深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀2015

1、海洋環(huán)境惡劣；海洋環(huán)境惡劣；離岸遠(yuǎn)；離岸遠(yuǎn)；水深增加使平臺(tái)負(fù)荷增大；水深增加使平臺(tái)負(fù)荷增大；平臺(tái)類型多種多樣；平臺(tái)類型多種多樣；鉆井、作業(yè)難度大、費(fèi)用高、風(fēng)險(xiǎn)大；鉆井、作業(yè)難度大、費(fèi)用高、風(fēng)險(xiǎn)大；油井產(chǎn)量高。油井產(chǎn)量高。深水油氣開采特殊性深水油氣開采特殊性水下為主的開發(fā)模式復(fù)雜的鉆采系統(tǒng)智能的操作系統(tǒng)可靠的安全系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)特點(diǎn)開發(fā)技術(shù)特點(diǎn)成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研（一）深水開采特點(diǎn) 成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研（二）深水油氣田開發(fā)工程模式 1、開發(fā)工程模式類型 特點(diǎn)主要模式干式采油采油樹置于水面以

2、上的甲板上，井口作業(yè)在甲板進(jìn)行，平臺(tái)甲板需要足夠大的面積1.TLP(或SPAR)+外輸管道開發(fā)模式2.TLP(或SPAR)+FPSO開發(fā)模式濕式采油采油樹置于海底，井口作業(yè)在水下進(jìn)行，水下井口分散布置，所需甲板面積較小1.FPSO+1.FPSO+水下井口聯(lián)合開發(fā)工程模式水下井口聯(lián)合開發(fā)工程模式2.SEMI-FPS+水下井口+外輸管線聯(lián)合模式3.水下井口回接到現(xiàn)有設(shè)施工程開發(fā)模式4.水下生產(chǎn)裝備+外輸管道工程開發(fā)模式5.SEMI-FPS+FPSO聯(lián)合開發(fā)工程模式干濕組合式采油濕式采油和干式采油聯(lián)合應(yīng)用，在油藏分布呈集中和分散雙重特征時(shí)可以采用1.TLP(或SPAR)+水下井口+外輸管線的開發(fā)模式

3、2.TLP(或SPAR)+水下井口+FPSO聯(lián)合開發(fā)模式根據(jù)采油方式不同分為濕式采油、干式采油和干濕組合式采油三種： TLP(TLP(或或SPAR)+SPAR)+FPSOFPSO開發(fā)模式開發(fā)模式 AngolaAngola， Kizomba AKizomba A，10061281 m10061281 m TLP(TLP(或或SPAR)+SPAR)+外輸管道開發(fā)模式外輸管道開發(fā)模式印度尼西亞的印度尼西亞的West SenoWest Seno油田油田 1021m 1021m l 2種干式采油開發(fā)模式干式采油開發(fā)模式成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研（一）深水

4、油氣田開發(fā)工程模式 1、開發(fā)工程模式l 5種濕式采油開發(fā)模式濕式采油開發(fā)模式 FPSO+FPSO+水下井口聯(lián)合開發(fā)工程模式水下井口聯(lián)合開發(fā)工程模式AngolaAngola， Kizomba C Kizomba C 732 m732 mAngolaAngola， Pazflor 6001200 mPazflor 6001200 m國內(nèi)陸豐油田國內(nèi)陸豐油田 330m330mSEMISEMIFPS+FPS+水下井口水下井口+ +外輸管線聯(lián)合開發(fā)工程模式外輸管線聯(lián)合開發(fā)工程模式墨西哥灣墨西哥灣 NaNa KikaKika油氣田油氣田,17702360 m,17702360 m挪威的挪威的Troll W

5、estTroll West油田，油田，350m350m成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研（一）深水油氣田開發(fā)工程模式 1、開發(fā)工程模式水下井口回接到現(xiàn)有設(shè)施工程開發(fā)模式水下井口回接到現(xiàn)有設(shè)施工程開發(fā)模式 墨西哥墨西哥BullwinkleBullwinkle平臺(tái)生產(chǎn)后期平臺(tái)生產(chǎn)后期 412.4m412.4mBullwinkleBullwinkle平臺(tái)，平臺(tái)，19881988年年水下生產(chǎn)裝備水下生產(chǎn)裝備+ +外輸管道工程開發(fā)模式外輸管道工程開發(fā)模式挪威挪威 SnohvitSnohvit 氣田氣田 250-345m250-345mSEMISEMIFPS+FP

