原油价格能到水下多少米-原油能涨到170美元吗
1.中国在南沙海域有多少口油井?
2.美国墨西哥湾原油泄漏事件的事故调查
3.什么是世界海洋石油储运技术?
4.海底石油是到海底去开采吗?
中国在南沙海域有多少口油井?
西江24-3,30-2油田 西江24-3发现于1985年3月,西江30-2发现于1988年7月。1988年8月在合同区域15/22启动第一口探井之前,进一步对该区域进行了 146公里 的地质调查。第二块油田30-2的商业可行性在1990年被证实。 在对24-3和30-2油田进行了联合开发研究之后,1991年底这两块油田的整体开发计划(ODP)被提交到中国有关部门审批。ODP中估计开发成本为6亿美元,按计划在1994年11月投产24-3油田,然后30-2油田在1995年10月投产。24-3油田的原油可采储量为1.83亿桶,30-2油田的原油可采储量为2.54亿桶。1992年1月ODP获得批准。 这两块油田由菲利普斯石油国际公司亚洲部代表其合作者Pecten和中国海洋石油总公司(51%)进行作业。 项目组成 西江油田的开发包括带有第一阶段分离设备的两个采油平台和一艘用于最终分离、储存和卸载原油的浮式生产储存卸载船(FPSO)。两个平台相隔 13.6公里 ,一个在24-3油田(合同区域15/11),另一个在30-2油田(合同区域15/22),FPSO则位于二者之间,具体位置在考虑了两个油田原油特点的差异后进行了最优布置。 每个平台均是8脚钢柱式结构,导管架重量达5600吨,每个钢柱重达3760吨。每个平台的生活区可以容纳100名作业工人。 FPSO是由一条储油船改造而成,带有二级分离装置,储存和分配计量表。 项目采购 设备大部分从美国和欧洲采购,很大一部分加工工作是在亚洲进行的。价格比较而言具有竞争性的中国资源亦被采用,占到项目总投资的20%左右。 项目执行 该项目的执行由菲利浦斯、Pecten 和中国海洋石油共同组成的项目组负责。该小组在设计阶段位于休斯顿,而在制作与安装阶段迁至中国蛇口的PPCIA办公室。 开发井 两个平台的钻井和完工进度的执行有Halliburton公司承担,采用了集成式工程服务合同的形式。克瓦纳约翰布朗在1992年2月至1995年间担任西江油田的主要工程承包商,负责24-3和30-2海上平台顶部设施、生活区、XJ-2钻井机、FPSO加工设施和管线的详细设计和工程。同时也负责所有加工设备和特种设备的采购、催交、检查、出口/运输。克瓦纳约翰布朗帮助PPICA制定和评估建造标包,为项目管理小组提供海外人员,管理在中国、韩国和中国海上的建造工作。 现在24-3油田的日产量超过70000桶。在30-2油田投入生产以后,1996年最高日常量预计为10万桶/日。 生产情况 所产石油为25o至38oAPI,不同产层的孔隙度在15%至28%之间,渗透率为400-3700毫达西。油藏驱动机理为边缘水驱或底部水驱,取决于油藏情况,目前15口井的日产量为27,000桶原油。 惠州油田群 由惠州21-1,惠州26-1,惠州32-2,惠州32-3和惠州32-5形成惠州油田群。其中,惠州21-1油田于1985年8月发现,1990年9月投产。惠州26-1油田于1988年3月发现,1991年11月投产。惠州32-2油田于1990年12月发现,1995年6月投产。惠州32-3油田于1991年1月发现,1995年6月投产。惠州32-5油田于1996年9月发现,1999年2月投产。 2000年6月,惠州26-1北项目成功投产,该油田石油日产量将增加1万桶。 流花11-1油田 流花11-1油田,发现于1987年2月,是目前南中国海发现的最大的油田。该油田位于南中国海的珠江口盆地,在香港东南方向 1000英尺 ( 300米 )的水中。阿莫科于1985年从中国海洋石油总公司获得区块29/04合同。经过初步勘探研究后,流花11- 1A 开钻。测试产油量是每天2240桶重油。随后进行的评价井钻探流花11-1-3和流花11-1-4证实油储量巨大,超过10亿桶。