深海油气田开发方案研究

蒋志勇

摘 要：深海油气代表了当今世界石油开发的一大趋势，并成为世界各国竞争的热点。我国海洋油气资源潜力十分巨大，但与陆地石油勘探相比，深海油气勘探整体上处于早期阶段，同时与世界先进国家也存在较大的差距，加快深海油气开发已成为我国当前石油战略发展的重要课题。

关键词：深海;油气田开发;方案;研究;发展

0 引言

由于深海油气资源丰富，深海油气田的平均储量明显大于浅海，单位储量的综合成本并不高，加之国际油价暴涨，因此越来越多的石油公司开始涉足深海油气勘探开发。深海石油开发在我国显得是如此刻不容缓。随着海洋开采范围的日益扩大，陆上及浅海石油资源的日趋枯竭，深海石油开发已经成为石油工业的重要前沿阵地。

1 深海油气田开发难点

1.1 深海石油开发的概况 深海油气勘探的程序是，先派出勘探船给地球做个CT，通过图像波纹判断深海是否有油气资源。然后用钻井平台打作业井，采样本分析含油构造，采集多个样本进行总产量评估，进行成本核算，最后才决定是否开采。海油气资源开发的难度和风险很大。

1.2 深海环境问题 作业环境水深、风急、浪大，作业船如何保持平稳操作，是重点所在。在台风、巨浪中，必须保持作业平台稳定，让钻杆深入海底，不折断、不弯曲。深海油田的压力是海平面压力的2000倍以上，这导致深海油气温度超过200摄氏度，并充满硫化氢等腐蚀性物质，深海油气田的海洋平台整个都是钢管焊接起来的，海水的腐蚀性很强，如果不防护的话很容易生锈，增加了开采难度。而且将石油从海底输送到海平面需要大量特殊管线，深海钻井平台必须造得十分庞大，否则无法在海面上漂浮。我国的深海开发设备和技术距离形成系统作业和施工作业深水作业船队还有很大差距，深水核心技术仅掌握在少数几个国家手中，引进中存在技术壁垒;我国目前来说还远远不能满足深海开发的实际需求，同时与之配套的深水作業能力还处于探索阶段。

1.3 深海石油的运输 当深海石油被开采出来后，先由海底石油集输管道、干线管道和附属的增压平台一起，将石油从深海送到海平面附近，然后用运油船或从陆地到海面的管道，将石油运到陆地上。两种方式成本都很高。铺设管道耗资巨大，但可多次使用。船运则要租借大型运油船，每次都花费不菲。

1.4 成本问题 深海石油开采的成本很高，是陆地同等产能油井成本的3—15倍，深海钻探对后勤保障也提出很高要求。石油平台可能远在离陆地数百英里外，给工人运送食品、水和工具等物资有很大困难。日本海洋钻探时会让海上自卫队提供后勤以及安全保障。

1.5 漏油风险 深海钻井存在的漏油风险也十分巨大。不断的发展过程中海上石油开采技术的进步已大大减少石油泄漏。海床上的自动切断阀、防止地层压力超过井内压力造成井喷的机械装备等技术的采用，降低了漏油风险。但是仍具有很大的隐患问题。并且由于发展时间较短技术的不成熟造成了海上应急处理技术、装备差距大;我们在应对海上溢油等重大事故时，装备和技术需要继续加强，一些特殊技术需要加强研究，如轻质油膜回收技术和装备研制等。

2 深海油气田开发方案研究

2.1 开采平台问题 在深海石油开发工作当中，深水平台是一个必不可少的工程，目前来说我国常用的深水浮式平台主要有SPAR、SS、TLP、FPSO等，随着深水平台的不断研究和发展，有一种新型的形态应用，S-Spar，这种平台应用具有很多方面的优点，适用于500-3000m的石油开发工程，具有运动稳定性好、吃水深、水线面积小等特点，我国研究人员提出了一种新的应用方案，是在负压桶形基础上研究的一种适用于更深水的张力腿平台整体负压基础的方案，并且通过详细的计算证明了可行性，为深海油气田开发平台的发展提供了理论基础。

2.2 海底管线 在深海开发工程中，巨大的静水压力是一个主要的障碍，除此之外，轴向拉力以及弯曲也影响到管道安全性问题，在开采方案中采用了海底管道S型铺设方式，通过悬链线理论建立管道静平衡微分方程，理论分析计算管道整体形态，并且结合计算机技术开发了相应程序，能够对不同水深、管径、托管架长度等进行参数的计算，通过大量的计算和试验得出，混凝土配重层厚对管道铺设形态的影响几乎可以忽略，铺管船托管架底端倾角以及管径问题、控制力问题则对管道铺设形态影响较大，通过对管道铺设问题的研究能够有效的解决油田开发之后的运输问题。

2.3 深海钻完井 深海钻完井的关键设备之一就是隔水管，隔水管的应用是为了隔离海水影响、引导钻具工作、循环钻井液等，并且隔水管连接了浮式钻井装置，在整个系统当中十分重要并且较为薄弱，这就需要对隔水管进行有效的保护才能顺利完成钻井作业。提高我国隔水管设计及应用就需要不断的借鉴国内外先进经验，结合我国自身情况进行研究和试验，ABS钻进技术很好地提升了深水作业能力，对我国深水钻井起到了推进作用。

2.4 油气分离及水下储油 油气水的分析在油气的生产、运输、存储全过程中不可忽视，复合式分离方法目前得到了充分的发展，通过重力、离心、膨胀的概念实现了油气水分离的实验，在海上现场的应用还需要不断研究，水下储油方式是一个伟大的设想，就是直接将海底开发的原油进行水下存储，生产区直接设立浮式系泊装置，这种储油方式打破了水深的限制，造价也不会由于水深而大大增加，适用于深海开发，并且水下储油方式相较于浮式储油结构强度要求更低，是一个重要的开发方向。

3 结语

综上所述，我国油气开发的不断发展和全球竞争的激烈性促使我们必须加快深海石油开发的步伐，打破技术壁垒，自主研发设备和方法，站在国家产业发展的战略高度提起重视，正确地按照制度的导向不断完善和发展深海石油开发。

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