6、SO(FPS+FPSO(或或FSO)FSO)聯(lián)合開發(fā)工程模式聯(lián)合開發(fā)工程模式 流花油田，流花油田，310m310m濕式采油模式濕式采油模式 TLP(TLP(或或SPAR)+SPAR)+水下井口水下井口+ +外輸管線的開發(fā)模式外輸管線的開發(fā)模式墨西哥灣的墨西哥灣的SerranoSerrano和和OreganoOregano油氣田油氣田 1036m1036ml 2種干濕組合式采油開發(fā)模式干濕組合式采油開發(fā)模式 TLP(TLP(或或SPAR)+SPAR)+水下井口水下井口+ +FPSOFPSO聯(lián)合開發(fā)模式聯(lián)合開發(fā)模式馬來西亞馬來西亞 KikehKikeh油田油田 1330 m1330 m（一）深水油

7、氣田開發(fā)工程模式 1、開發(fā)工程模式成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研距岸或其他油田設(shè)施的距離開發(fā)井布置方式(分布或叢式)修井作業(yè)頻率開發(fā)工程模式短短叢式叢式低低SEMI+水下設(shè)施水下設(shè)施+外輸管線外輸管線SWP+水下設(shè)施水下設(shè)施+外輸管線外輸管線FPSO+水下設(shè)施水下設(shè)施高高TLP+外輸管線外輸管線SPAR+外輸管線外輸管線SEMI+MiniTLP+外輸管線外輸管線SEMI+水下設(shè)施水下設(shè)施+外輸管線外輸管線SWP+MiniTLP+外輸管線外輸管線FPSO+MiniTLP分布式分布式低低SEMI+水下設(shè)施水下設(shè)施+外輸管線外輸管線SWP+水下設(shè)施水下設(shè)

8、施+外輸管線外輸管線FPSO+水下設(shè)施水下設(shè)施高高SEMI+MiniTLP+外輸管線外輸管線SWP+MiniTLP+外輸管線外輸管線FPSO+MiniTLP長(zhǎng)長(zhǎng)叢式叢式低低FPSO+水下設(shè)施水下設(shè)施SPAR+水下設(shè)施水下設(shè)施+OLSSEMI+水下設(shè)施水下設(shè)施+FSU或或DTL高高TLP+FSU或或DTLSPAR+OLSFPSO+MiniTLPSEMI+水下設(shè)施水下設(shè)施+FSU或或DTL分布式分布式低低FPSO+水下設(shè)施水下設(shè)施SEMI+水下設(shè)施水下設(shè)施+FSU或或DTLSPAR+水下設(shè)施水下設(shè)施+OLS高高FPSO+MiniTIPSPAR+MiniTLP+0LS深深水水油油氣氣田田開開發(fā)發(fā)工工

9、程程模模式式的的選選擇擇修井作業(yè)頻率的高低與完井采油方式的選擇密切相關(guān)。修井作業(yè)頻率的高低與完井采油方式的選擇密切相關(guān)。2 為克服浮式系統(tǒng)因水深加大而面臨的極惡劣環(huán)境條件、諸多潛在風(fēng)險(xiǎn)及高建造成本的挑戰(zhàn)，生產(chǎn)和控制系統(tǒng)正逐步從海面(干式)向海底(濕式)發(fā)展。水下增壓、水下油氣處理等創(chuàng)新技術(shù)已進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和工業(yè)化應(yīng)用階段主流的深海和超深海油田越來越多地采用水下生產(chǎn)系統(tǒng)成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研3、 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)（二）深水油氣田開發(fā)工程模式 l第一個(gè)第一個(gè)水下完井系統(tǒng)于水下完井系統(tǒng)于19431943年年在加拿大伊在加拿大伊利湖利湖10m10m水