1993年12月,科麦奇公司加入合作开发的队伍,持有24.5%的股份,阿莫科也持有24.5%股份,中国海洋石油总公司东部公司持有51%的股份。 但是,由于产出原油非常稠密的特点以及油层的相对较浅深度的特点,表明要使流花油田能够生产,必须使用革新性的技术和成熟的技术相结合的办法。 技术上的突破 在1987年至1992年间,阿莫科和南海东部公司工程部对各种开发设想进行了试验和测试,直到发现了突破性的解决方案。项目组决定该油田的海上生产系统应包括以下几个主要部分: 一个浮式生产系统,用于钻井和采油(FPS) 一个浮式生产、储存和卸载系统,用于加工和储存原油(FPSO) 一套革新性的水下系统,使用电动半浸式泵,其可以服务于约20口水平井 全球化的快速开发方案 1993年3月,在油田被发现后6年之后,流花11-1的整体开发计划获得中国各级政府的批准,项目进入了实施阶段。 1993年9月购买了一艘半潜式钻井船,并被改装成南海挑战号FPS。1993年10月又购买了一艘14万吨的油轮,并被改装成南海胜利号FPSO。1995年6月和1996年3月分别进入预定位置。两艘船系泊相距 3公里 。 FPS是经过改装的半浸式钻机,带有钻探水平井的系统。除此以外,FPS可以安装和运行水下折叠系统并安置发电设备和电力分输设备。开始时钻了10口井,到1996年底再完成10口井。 FPSO是一艘改装过的油轮,用来加工原油。储存加工后的油,燃烧相关的气体和处理生产废水。FPSO上的处理设备能够每天加工65000桶油和30万桶的流体。该船的储存能力是72万桶,加工过的原油将通过前后系泊的往来运送船卸载。 建立模块概念 流花项目中水下系统的模块概念是该项目成功的关键因素。通常,深水系统机构庞大,必须在陆上建造,然后拖到现场。但是这个方法在流花油田却不实际。于是工程师设计了一个可以在现场拼装的系统,通过浮式钻机来进行安装。通过将水下系统分割成可控制的组件,并使用一些革新性的技术-包括连接井与井的现场加工的牵索-工程师们创造了能够在FPS上拼装的系统,然后沉到海底,不需要潜水作业。 所有的独立水下组件均被设计成从FPS上使用水下机器人来安装和收回的模式,而不需要潜入水中。一个特殊的单点锥体,放置在海底,它也是设计成水下机器人可自由在水下选择工具而非往面更换工具的模式。 生产情况 1996年3月正式投产。1999年平均每天产油13,800桶,总共有25口生产井。 陆丰13-1,22-1油田 其中,陆丰13-1油田于1987年1月发现,1993年10月投产。陆丰22-1油田于1986年5月发现,1997年12月投产。 番禺5-1油田田 番禺5-1油田田于1999年发现。 中国海洋石油南海东部公司( CONHE ) 是中国海洋石油总公司的直属公司。主要经营石油天然气的加工、贮运、销售;天然气管道的输送、石油、天然气产品的生产、销售及利用(含成品油、液化气、石化深加工等)。兼营与主营相关的技术服务、咨询服务及配套服务。南海东部公司成立于1983年6月,是中国海洋石油总公司下属的四个地区油公司之一。负责南海东部东经 113°10′ 以东、面积约 13.1× 10 4 km 2 海域的石油、天然气的勘探开发生产业务,授权全面执行该海域的对外合作的石油合同和协议。 13 年来,已有8个油田建成投产,公司每年原油产量大幅度增长,至 1996 年产油量超过 1000×10 4t,在全国陆海油田中年产量排行第四位。 南海西部油气田 涠洲10-3油田 于1982年12月发现,是南海西部公司最早的海上合作油田,合作方是法国的TOTAL公司。 1986年8月7日 投产, 1992年5月16日 转为自营,与 1991年8月20日 自营建成的涠洲10-3北油田连片生产,形成年产能30万吨,至今已产原油近400万吨。 作业采油平台:南海自强号 涠洲11-4油田 涠洲11-4油田仍是涠西南油田群主力油田之一,1982年11月发现, 1993年9月19日 自营建成,设计产能60万吨,经改造达80万吨。