水下采油樹(shù)在深海油氣田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

楊士魁

摘?要：在飛速發(fā)展的今天?，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到陸地上油氣資源的匱乏，越來(lái)越多的人將目光投向了油氣資源豐富的海洋。我國(guó)海洋疆域十分遼闊，同時(shí)其中蘊(yùn)藏有豐富的油氣資源。尤其在我國(guó)南海，其油氣蘊(yùn)藏量約占我國(guó)陸地油氣資源總量的三分之一，故在世界上享有“中國(guó)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(guó)在海洋上的油氣開(kāi)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(shù)技術(shù)作為深海采油氣最為合理的方式一直以來(lái)被國(guó)外先進(jìn)科研機(jī)構(gòu)掌控著。在筆者看來(lái)，深海油氣田開(kāi)發(fā)注定將以水下采油樹(shù)技術(shù)為主導(dǎo)。因此，我國(guó)想要在深海采油中取得突破必須攻克水下采油樹(shù)這一難題。在此，筆者通過(guò)調(diào)查整理介紹了水下采油樹(shù)在深海油氣田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，希望能為我國(guó)水下采油樹(shù)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(shù);油氣田開(kāi)發(fā);發(fā)展趨勢(shì)

前言

我們國(guó)家的海洋油氣開(kāi)發(fā)已有近五十年的歷史了。但是，開(kāi)采的范圍大部分還僅僅局限于近海區(qū)域，對(duì)于深海油氣的開(kāi)發(fā)不是很理想。當(dāng)前世界海洋油氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域大多數(shù)對(duì)深海的標(biāo)準(zhǔn)定義為三百米。而我國(guó)超過(guò)深海標(biāo)準(zhǔn)的海域有近一千五百萬(wàn)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(gè)個(gè)技術(shù)難題的攻破，我國(guó)未來(lái)的深海油氣田的開(kāi)發(fā)事業(yè)必將面臨一個(gè)鼎盛的時(shí)期。

1.水下采油樹(shù)的種類(lèi)和特點(diǎn)

眾所周知，在深海油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，水下設(shè)備是必不可少的。這其中包括水下采油樹(shù)、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(shù)最為關(guān)鍵。

自從上世紀(jì)六十年代第一臺(tái)水下采油樹(shù)誕生始，至今已有大約五十年的歷史。水下采油樹(shù)經(jīng)過(guò)近五十年的研究發(fā)展，從開(kāi)始時(shí)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(guò)程中，水下采油樹(shù)也產(chǎn)生了許多種類(lèi)令水下采油樹(shù)的實(shí)用性得到了最大的提升。在世界油氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域把這些不同種類(lèi)的水下采油樹(shù)大致分為兩大類(lèi)。

1.1按照采油樹(shù)工作方式來(lái)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(shù)。大致可分為沉箱式采油樹(shù)、干式采油樹(shù)、濕式采油樹(shù)和干/濕式采油樹(shù)這四種。

（1）沉箱式采油樹(shù)。這種形式的采油樹(shù)是將采油樹(shù)（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(shù)受到外部干擾而造成工作失誤或損壞。但是，沉箱式采油樹(shù)也比其他形式的采油樹(shù)成本高，這也是其一大劣勢(shì)。

（2）干式采油樹(shù)。此種方式需要把采油樹(shù)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(duì)采油樹(shù)進(jìn)行控制與檢修。作為最早的一種采油樹(shù)，它的不足之處是不言而喻的。首先，干式采油樹(shù)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(shù)在水下采油樹(shù)的發(fā)展過(guò)程中漸漸被其他的水下采油樹(shù)所取代。

（3）濕式采油樹(shù)。濕式采油樹(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種采油樹(shù)形式，它將采油樹(shù)主體完全暴露于水中，僅通過(guò)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(shù)。此種采油樹(shù)有一個(gè)類(lèi)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(shí)，保持濕式狀態(tài);維修時(shí)。保持干式狀態(tài)。這種采油樹(shù)因?yàn)槭址奖悖谑澜缬蜌忾_(kāi)發(fā)領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用。

1.2按照采油樹(shù)的內(nèi)部構(gòu)造來(lái)分

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

（1）立式采油樹(shù)。立式采油樹(shù)必須將主閥等主要部位垂直于鉆井口內(nèi)部。這種采油樹(shù)技術(shù)較為成熟，制作費(fèi)用相對(duì)來(lái)說(shuō)也較為低廉。但是，由于立式采油樹(shù)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(duì)采油樹(shù)進(jìn)行挪動(dòng)，因此，立式采油樹(shù)安裝方面還是較為麻煩的。

（2）臥式采油樹(shù)。與立式采油樹(shù)不同，臥式采油樹(shù)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(shù)是在油井鉆好后再安裝，不需要挪動(dòng)。但是，其成本相對(duì)立式采油樹(shù)較高的難題還需要進(jìn)一步的研究才可能改變。

2.我國(guó)水下采油樹(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和建議

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

從上述問(wèn)題可以得知，我國(guó)解決水下采油樹(shù)問(wèn)題的要求已迫在眉睫。水下采油樹(shù)作為海洋油氣開(kāi)發(fā)的核心技術(shù)，眾多核心技術(shù)已被國(guó)外各大廠商壟斷，因此我國(guó)的深海油氣開(kāi)發(fā)進(jìn)度并不理想。為打破壟斷提高我國(guó)油氣開(kāi)發(fā)程度，筆者提出以下建議：首先，政府方面應(yīng)加大對(duì)專(zhuān)利技術(shù)的審查力度和專(zhuān)利人的獎(jiǎng)勵(lì)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(guó)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和我國(guó)當(dāng)前海洋現(xiàn)狀的政策，鼓勵(lì)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(guó)外先進(jìn)科研技術(shù)和先進(jìn)的專(zhuān)業(yè)人才。并且，抓住與國(guó)外廠商合作的機(jī)會(huì)，努力汲取知識(shí)，提升我國(guó)水下采油樹(shù)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(guó)外研究人員進(jìn)行交流抓住靈感，適時(shí)進(jìn)行技術(shù)的再創(chuàng)新。

3.結(jié)語(yǔ)

隨著科教興國(guó)和海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的提出，我國(guó)對(duì)海洋油氣的開(kāi)發(fā)要求又更近了一步。水下采油樹(shù)在世界油氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用大幅提升了油氣開(kāi)采效率和水平，我國(guó)對(duì)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(guó)家而言我國(guó)還是起點(diǎn)較低，這些都導(dǎo)致了我國(guó)水下采油樹(shù)技術(shù)的水平偏低，采油樹(shù)的發(fā)展也不盡完善。在本文中筆者就水下采油樹(shù)發(fā)展程度和我國(guó)在這一技術(shù)的發(fā)展水平展開(kāi)了分析，希望能為我國(guó)深海油氣開(kāi)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(shù)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(bào)（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）