10、深水深處安裝，目前水深記錄處安裝，目前水深記錄2714m2714ml全世界已有全世界已有130130多個(gè)油氣田應(yīng)用了水下生多個(gè)油氣田應(yīng)用了水下生產(chǎn)技術(shù)，井?dāng)?shù)達(dá)到產(chǎn)技術(shù)，井?dāng)?shù)達(dá)到36003600多口多口。（三）水下生產(chǎn)裝備1.系統(tǒng)組成 成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研其中采油樹和控制系統(tǒng)需要根據(jù)完井采油方式的不同來進(jìn)行選擇。其中采油樹和控制系統(tǒng)需要根據(jù)完井采油方式的不同來進(jìn)行選擇。l 按結(jié)構(gòu)形式分為按結(jié)構(gòu)形式分為干式、濕式干式、濕式，目前普遍采用濕式采油樹。，目前普遍采用濕式采油樹。濕式采油樹干式采油樹 安裝于水下密閉常溫艙內(nèi)，與海水不接觸 采油樹工作

11、環(huán)境好、可靠性高 維修人員可入內(nèi)安裝維護(hù) 但入內(nèi)作業(yè)安全性差，安全設(shè)備復(fù)雜 采油樹與海水直接接觸 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研2.水下采油樹 （三）水下生產(chǎn)裝備l濕式采油樹按照濕式采油樹按照閥門布置方式又閥門布置方式又分分臥式臥式采油樹、采油樹、立式立式采油樹采油樹臥式采油樹臥式：生產(chǎn)主閥、翼閥和井下安全閥均在采油樹體外側(cè)水平方向。允許大直徑井下工具，便于智能完井和后期修井作業(yè)，但完井安裝、回收時(shí)工序復(fù)雜。成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研2.水下采油樹 立式：生產(chǎn)主閥、翼閥和井下安全閥

12、安裝在一條垂直線上。適用于高壓、井控復(fù)雜、修井作業(yè)少，5 1/2in以下油管的油氣井。完井采油方式不同，水下采油樹在具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還將有所不同。完井采油方式不同，水下采油樹在具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還將有所不同。 （三）水下生產(chǎn)裝備立式采油樹控制管束控制管束成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研（三）水下生產(chǎn)裝備3.水下控制系統(tǒng)u 主要功能主要功能(1) (1) 開關(guān)水下采油樹上的閥門開關(guān)水下采油樹上的閥門(2) (2) 開關(guān)井下安全閥開關(guān)井下安全閥(3) (3) 調(diào)節(jié)井下油嘴調(diào)節(jié)井下油嘴(4) (4) 監(jiān)測(cè)井口油壓、套壓等數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)井口油壓、套壓等數(shù)據(jù)(5) (5) 控制井下電潛泵控制井下電潛泵u 控制

13、模式控制模式 (1) (1) 全液壓控制全液壓控制(2) (2) 電液控制電液控制(3) (3) 全電氣控制（工業(yè)化試驗(yàn)）全電氣控制（工業(yè)化試驗(yàn)）需要根據(jù)具體完井采油方式，配套設(shè)計(jì)相應(yīng)功能的控制系統(tǒng)。需要根據(jù)具體完井采油方式，配套設(shè)計(jì)相應(yīng)功能的控制系統(tǒng)。 研發(fā)全電驅(qū)動(dòng)的水下控制系統(tǒng) 可實(shí)現(xiàn)水下遠(yuǎn)程控制，便于建設(shè)智能、數(shù)字化油田；實(shí)現(xiàn)電控開關(guān)對(duì)各生產(chǎn)層流量進(jìn)行精確的優(yōu)化控制。 13（三）水下生產(chǎn)裝備世界上第一臺(tái)全電力水下世界上第一臺(tái)全電力水下生產(chǎn)裝備（荷蘭北海）生產(chǎn)裝備（荷蘭北海）水下井口與井口群水下井口與井口群成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研4. 發(fā)

14、展趨勢(shì)（四）深水完井采油工藝1、概況成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研巴西的巴西的Marlim SulMarlim Sul深水油田深水油田 1180m1180m 深水油氣井完井方式和防砂工藝與淺海油田沒有本質(zhì)區(qū)別；目前開發(fā)的都是高滲透油田，主要采用水平井裸眼濾砂管或裸眼礫石充填防砂一體化完井方式。 最大的區(qū)別是以高產(chǎn)、長(zhǎng)壽命、完井智能控制為特點(diǎn)公司公司完井系統(tǒng)完井系統(tǒng)類型應(yīng)用情況Schlumberger油藏監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)RMC液壓式智能完井系統(tǒng)印度尼西亞NE Intan A-24井阿曼Saih Rawl油田、中東 、挪威Weatherford智能完井系

