我国海洋深水油气勘探开发技术装备现状

我国海洋深水油气勘探开发技术装备现状

标签: 深水勘探开发[ 时间:2009-03-11 全球石油网关注度：36465 ] [ 加入收藏] [ 字号：大中小] 我国海域辽阔，蕴藏着十分丰富的油气资源亟待开发。2007年南海荔湾3-1气田的重大发现，使在南海找到深水油气田的前景更加广阔。深水区域蕴藏着丰富的油气资源。全球范围内，海上油气资源有44%分布在300m以深的水域，已于深水区发现了33个储量超过8000万m3的大型油气田；此外，深水区域具有丰富的天然气水合物资源，全球天然气水合物的资源总量(含碳量)相当于全世界已知煤炭、石油和天然气等总含碳量的2倍，其中海洋天然气水合物的资源量是陆地冻土带的100倍以上。到2004年末，全世界已有124个地区直接或间接发现了天然气水合物，其中海洋有84处，通过海底钻探已成功地在20多处取得天然气水合物岩心；同时，在陆上天然气水合物试采已获得成功。我国南海具有丰富的油气资源和天然气水合物资源，石油地质储量约为230亿～300亿吨，占我国油气总资源量的三分之一，其中70%蕴藏于深海区域。在我国南海海域已经发现了天然气水合物存在的地球物理及生物等标志，但我国目前油气开发还主要集中在陆上和近海。随着全球能源消耗需求的增长，在加大现有资源开发力度的同时，开辟深海油气勘探开发领域以寻求新的资源是当前面临的主要任务。海洋深水油气开发涉及到多领域、多学科的研究，我国必须针对我国海洋深水的特殊环境条件创新新的平台结构型式，加强试验研究和工程应用研究，加强结构和设施的检测监测技术研究，进一步开展项目管理和安全风险方面的研究。海洋油气开发是高科技、高投入以及高风险的事业。因此，在开发海洋油气资源时，必须要重视“前期科研、技术创新、科学决策以及效益第一”的油气开发行为规范，努力提高经济效益。只有不断加快、加大对外合作，才能迅速有效地促进南海深水油气资源的开发和生产。 1.世界海洋深水石油工业技术现状随着海上油气开发的不断发展，海洋石油工程技术发生着日新月异的变化，在深水油气田开发中，传统的导管架平台和重力式平台正逐步被深水浮式平台和水下生产系统所代替，各种类型深水平台的设计、建造技术不断完善。目前，全世界已有2300多套水下生产设施、204座深水平台运行在全世界各大海域，最大工作水深张力腿平台(TLP)已达到1434m、SPAR为2073m、浮式生产储油装置(FPSO)为1900m、多功能半潜式平台达到1920m以上、水下作业机器人(ROV)超过3000m，采用水下生产技术开发的油气田最大水深为2192m，最大钻探水深为3095m。与此同时，深水钻井装备和铺管作业技术也得到迅速发展，全世界已有14艘在役钻探设施具备进行3000m水深钻探作业能力，第5代、第6代深水半潜式钻井平台和钻井船已在建造中。第6代深水钻井船的工作水深将达到3658m，钻井深度可达到11000m；深水起重铺管船的起重能力达到14000吨，水下焊接深度为400m，水下维修深度为2000m，深水铺管长度达到12000km。 2.我国海洋深水石油工业技术现状若从1956年莺歌海油苗调查算起，我国海洋石油工业已经走过了近50年的发展历程。特别是1982年中国海洋石油总公司成立后，我国海洋石油工业实现了从合作开发到自主开发的技术突破，已经具备了自主开发水深200m以内海上油气田的技术能力，建成投产了45个海上油气田，建造了93座固定平台，共有13艘FPSO(其中8艘为自主研制) 、1艘FPS(浮式生产装置) 、4套水下生产设施，形成了3900万吨的生产能力。目前，中国海洋石油总公司已拥有15艘钻井装备和蓝疆号大型海上起重铺管船，其中3艘钻井装备作业水深在300m以上，最大钻探水深达到505m，大型起重铺管装备的起重能力达到3800吨。目前，中国海洋石油总公司正在启动深水钻井、铺管装备等方面的前期研究；我国的FPSO建造速度和建造质量已达到国际先进水平，平均建造周期为22个月/艘，远远低于发达国家36个月/艘的平均建造周期。通过合作开发，我国在深水油气田开发方面已实现了零的突破。1996年3月，利用一艘FPSO、一座半潜式平台、一套24井式水下生产系统成功开发了目前我国南海最大的油田LH11O1，开发中使用了7项世界海洋石油