与 1999年8月2日 自营建成的涠洲11-4东油田连片生产,形成年产能90万吨以上,至今已产原油近600万吨。 作业采油平台:涠洲11- 4A ,涠洲11- 4C 涠洲12-1油田 涠洲12-1油田,是涠西南油田群的最大油田,1989年12月发现, 1999年6月12日 自营建成,设计产能100万吨,至今已产原油近160万吨。与涠洲10-3油田、涠洲10-3北油田、涠洲11-4油田和涠洲11-4东油田连片生产,形成了南海北部湾涠西南油田群。 1999年7月28日 ,涠西南油田群总体开发工程投产庆典仪式在北部湾的涠洲岛上隆重举行。该项目总投资32亿元人民币,历时三年建成。并每年向广西北海炼油厂供油50万吨。 作业采油平台:涠洲12-1 崖城13-1大气田 项目背景 崖城13-1气田位于三亚市以南 100公里 ,是1983年8月在水深约 100米 的地方发现的,估计储量在3万亿立方英尺。阿科为作业者并拥有该气田34%的权益。中国海洋石油总公司拥有51%的权益,科威特石油勘探公司拥有15%的权益。崖城13开始投入生产时,成为中国第一个海上气田。 崖城13气田的开发是伴随着亚太地区能源需求的增长和商业用气市场的发展而来的。阿科气田生产的天然气通过 500英里 的运输到达香港的Castle Peak电力公司。 崖城气田的开发在中国是史无前例的。这是一个价值10多亿美元的项目,需要建设陆上和海上处理设施以及去往海南岛和香港的输送管线。将气体通过管线运输到香港需要建设 480英里 的海底管线,这在世界上是第二长的。 除了向香港青山发电厂供应天然气以外,崖城13气田也向海南岛输送气体,用于发电和作为化肥厂的原料。 崖城气田的特点 崖城13气田使用了数种先进的地质数据技术来估算储量和生产能力。这些技术将来自多方面的信息集合在一起,包括地理模型,地质资料,石油物理分析以及工程分析。采用了一个三维图象来表现气田内部结构的地理状况。 崖城13-1气田被圈闭在渐新世陵水砂岩层的一个大而狭长、西北-东南走向的断块中。砂岩层被一巨大的向西南倾覆的正断层沿上倾方向截断,上覆不整合。气水界面构成下倾界限。在A平台,油藏约在海平面下 3600米 深处。6口生产井、5口探边井以及三维地震测线数据证明了气藏面积为44平方公里,最大厚度为 217米 总厚度( 178米 净厚度)。大量小断层切割了储集层,其中一条断层的断距为 40米 。主储层之上的透镜状砂岩仍具有储藏潜力。 生产情况 崖城13-1的天然气探明储量为19,330亿立方英尺,天然气凝析油探明储量约为1030万桶,1995年10月投产,1999年上半年,天然气平均日产量约为1.506亿立方英尺。 文昌13-1,13-2油田 2000年进入全面开发,计划打22口生产井,其中2口水平井。 2000年9月7日 ,南海二号承钻的文昌13-2油田开发生产井的11口表层集束井顺利结束,平均1.87天/井。 文昌13-1/13-2油田15万吨级浮式生产储油轮(FPSO)也正在大连建造。 2000年10月13日 ,中国海油与加拿大哈斯基石油公司签订南海文昌13-1/13-2石油合同,这是第145个石油合同。该外国公司参股40%。 东方1-1气田 2001年进入全面生产开发。 2000年8月25日 ,东方1-1气田开发工程方案初定,将建造4个平台和一个陆地处理终端,它建成后将形成年产24亿立方米天然气的生产能力,一期工程将于 2003年9月15日 投产。 中国海洋石油南海西部公司( CONHW ) 主要承担东经 113°10 ?以西中南海海域石油天然气的勘探开发任务,并代表国家石油公司执行对外石油合同。勘探区域目前集中在南海北部湾盆地、莺歌海盆地、琼东南盆地和珠江口盆地西部。至 1998 年底,已开发油田 3 个、气田 1 个;在建年产 100 万吨新油田 1 个,将于 1999 年第 3 季度投产。目前公司除具备按照国际惯例和标准独立进行海上油气勘探、开发和生产作业管理能力以外,还具备海上设施维修、海洋工程建造、地震资料处理、陆上建筑安装、通讯气象服务、物资仓储运输等专业服务能力 。
