国内海上边际油气田开发模式研究

国内海上边际油气田开发模式研究

李长伟

1．概述

近年来，在油气勘探开发领域，边际油气田成为备受关注的热点之一。在中国近海已探明但未开发的多数海上油气田也是边际油气田。

边际油气田是指那些采用常规技术和实施方案不能经济有效地进行开发的油气田，但经过努力可以达到预定的最低经济指标而可以开发的油气田。边际油气田开发的关键在于其经济性，而较小的储量、适用技术的缺乏和有无基础设施的依托等是评估其经济性的重要因素。储量小要求采用简易设施进行开发，而简易设施与常规技术和相关法规的冲突需要发展新的适用技术来解决。

由于海上油气田投资高、操作成本高，因此在同等的地质条件下，海上不能经济有效开发的边际油田相对比陆上要多。因此研究并促成中国海域的边际油气田的开发，意义是十分巨大的，是保证原油产量持续增长的重要来源。

2．海上边际油田的开发模式

采用什么样的简易设施是由边际油气田的总体开发模式来决定的。实际上，海上边际油气田的总体开发模式有多种形式，尤其从浅水到深水、从固定平台到浮式平台，开发方案和平台型式是多种多样的。但任何油气田的开发都会围绕着其经济性、安全性和操作性来确定总体开发模式。目前边际油气田的总体开发模式主要分为两大类，即可依托模式和无依托封闭模式。可依托模式是指距现有油气田设施较近，并利用现有设施进行开发的模式，反之为无依托封闭模式。典型的可依托模式为“三个一”模式，即“一条海底管线+一条海底电缆+一座简易平台”。无依托封闭模式要求具有自储油的功能，为节省费用，采用可重复利用或可移动式平台设施。对于距离已开发油气田距离较远、无法依托已开发油气田设施的、孤立的小型边际油气田，可以采用可移动式的，集生产、动力、储油、外输、生活为一体的小型生产装置的开发模式。

3．国内海上边际油田的基本状况

经对国内海上原油储量进行分析，可以发现，其中约1/3为在生产油田，还有约1/3为在评价和在建设油田，另有1/3为待评价油田或构造。这1/3的待评

价油田或构造作为难以经济有效开发的地下资源，构成了中国近海油气田开发所

表3-1 中海油地质储量构成

3.1 简易平台

采用简易平台技术是国内开发边际油田的有效手段之一。简易平台是指能支撑少数井口并满足油田开发要求、仅设置必要的工艺设施、能保证油气集采和外输、满足一定的安全要求、投资较少的平台设施。

3.1.1 简易平台的类型

1)两桩/三桩单柱或双柱简易框架式平台，井口数为1~6

2)三腿导管架平台，井口数可达到12

3.1.2 简易平台的特点

1)结构方面：

•简易结构是指构造上柔性布置、刚度低和冗余度少的平台结构。简易结构对设计、建造、安装或操作失误所带来的损伤和缺陷非常敏

感。简易结构主要用于无人平台，其结构刚度和冗余度小于常规的

导管架平台；

•多采用单柱或大直径筒式平台支撑一口或多口井；

•有时把隔水导管或护管作为结构或基础的一部分；

•有时为节省安装费用采用螺纹、销子、卡环等连接型式。

2)在总体工艺安全方面：

•多为无人平台，即没有永久性生活住房的平台。按照API RP 2A的定义，无人平台可以有应急庇护所，但在正常情况下不住人。在人

员在平台上操作维修期间，应有值班船在旁守候。

•工艺流程简化，生产设备较少，且不需要高水平的公用系统的支持，不设修井机，在生产和安全上利用现有平台进行远程遥控和监测。

3)重量轻、构造简单，因此对制造场地及机具能力要求不高。

4)可利用自升式钻井船或小型浮吊等安装。

5)部分上部设施可重复利用。

6)能容纳的井口数有限，一般在1~6口。

7)平台后期增容可能性小。

8)须用自升式钻井船钻井或修井。

9)许多简易平台型式为专利性产品。

3.1.2 简易平台的应用举例

1)锦州20-2北高点平台

•“三一”模式，即“一条海底管线+一条海底电缆+一座简易平台”

•采用单腿三水下桩平台结构形式

•主腿内置隔水导管（3口井）

•具备抗冰能力

图3-2锦州20-2北高点平台

2)涠洲6-1平台

•独腿三裙装

•一筒三井

•无人平台，无生产分离设备

•不设修井机，采用自升悬臂式钻井船钻井

3.2筒型基础平台

筒形基础貌似倒置的水桶，顶端封闭、下端敞开，也被称之为桶形基础。目前世界上所用的筒形基础的沉放安装主要依靠压力差原理。当锚固下缘在自重作用下嵌入海底土壤时，就在筒内形成了初始封闭，此时即可借助设置在顶端筒盖上的潜水泵向外抽水，造成锚筒内部压力降低。筒内外的压力差造成了作用在筒盖上垂着向下的压力，在该压力加上平台自重超过土壤对筒体的桩端（指筒体的下边缘）与侧摩阻力的合力时筒体即可不断地被压入海底土壤中，直到筒盖底面与海底接触时终止。完成沉放就位后，筒中的压力差会随着水在土体中的渗透而逐渐消失。

当需要将筒形基础拔出海床时，可使泵反向工作，即通过向筒体内充水造成筒内压力相对增高，从而使作用在筒盖上的垂直向上的力超过侧壁土壤的摩擦力和平台的自重，将筒体从土中“顶”起。

3.2.1筒型基础平台的特点

1)不需要打桩

2)便于运输和安装

3)能够重复利用

4)节省昂贵的工程地质调查费用

5)搬迁弃置费用大大节省

6)施工便捷

3.2.2筒型基础平台的应用举例

1)锦州9-3W WHPB平台

•三筒吸力桩+复合柱结构的筒型基础平台

•筒型基础安装采用吸力贯入方式

•五根隔水套管，一根位于主立柱内部，采用单筒双井，其余四根设置在主立柱外部的四根护管中，采用单筒单井

•水深8.1m