开发工程领域的创新技术，如首次将电潜泵与水下井口生产系统结合进行油田开发，首次采用卧式采油树、跨接管测量预制、回收技术等；1997年，与STATOIL公司合作，仅用一艘FPSO和一套5井式水下生产系统就实现了水深333m的深水边际油田LF22O1的经济开发，成为世界海洋石油开发领域的典范。目前，我国已与越南、菲律宾等周边国家签署了联合开发南海相关海域的协议，开发南海水深1500～3000m海域的招标也将开始，有关深水钻探的计划正在酝酿中。在国家863计划的支持下，深水油气田开发公用技术平台正在建设中。 3.我国海洋深水油气开发面临的挑战我国海洋深水区域具有丰富的油气资源，但深水区域特殊的自然环境和复杂的油气储藏条件决定了深水油气勘探开发具有高投入、高回报、高技术、高风险的特点。迄今为止，我国海洋石油工程自主开发能力和实践经验仅限于200m水深之内，与国外深水海洋石油工程技术的飞速发展尚有很大距离，我们需要面对如下问题。(1) 与国外先进技术存在很大差距截至2004年底，国外深水钻探的最大水深为3095m，我国为505m；国外已开发油气田的最大水深为2192m，我国为333m；国外铺管最大水深为2202m，我国为330m。技术上的巨大差距是我国深水油气田开发面临的最大挑战，因此实现深水技术的跨越发展是关键所在。(2) 深水油气勘探技术深水油气勘探是深水油气资源开发首先要面对的挑战，包括长缆地震信号测量和分析技术、多波场分析技术、深水大型储集识别技术及隐蔽油气藏识别技术等。(3) 复杂的油气藏特性我国海上油田原油多具高粘、易凝、高含蜡等特点，同时还存在高温、高压、高CO2含量等问题，这给海上油气集输工艺设计和生产安全带来许多难题。当然，这不仅是我们所面临的问题，也是世界石油界面临的难题。(4) 特殊的海洋环境条件我国南海环境条件特殊，夏季有强热带风暴，冬季有季风，还有内波、海底沙脊沙坡等，使得深水油气开发工程设计、建造、施工面临更大的挑战。我国渤海冬季有海冰，如何防止海冰带来的危害也一直是困绕科研人员的难题。(5) 深水海底管道及系统内流动安全保障深水海底为高静压、低温环境(通常4℃左右) ，这对海上和水下结构物提出了苛刻的要求，也对海底混输管道提出了更为严格的要求。来自油气田现场的应用实践表明，在深水油气混输管道中，由多相流自身组成(含水、含酸性物质等) 、海底地势起伏、运行操作等带来的问题，如段塞流、析蜡、水化物、腐蚀、固体颗粒冲蚀等，已经严重威胁到生产的正常进行和海底集输系统的安全运行，由此引起的险情频频发生。(6) 经济高效的边际油气田开发技术我国的油气田特别是边际油气田具有底水大、压力递减快、区块分散、储量小等特点，在开发过程中往往需要考虑采用人工举升系统，这使得许多国外边际油气田开发的常规技术(如水下生产技术等)面临着更多的挑战，意味着水下电潜泵、海底增压泵等创新技术将应用到我国边际油气田的开发中；同时也意味着，降低边际油气田的开发投资，使这些油气田得到经济、有效的开发，将面临更多的、更为复杂的技术难题。 4.海洋深水勘探开发装备须先行国内企业成功修复胜利号FPSO的锚系和软管，并且结合实际情况成功地自主改装和研制了专门的吊装作业船及大型绞车等打捞装备，帮助胜利号和流花油田复产，这对于采购及维修均惯于依赖国外装备的中国石油企业来讲，无疑是鼓舞人心的消息。在国内装备制造企业来说，向这片蓝色疆域迈进的梦想更是有了依托。尽管如此，中国企业离深海采油装备自主化仍有一段距离。深海油气田开采是一项融技术、装备、工程于一体的跨学科、跨专业的复杂工程，海上FPSO的锚链及软管修复成功还只是海洋工程的一小部分。论装备，光是大型海上钻井平台及深海采油装备就有很多内容，不仅包括深海钻井船、大型起重铺管船、大型钻机等采油装备，海底集油站、海底井口多相混输泵、泥浆净化设备、海底核电站等动力系统，还包括水下维修舱、水下作业机器人、声纳系统、电位测量设备等技术含量较高的维修探测装备。由于海上特殊作业如安装平台、吊装重型设备等都需要选用自升式或半潜式钻井平台作为支持，因此海上钻井平台及大型深海钻井船便占据着首屈一指的地位。中国在海上钻井平台自主化建造起步于1980年代。原机械工业部副部长陆