海洋石油工程深水油氣田開發(fā)技術(shù)

孫 曄

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300450）

前言

人類隨著全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，不斷增加對油氣資源的需求，而日益枯竭的陸地石油資源，使得現(xiàn)階段人們對于深海石油資源開發(fā)作為必然選項(xiàng)。豐富的油氣資源使得我國現(xiàn)階段對于深水海底施工技術(shù)及裝備進(jìn)行生源性處理，提高整體能力，以堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)繼續(xù)投產(chǎn)，為后續(xù)項(xiàng)目規(guī)劃奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

一、海洋石油工程深水油氣田開發(fā)現(xiàn)狀

我國海洋石油開發(fā)中所應(yīng)用的海上油氣勘探及開采作為當(dāng)前主要研發(fā)方式，在實(shí)際工作中前海區(qū)作為開采工作的集中點(diǎn)，近年來隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也推動(dòng)相關(guān)技術(shù)不斷完善，而在新發(fā)展中深水勘探開發(fā)技術(shù)獲得較為顯著的成就[1]。近年來，海上油氣工業(yè)以將深海油氣田開發(fā)作為當(dāng)前熱點(diǎn)，在我國海洋石油及天然氣工程設(shè)計(jì)建造相關(guān)領(lǐng)域，其以沉淀較多經(jīng)驗(yàn)以及良好的設(shè)計(jì)能力領(lǐng)先于國際水平。我國在海洋深水油氣田開發(fā)工作中以自主設(shè)計(jì)提供專業(yè)技術(shù)服務(wù)，并對國際關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行分析研究，設(shè)計(jì)符合我國當(dāng)前實(shí)際情況的海洋工程主流軟件，以其自身所具有的建造能力優(yōu)化與提升整個(gè)主體改造。對現(xiàn)有淺水區(qū)廢棄平臺予以拆除處理，為后續(xù)深海探測工作奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。而油氣開發(fā)工藝，依據(jù)我國當(dāng)前海洋水深范圍及其鉆井操作技術(shù)與上部設(shè)施要求，結(jié)合當(dāng)前深海油氣田開發(fā)現(xiàn)實(shí)條件與實(shí)際技術(shù)設(shè)置水下填口，并為各項(xiàng)工作及工程設(shè)施進(jìn)行積極工作籌備。

二、海洋石油工程深水油氣田開發(fā)技術(shù)

1.浮式生產(chǎn)裝置水動(dòng)力性技術(shù)

深水工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)通過三個(gè)“五年計(jì)劃”攻關(guān)，構(gòu)建深水工程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，為我國深水工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)及相關(guān)體系建立提供助力、而針對深水工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用，主要以浮式生產(chǎn)裝置水動(dòng)力性能及相關(guān)技術(shù)為依據(jù)，通過深水水池實(shí)驗(yàn)所設(shè)立的浮式生產(chǎn)裝置，對現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)?zāi)M技術(shù)予以掌握應(yīng)用，保證深水生產(chǎn)裝置水動(dòng)力的性能，而在相關(guān)性能試驗(yàn)中對于各類型沉浮式水動(dòng)力進(jìn)行深入分析，保證實(shí)驗(yàn)方法及應(yīng)用的相互性與有效性，進(jìn)一步提升動(dòng)力性能實(shí)驗(yàn)，為后續(xù)整體設(shè)計(jì)方案提供有效依據(jù)。而采用的水下生產(chǎn)系統(tǒng)測試及實(shí)驗(yàn)性系統(tǒng)目的在于在水下關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)用時(shí)對其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，提高整體性能，保證工廠驗(yàn)收后所采取的集成測試，符合當(dāng)前檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)保證質(zhì)量，以其提高性能指標(biāo)[2]。而現(xiàn)階段所采用的主要以水下閥門執(zhí)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為主，通過對其測試平臺的水下模塊控制，保證多項(xiàng)流量壓力系統(tǒng)得到合理控制，進(jìn)一步提高反應(yīng)能力。而水下閥門及相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所設(shè)立的專門測試系統(tǒng)，作為我國海洋深水油氣田所應(yīng)用的完整產(chǎn)品測試內(nèi)容，所安裝的液壓馬達(dá)與高低溫負(fù)載循環(huán)裝置能夠?yàn)槠鋺?yīng)用提供可靠參數(shù)。