15、統(tǒng)Haliburton地面控制油藏分析與管理系統(tǒng)SCRAMSBakerInForce系統(tǒng)BakerInCharge系統(tǒng)電控式智能完井系統(tǒng)巴西Marlim Sul油田l國外現(xiàn)狀國外現(xiàn)狀2、智能完井技術(shù)成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研（四）深水完井采油工藝l 對(duì)比對(duì)比工藝特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)液壓式智能完井1.電子控制液壓系統(tǒng)；2.液壓驅(qū)動(dòng)井下系統(tǒng)；1.開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2.可靠性高；1.管線數(shù)量多；2.龐大液壓系統(tǒng)支持；3.不能精確控制流量4.潛在的環(huán)境污染；5.分層級(jí)數(shù)受限。電控式智能完井全電控制1.反應(yīng)迅速；2.應(yīng)用范圍廣；3.易長(zhǎng)距離控制；4.分層級(jí)數(shù)多；5.下入簡(jiǎn)單。1.電纜密封性能要求高2.電

16、控部分密封性能要求高3.受電子元器件的限制p 電控式智能完井是將來發(fā)展的方向電控式智能完井是將來發(fā)展的方向。成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研（四）深水完井采油工藝2、智能完井技術(shù) 不同的采油方式需要依托不同的開發(fā)模式來實(shí)現(xiàn)。 干式模式的深水舉升方式和淺海沒有很大的不同，只是生產(chǎn)管柱上需要深井安全閥進(jìn)行生產(chǎn)通道安全控制。 濕式模式必須采用水下氣舉、水下電潛泵技術(shù)。為了延長(zhǎng)電潛泵的壽命，發(fā)展了水下的水驅(qū)潛油泵技術(shù)。（四）深水舉升工藝成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研尼日利亞濕式開發(fā)工程模式尼日利亞濕式開發(fā)工程模式AngolaAngola干式開發(fā)工程模式干式開發(fā)工程模式成果一：深水海域油氣

17、田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研與干式氣舉相比，需考慮氣體分配系統(tǒng)、井口與氣舉管線的接口，氣舉閥更換等問題。在北海、墨西哥灣、巴西海域廣泛應(yīng)用。平均檢泵周期2年。（四）深水舉升工藝1、水下氣舉成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研水下電潛泵基本原理、結(jié)構(gòu)形式與干式井口電潛泵相同，主要不同在于輸配電系統(tǒng)、水下安裝及修井作業(yè)方式。p 輸配電系統(tǒng):需要使用濕式電接頭和水下輸配電技術(shù)；p 水下安裝:需要專用的水下安裝包；p 修井作業(yè):需要鉆井船, 動(dòng)復(fù)員費(fèi)很高。英國北海Gannet 、巴西Jubarte等油田,近40口井；我國的流花11-1油田應(yīng)用25臺(tái)。平均檢泵周期2-3年。英國北海Gannet油田（四）深水舉升

18、工藝2、水下電潛泵成果一：深水海域油氣田開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研p驅(qū)動(dòng)由高壓動(dòng)力液完成:無電纜接頭老化等問題，延長(zhǎng)壽命。減少水下修井作業(yè)頻率，降低油氣田運(yùn)行費(fèi)用。無需使用水下濕式電接頭及水下配電系統(tǒng)，可以簡(jiǎn)化水下采油樹設(shè)計(jì)。p英國北海實(shí)驗(yàn)應(yīng)用40余井次，平均檢泵周期18個(gè)月。（四）深水舉升工藝3、水驅(qū)潛油泵p 排量3184m3/dp 轉(zhuǎn)速10000r/minp 完井防砂方式：裸眼精密濾砂管井下安全閥井下安全閥生產(chǎn)油管生產(chǎn)油管生產(chǎn)套管生產(chǎn)套管環(huán)空封隔器環(huán)空封隔器地層隔離閥地層隔離閥防砂封隔器防砂封隔器濾砂管濾砂管（五）深水井筒安全控制技術(shù) 由于濕式開發(fā)模式需要采用水下完井作業(yè)，深水完井管柱不僅要求緊急情況