深海油氣田開發方案研究

蔣志勇

摘 要：深海油氣代表了當今世界石油開發的一大趨勢，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，加快深海油氣開發已成為我國當前石油戰略發展的重要課題。

關鍵詞：深海;油氣田開發;方案;研究;發展

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。深海石油開發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，深海石油開發已經成為石油工業的重要前沿陣地。

1 深海油氣田開發難點

1.1 深海石油開發的概況 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井，采樣本分析含油構造，采集多個樣本進行總產量評估，進行成本核算，最后才決定是否開采。海油氣資源開發的難度和風險很大。

1.2 深海環境問題 作業環境水深、風急、浪大，作業船如何保持平穩操作，是重點所在。在臺風、巨浪中，必須保持作業平臺穩定，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，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。我國的深海開發設備和技術距離形成系統作業和施工作業深水作業船隊還有很大差距，深水核心技術僅掌握在少數幾個國家手中，引進中存在技術壁壘;我國目前來說還遠遠不能滿足深海開發的實際需求，同時與之配套的深水作業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。不斷的發展過程中海上石油開采技術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壓力造成井噴的機械裝備等技術的采用，降低了漏油風險。但是仍具有很大的隱患問題。并且由于發展時間較短技術的不成熟造成了海上應急處理技術、裝備差距大;我們在應對海上溢油等重大事故時，裝備和技術需要繼續加強，一些特殊技術需要加強研究，如輕質油膜回收技術和裝備研制等。

2 深海油氣田開發方案研究

2.1 開采平臺問題 在深海石油開發工作當中，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展，有一種新型的形態應用，S-Spar，這種平臺應用具有很多方面的優點，適用于500-3000m的石油開發工程，具有運動穩定性好、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用方案，是在負壓桶形基礎上研究的一種適用于更深水的張力腿平臺整體負壓基礎的方案，并且通過詳細的計算證明了可行性，為深海油氣田開發平臺的發展提供了理論基礎。

2.2 海底管線 在深海開發工程中，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，并且結合計算機技術開發了相應程序，能夠對不同水深、管徑、托管架長度等進行參數的計算，通過大量的計算和試驗得出，混凝土配重層厚對管道鋪設形態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形態影響較大，通過對管道鋪設問題的研究能夠有效的解決油田開發之后的運輸問題。

2.3 深海鉆完井 深海鉆完井的關鍵設備之一就是隔水管，隔水管的應用是為了隔離海水影響、引導鉆具工作、循環鉆井液等，并且隔水管連接了浮式鉆井裝置，在整個系統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。提高我國隔水管設計及應用就需要不斷的借鑒國內外先進經驗，結合我國自身情況進行研究和試驗，ABS鉆進技術很好地提升了深水作業能力，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、運輸、存儲全過程中不可忽視，復合式分離方法目前得到了充分的發展，通過重力、離心、膨脹的概念實現了油氣水分離的實驗，在海上現場的應用還需要不斷研究，水下儲油方式是一個偉大的設想，就是直接將海底開發的原油進行水下存儲，生產區直接設立浮式系泊裝置，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，并且水下儲油方式相較于浮式儲油結構強度要求更低，是一個重要的開發方向。

3 結語

綜上所述，我國油氣開發的不斷發展和全球競爭的激烈性促使我們必須加快深海石油開發的步伐，打破技術壁壘，自主研發設備和方法，站在國家產業發展的戰略高度提起重視，正確地按照制度的導向不斷完善和發展深海石油開發。

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