水下采油树在深海油气田开发中的应用

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  摘 要:在飞速发展的今天 ,人们越来越意识到陆地上油气资源的匮乏,越来越多的人将目光投向了油气资源丰富的海洋。我国海洋疆域十分辽阔,同时其中蕴藏有丰富的油气资源。尤其在我国南海,其油气蕴藏量约占我国陆地油气资源总量的三分之一,故在世界上享有“中国的波斯湾”之美誉。但是,在各种不稳定因素的作用下我国在海洋上的油气开发并不尽如人意。其中,科技因素的制约最为关键。水下采油树技术作为深海采油气最为合理的方式一直以来被国外先进科研机构掌控着。在笔者看来,深海油气田开发注定将以水下采油树技术为主导。因此,我国想要在深海采油中取得突破必须攻克水下采油树这一难题。在此,笔者通过调查整理介绍了水下采油树在深海油气田开发中的应用,希望能为我国水下采油树技术的进步提供一些灵感和思路。
  关键词:水下采油树;油气田开发;发展趋势
  前言
  我们国家的海洋油气开发已有近五十年的历史了。但是,开采的范围大部分还仅仅局限于近海区域,对于深海油气的开发不是很理想。当前世界海洋油气开发领域大多数对深海的标准定义为三百米。而我国超过深海标准的海域有近一千五百万平方千米,但是由于技术原因至今仍有很大一片区域并未勘察到位。随着一个个技术难题的攻破,我国未来的深海油气田的开发事业必将面临一个鼎盛的时期。
  1.水下采油树的种类和特点
  众所周知,在深海油气田开发过程中,水下设备是必不可少的。这其中包括水下采油树、水下控制系统、原油输出管道、跨接管、水下分离设备等等。其中又以水下采油树最为关键。
  自从上世纪六十年代第一台水下采油树诞生始,至今已有大约五十年的历史。水下采油树经过近五十年的研究发展,从开始时实用水深仅三十米到现在实用水深近三千米。从不足到完善的过程中,水下采油树也产生了许多种类令水下采油树的实用性得到了最大的提升。在世界油气开发领域把这些不同种类的水下采油树大致分为两大类。
  1.1按照采油树工作方式来分
  由于世界各地的水域环境不尽相同,因此,人们研究出各种适用于不同环境的水下采油树。大致可分为沉箱式采油树、干式采油树、湿式采油树和干/湿式采油树这四种。
  (1)沉箱式采油树。这种形式的采油树是将采油树(包括主阀、连接器和水下井口)浸入海床以下的导管内进行工作的。这种方式可以大幅度减少采油树受到外部干扰而造成工作失误或损坏。但是,沉箱式采油树也比其他形式的采油树成本高,这也是其一大劣势。
  (2)干式采油树。此种方式需要把采油树固定在海底的密封舱中,另外密封舱必须保持与外界一样的压力和温度。工作人员需要进入到密封舱中对采油树进行控制与检修。作为最早的一种采油树,它的不足之处是不言而喻的。首先,干式采油树的技术要求和制作成本较高,并且内部一起也十分紧密复杂,操作难度大。其次,位于深海工作人员需进入密封舱内工作,这种工作方式隐患巨大。因此,干式采油树在水下采油树的发展过程中渐渐被其他的水下采油树所取代。
  (3)湿式采油树。湿式采油树是目前应用最为广泛的一种采油树形式,它将采油树主体完全暴露于水中,仅通过远程监控和控制进行工作。正因此工作人员可以不用在存在安全隐患的水下进行工作,所以收到了这一领域的广泛肯定。
  (4)干/湿式采油树。此种采油树有一个类似潜艇的水舱,可以控制排水或加水。正因如此,它可以切换干湿两种状态。工作时,保持湿式状态;维修时。保持干式状态。这种采油树因为十分方便,在世界油气开发领域也有一定的应用。
  1.2按照采油树的内部构造来分
  水下采油树按其内部结构的不同可分为立式采油树和卧式采油树。
  (1)立式采油树。立式采油树必须将主阀等主要部位垂直于钻井口内部。这种采油树技术较为成熟,制作费用相对来说也较为低廉。但是,由于立式采油树需要在钻井完成前放在合适的位置,这就需要在钻井是还要对采油树进行挪动,因此,立式采油树安装方面还是较为麻烦的。
  (2)卧式采油树。与立式采油树不同,卧式采油树的主阀等部位不需要垂直于钻井口内部,而是需要放在水平位置。并且,卧式采油树是在油井钻好后再安装,不需要挪动。但是,其成本相对立式采油树较高的难题还需要进一步的研究才可能改变。
  2.我国水下采油树应用现状和建议
  在如今我国的海上油气田中,水下采油树的应用还不是很成熟。我国应用水下采油树的油气开发区域仅有流花11-1油田、荔湾3-1气田等几个。与国外相比还是太少。经笔者调查,截至2013年国外的水下采油树应用油气开发区域已超过400余处,其中水下采油树最深已达到了3000米,而我国的荔湾3-1气田最多才为1500米。
  从上述问题可以得知,我国解决水下采油树问题的要求已迫在眉睫。水下采油树作为海洋油气开发的核心技术,众多核心技术已被国外各大厂商垄断,因此我国的深海油气开发进度并不理想。为打破垄断提高我国油气开发程度,笔者提出以下建议:首先,政府方面应加大对专利技术的审查力度和专利人的奖励制度,给广大科研人员提供足够的物质保障。努力制定符合我国海洋强国战略和我国当前海洋现状的政策,鼓励企业研究发展深海油气采集技术并进行资金支持。其次,企业方面应加大科研方面资金投入,积极引进国外先进科研技术和先进的专业人才。并且,抓住与国外厂商合作的机会,努力汲取知识,提升我国水下采油树的研究水平。最后,科研人员应选定正确的研究方向,并积极与国外研究人员进行交流抓住灵感,适时进行技术的再创新。
  3.结语
  随着科教兴国和海洋强国战略的提出,我国对海洋油气的开发要求又更近了一步。水下采油树在世界油气开发领域的应用大幅提升了油气开采效率和水平,我国对这一技术的应用也有了一定的水平。但是,较发达国家而言我国还是起点较低,这些都导致了我国水下采油树技术的水平偏低,采油树的发展也不尽完善。在本文中笔者就水下采油树发展程度和我国在这一技术的发展水平展开了分析,希望能为我国深海油气开采事业的发展提供些许帮助。
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