚對管道鋪設(shè)形態(tài)的影響幾乎可以忽略，鋪管船托管架底端傾角以及管徑問題、控制力問題則對管道鋪設(shè)形態(tài)影響較大，通過對管道鋪設(shè)問題的研究能夠有效的解決油田開發(fā)之后的運輸問題。

2.3 深海鉆完井 深海鉆完井的關(guān)鍵設(shè)備之一就是隔水管，隔水管的應(yīng)用是為了隔離海水影響、引導(dǎo)鉆具工作、循環(huán)鉆井液等，并且隔水管連接了浮式鉆井裝置，在整個系統(tǒng)當中十分重要并且較為薄弱，這就需要對隔水管進行有效的保護才能順利完成鉆井作業(yè)。提高我國隔水管設(shè)計及應(yīng)用就需要不斷的借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗，結(jié)合我國自身情況進行研究和試驗，ABS鉆進技術(shù)很好地提升了深水作業(yè)能力，對我國深水鉆井起到了推進作用。

2.4 油氣分離及水下儲油 油氣水的分析在油氣的生產(chǎn)、運輸、存儲全過程中不可忽視，復(fù)合式分離方法目前得到了充分的發(fā)展，通過重力、離心、膨脹的概念實現(xiàn)了油氣水分離的實驗，在海上現(xiàn)場的應(yīng)用還需要不斷研究，水下儲油方式是一個偉大的設(shè)想，就是直接將海底開發(fā)的原油進行水下存儲，生產(chǎn)區(qū)直接設(shè)立浮式系泊裝置，這種儲油方式打破了水深的限制，造價也不會由于水深而大大增加，適用于深海開發(fā)，并且水下儲油方式相較于浮式儲油結(jié)構(gòu)強度要求更低，是一個重要的開發(fā)方向。

3 結(jié)語

綜上所述，我國油氣開發(fā)的不斷發(fā)展和全球競爭的激烈性促使我們必須加快深海石油開發(fā)的步伐，打破技術(shù)壁壘，自主研發(fā)設(shè)備和方法，站在國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略高度提起重視，正確地按照制度的導(dǎo)向不斷完善和發(fā)展深海石油開發(fā)。

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