2.液化工藝試驗(yàn)系統(tǒng)

丙烷預(yù)冷雙氮膨脹液化新工藝，作為現(xiàn)階段深水氣田裝置中所采用的創(chuàng)新型工藝模式，其在裝置安裝時(shí)所采取的天然氣規(guī)模符合當(dāng)前國家政策要求，而為實(shí)現(xiàn)丙烷預(yù)冷雙氮膨脹液化工藝已采取獨(dú)立測試模式，保證制冷的循環(huán)性。而在實(shí)際裝置過程中液化工藝符合海洋深水油氣田開發(fā)，因其自身所具有良好的適應(yīng)性能夠以性能提升，保證自動(dòng)化程序裝置快速適應(yīng)當(dāng)前海洋環(huán)境，發(fā)揮自身抗震蕩性能。在應(yīng)用深水海管和立管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)目的在于采用實(shí)驗(yàn)性模擬技術(shù)，突破深水立管渦機(jī)增震動(dòng)效應(yīng)，通過對于最大相對流速度的控制研發(fā)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M，而受外部進(jìn)水壓力作用，深水海底管道會引發(fā)區(qū)域取破壞，而以其為關(guān)鍵性技術(shù)突破現(xiàn)有裝置局限，通過軸向力與水壓作用為整體實(shí)驗(yàn)有效手段。

3.水下關(guān)鍵設(shè)備實(shí)用工程

深水氣井切割工具與連續(xù)循環(huán)鉆井系統(tǒng)作為深水鉆完井關(guān)鍵機(jī)具的主要內(nèi)容及相關(guān)使用設(shè)備，其目的在于切割回收已實(shí)施過的深水水下井口系統(tǒng)。而清除泥線以上構(gòu)筑物作為實(shí)施永久棄井前的必要性工作，需對于泥下數(shù)據(jù)控制，保證水下井口系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確切割并在海底清理后進(jìn)行快速回收投放平臺。數(shù)據(jù)參數(shù)的設(shè)定應(yīng)當(dāng)依據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，連續(xù)循環(huán)鉆井效果對控制當(dāng)量、循環(huán)密度予以有效處理，進(jìn)一步降低井下復(fù)雜情況，提升整體工作效率[3]。在解決油氣問題時(shí)應(yīng)當(dāng)對回收器具予以管理，把握工程應(yīng)用，符合海上現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)效果，合理控制當(dāng)場成本，以降低于循環(huán)密度波動(dòng)產(chǎn)生的壓力，完成海洋實(shí)驗(yàn)，提高現(xiàn)場產(chǎn)業(yè)化條件，以保證現(xiàn)場應(yīng)用的有效性。水下自容是清繳加速度測量傳感器作為我國當(dāng)前自主研制的半潛浮式生產(chǎn)系統(tǒng)，目的在于實(shí)時(shí)監(jiān)測遠(yuǎn)程海洋實(shí)驗(yàn)，通過技術(shù)知識保障油田安全生產(chǎn)，結(jié)合我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程獨(dú)立傳輸工作，保證監(jiān)測系統(tǒng)得到海陸空三位一體控制，提高整體海上風(fēng)險(xiǎn)評估安全質(zhì)量，保證本質(zhì)安全。研究充分落實(shí)在開發(fā)相關(guān)軟件系統(tǒng)是集成各個(gè)硬件配置應(yīng)對相關(guān)挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)集中管理與應(yīng)用，保證海陸監(jiān)測系統(tǒng)一體化，滿足我國海洋深水油氣田開發(fā)工作要求。

結(jié)語

為實(shí)現(xiàn)海油工程的可持續(xù)發(fā)展，我國海油與世界能源工業(yè)為其提供了巨大的發(fā)展動(dòng)力。而中國海洋工程站在全球歷史新起點(diǎn)中，所面臨著更大的責(zé)任與挑戰(zhàn)，應(yīng)用海洋深水油氣田開發(fā)工程技術(shù)進(jìn)一步研究，能夠加快海洋油業(yè)快速發(fā)展以迎合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)質(zhì)性需求。