深水气田开发工程模式探析

钟欣欣

摘要：深水气田由于距离陆地较远，其开发过程相对比较困难。加强深水气田开发工程模式研究工作具有重要意义。本文对现阶段我国深水气田开发工程模式进行阐述，对目前国内外常见的深水气田开发平台进行一一分析，给出其发展趋势，并对其中的代表FLNG的关键技术进行详细分析。

关键词：深水气田；工程模式；天然气开发

前言：

我国是一个海洋资源丰富的国家，而海洋中存储着丰富的自然资源。目前，我国已经探明的天然气储量中，有70%存在于深水气田中。在对深水气田资源进行开发的过程中，开发模式具有重要作用。积极研究深水气田开发工程模式对于提高深水气田开发效率具有重要意义。

1我国深水气田开发工程模式分析

我国开始深水气田开发的时间较晚，已经投入使用的开发模式有以下两种。第一种是以崖城13-1深水气田为代表。该模式利用由利用导管架平台、海底管线、采油线以及终端所组成。第二种模式以荔湾3-1深水气田为代表。该模式中水下采油树与导管平台相连接，所使用的设备主要有导管架平台、水下井口、海底管线以及终端。当前，我国的深水气田开发工程模式主要以第一种模式为主。而近年来一些新的深水气田建设过程中例如番禺34-1等都是采用第二种开发模式[1]。

2当前深水气田开发平台分析

开发平台在深水气田开发过程中具有重要意义。目前，国内外相继出现了一系列优秀的天然气开发平台。主要有张力腿平台、半潜式平台、深吃水柱筒式平台、浮式生产系统等。

2.1张力腿平台分析

张力腿平台自1984年诞生以后便得到了快速发展。当前世界上的张力腿平台已经达到25座。张力腿平台原理为利用半刚性半顺应性的平台产生远大于结构自重的福利，从而为生产团队提供平稳的生产平台。目前存在的张力腿平台有四种结构形式，分别为传统型、海星型、延伸型以及MOSES型结构。目前，已经建成的张力腿平台深度达到了1425米，其结构为传统型。与其他深水气田生产平台相比，张力腿平台受到海水深度的影响较大。

2.2半潜式平台分析

半潜式平台外形与半潜式钻井平台比较类似的油气生产平台，其适应范围为80～2414米。半潜式生产平台包含有油气处理装备、运转设备等。目前，我国已经有一艘半潜式生产平台。该平台位于我国南海东部的流花油田11-1，平台上89.9米，宽74.6米，深39.6米，高110米，自重为16735吨。

2.3深吃水柱筒式平台分析

深吃水柱筒式平台也是现代深水气田开发过程中常见的生产平台之一。目前出现的深吃水柱筒式平台有18座，按照其结构可以分为标准型、多柱型、桁架型。深吃水柱筒式平台的适应范围相对较广可以在588～2450米的范围内使用。

2.4浮式生产系统分析

浮式生产系统是当前深水气田开发过程中主要使用的平台类型，作业深度为10～2600 米。我国已经有18艘，是世界上使用该生产最多的国家。具有较强的浮式生产系统设计、制造、安装、维护能力，然而在系泊单点等一些关键位置依然需要进口。

3深水气田开发工程模式发展趋势分析

深水气田往往距离陆地较远，传统的半陆地半海洋的开发模式并不适宜于油气生产。因此，深水气田开发工程模式必须要向全海式生产平台发展。而当前被广泛应用的生产平台自身缺乏存储能力。并不能单独应用于深水气田的开发过程中。而浮式生产系统虽然具有较强的储备能力，但由于舱室的不同并不适合应用在深水气田的开发中。对此，必须加强全新的开发工程模式研究。目前，国外一些设计人员提出了一种全新的设备设计理论FLNG（大型浮式液化天然氣设备）。该设备从理论上来说，可以有效实现天然气的液化、存储以及输出[2]。经过几十年的理论研究工作，已经出现了建立在该理论基础上的设备。而能制造该设备的国家目前仅仅有中国、美国、韩国、日本、欧洲等一些国家的13家造船厂。2018年6月22日，全球首艘改装FLNG船首批液化天然气到达我国江苏如东接收站。未来，FLNG船必然在我国深水气田开发过程中占据重要地位。

4 FLNG设备的关键技术分析

作为一种高效的深水气田开发设备，FLNG设备集合了一系列高水平的系统设备。第一，该设备主要使用单点-转塔系泊系统与多点-伸展系泊系统。单点-转塔系泊系统该技术自1985年诞生后，被人们广泛研究。目前的单点系泊有两种不同道形式即内转塔与外转塔。其中内转塔可以提供充足内部工件。外转塔具有性价比高、制造、安装简便。然而高系泊系统极易受到海洋恶劣环境的影响。多点-伸展系泊系统对于海洋自然条件的要求较高。第二，采用动力定位系统。该技术自上世纪70年代被成功研发以来已经被广泛应用在海洋生产活动中去，具有操作简单、性能可靠的缺点，缺点在于使用、维护的成本相对较高。第三，液化技术。成熟、高效的液化技术是进行深水气田开发的前提。目前FLNG设备中所使用的液化技术有三种，分别为级联式液化、混合制冷剂液化、膨胀制冷液化。第四，天然气存储技术。当前最为常见的存储罐有薄膜型、独立式棱柱形、独立球形等几种类型。第五，天然气卸载技术。当前的天然气卸载技术主要有两种分别为尾输与旁靠两种卸载技术，而FLNG设备主要采用旁靠的卸载方式。

5 结语

深水气田开发对解决我国能源问题具有重要意义，然而对深水气田进行开发需要较高的技术支持。加强开发工程研究工作，提高深水气田开发效率具有重要意义。相关工作人员必须积极学习国内外先进的理论，不断开拓进取，积极创新，开发出更为优质的开发设备。

参考文献：

[1]白建辉， 单连政， 易成高，等. 深海天然气田开发工程模式探讨[J]. 天然气与石油， 2015， 33（3）：79-82.

[3]李新仲， 谭越. 海上油气田开发工程模式探讨[J]. 石油工程建设， 2015， 41（1）：1-4.