什么是海洋石油工程技术?

如题所述

一、海洋石油平台技术

经过60多年的研究和发展,海洋石油的开发从浅滩发展到目前的2000米以上的深水及超深水开发,从早期的简易设施发展到目前的大规模、复杂的生产设施、深水立管及水下完井系统。生产设施更是类型众多,可以适应不同的海况、不同的生产能力,从而获取最佳的经济效益。石油生产设施是海洋石油开发的核心,海上石油开采和陆上开采很大的区别就是海上平台这一点。

陆上及浅海石油资源的日趋枯竭迫切要求发展深海开采技术,随着海洋开采范围的日益扩大,深海石油开发已经成为石油工业的重要前沿阵地。70年代前,世界海洋油气开采平台仅建在低于100米水深的海域;70年代后期,钻井技术的发展使得深水石油开采超过300米水深。最早的深水石油开发技术采用水下生产系统及浮生生产系统(如FPSO或FPU)相结合的形式,此时的生产系统还比较简单,而巴西是当时最早发展深水技术的国家。80年代,墨西哥湾开始发展深水技术,开始使用较为复杂的具有更强控制及监测能力的生产系统。90年代,墨西哥湾首次采用成本较低的“干式采油树”装置,并应用到没有贮油及卸货能力的平台类型如张力腿平台及深吃水单筒式平台。海洋石油开采技术的发展及开采水深的不断增加为世界带来了巨大的经济收益。

海洋石油开采技术的关键是降低成本,开发有效的平台形式。1960年,世界上诞生了张力腿平台(TLP)的概念;1984年,CONOCO公司在英国北海Hutton油田建立起世界上第一座TLP。1972年,北海的Brent SPAR应用于油田装卸终端,标示着深吃水立柱式平台(SPAR)概念的问世;1996年,Kerr-McGee公司在墨西哥湾安装了首座作为生产平台的SPAR平台——NEPTUNE SPAR;NEPTUNE SPAR的成功应用,表明了SPAR平台具有支持立管、工艺设施及钻井系统的性能及可靠性。目前先进的海洋石油生产设施具有油气处理、储存、注水(气)和转运等功能。按照海洋水深的变化,海洋石油生产设施可分为固定式和浮式两大类。其中浮式生产系统可分为半潜式生产系统和油轮式生产系统(图43-1)。

图43-1 海洋平台类型

随着海上潜油电泵安装费用的降低、维修次数的减少和可靠性的增强,其应用更加广泛。先进的海上潜油电泵技术能够使距主平台更远的探边井回接到主平台,使边际油田和偏远油田得到经济开采。海上潜油电泵采油的优点还包括节能和受不利环境制约程度的降低。

潜油电泵系统正越来越多地应用于海上采油,该设备的发展风向是使用寿命的延长和可靠性。针对海上高产深井,已经有专门的潜油电泵被研制出来,这些泵需要采用耐高温的电动机。

在远距离扩边井的应用上,潜油电泵采油系统的举升效率并不因生产井远离主平台而受到影响,在距主平台20千米或更远的海上油井中安装潜油电泵是可行的。

潜油电泵的发展趋势为小的、边际区块能更加经济地开采。

潜油螺杆泵采油系统属于无杆采油设备,在美国、加拿大和俄罗斯都得到了广泛的应用,而我国近来在渤海湾一带黏油区和海上平台上也都有使用。潜油螺杆泵采油技术属于节能环保采油设备,其发展趋势为节省能源,效率更高,具有更高的适应性。

二、海底管道技术

一般来说,海底管线是与石油天然气平台紧密联系在一起的。海底管线有多种分类方式,从海管分布来说,有平台之间的海底管线和平台通往处理厂的长输管线;从海管种类来说,有输油管线、注水管线、天然气管线和海底电缆;从海管形态来说,有立管、平管和浮管等。

海底管道技术包括海底管道设计与调查技术、铺设技术、防腐蚀保护技术以及新材料、新方法等。

三、海洋环境保护技术的发展

随着石油资源的不断开发利用,接踵而来的海洋水体油污染问题日趋严重,已对人们的生产生活造成严重危害。海洋污染科学研究组(GESAMP)的调查和评估表明,石油是海洋环境中最普遍的污染物之一。据统计,每年因突发性溢油事故而流入江河、海洋的石油为300万~500万吨。目前我国海上的石油运输量仅次于美国、日本,居世界第三位,海上船舶溢油事故呈上升趋势,面临的海上防油污形势日趋严峻。由此看见,解决溢油污染的问题已刻不容缓。

在石油领域的海洋环境保护技术主要是指海洋溢油的处理技术,包括物理回收方法、化学处理方法以及生物处理方法等。

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