美国墨西哥湾原油泄漏事件的事故调查
墨西哥湾原油泄漏事件内部调查报告,在历时4个多月之后,终于出炉。英国石油公司将大部分责任,推给了油井的所有者、瑞士越洋钻探公司,以及负责油井加固的美国哈利伯顿公司。而对自己的责任,报告的总结只有简单一句:没有正确解读油井的安全测试结果,没能“防患于未然”。
被泼了脏水的越洋钻探公司随即发表声明,指责英石油在油井的设计、施工过程中,作出一系列节省成本的决定,增大事故风险。
此外,事件中最重要的证物——失效的防喷阀,在2010年4月4号出水后,至今没有接受检测分析。
另据报道,美国海洋能源公司位于墨西哥湾的一座钻井平台昨天发生火灾,这是一周内,这家公司第二座在墨西哥湾的钻井平台发生火灾。火已被扑灭。 新华网14日消息,德国柏林工业大学石油地质学家威廉·多米尼克日前指出,美国过早开放深海石油开采以及英国石油公司忙赶工期是导致墨西哥湾原油泄漏的主要原因。
工人在钻井底部设置并测试一处水泥封口,随后降低钻杆内部压力,甲烷在海底通常处于晶体状态。深海钻井平台作业时经常碰到甲烷晶体。这个甲烷气泡从钻杆底部高压处上升到低压处,突破数处安全屏障。
2010年4月20日事发时,钻井平台上的工人观察到钻杆突然喷气,随后气体和原油冒上来。气体涌向一处有易燃物的房间,在那里发生第一起爆炸。随后发生一系列爆炸,点燃冒上来的原油。当时升起一片“气云”,罩住“深水地平线”。钻台大型引擎随即爆炸,到处都是火。“深水地平线”沉没后大量漏油,威胁周边生态环境。这座钻井平台配备的“防喷阀”也成为调查重点。一个“防喷阀”大如一辆双层公交车,重290吨。作为防止漏油的最后一道屏障,“防喷阀”安装在井口处,在发生漏油后关闭油管。但“深水地平线”的“防喷阀”并未正常启动。
“深水地平线”装备一套自动备用系统。这套系统应在工人未能启动“防喷阀”时激活它,但当时也没有发挥作用。事发后,英国石油公司企图借助水下机器人启动“防喷阀”,未能奏效。美联社报道,自从联邦政府监管人员放松设备检测后,数年间数座钻井平台的“防喷阀”未能发挥应有作用。 政府在漏油事故中确有应对不当之处。首先政府在危机应对上相对迟缓,各界压力逐渐聚焦到政府身上。事故发生之初,政府没有认识到危机的严重性,对英国石油公司大加批评并称应由其担负全部责任。
其次,从初步的调查结果来看,政府缺乏监管也是一大原因。一份2008年的报告显示,负责出租钻井平台的矿产管理局的监管人员玩忽职守,对有关安全警告置若罔闻,收受被监管公司的礼物,甚至与石油公司员工发生性关系。更早的活动报告显示,管理局曾允许被监管的石油公司用铅笔自行填写检查报告。在矿产资源管理局局长伯恩鲍姆辞职之前,该局负责近海油气开采的项目副主任厄于内斯已被解职。
专家指出,墨西哥湾漏油事故对美国政治和经济的影响不可低估。一方面,政府在推进能源战略方面将暂时受阻。此前不久,刚宣布解除近海石油钻探禁令,同时还鼓励海底钻探和核能开发,但漏油事故表明这些计划也存在巨大的风险,一些项目将不得不被搁置。另一方面,漏油事故不仅危及到沿岸各州环境,也给几个州的经济造成重创。个人的支持率将因此受到影响,如果事故的影响不能很快消除,民主党在中期选举中难免因此“丢城失地”。 美国墨西哥湾“深水地平线”钻井平台爆炸起火引起原油泄漏一月有余,英国石油公司终于以“截管盖帽法”控制了绝大部分的漏油,但是否能像盖瓶塞样滴油不漏,值得观察。
美国政府与英国石油公司先后试过火攻法、化学分解、围栏沙坝、人工岛、引流法、人发干草吸附法、虹吸法、灭顶法、“小金钟罩”等等各种方法,均收效甚微或无果而终。有关方面在网上征求了近7800条来自全世界网民的建议,最奇特的方法还有“核爆法”和制作长宽两英里的蜂窝水泥大盘法等。在最后成功之前,人们只能一次又一次地耐心等待着试验结果,墨西哥湾已在“咳嗽”的海豚只好游走他乡,其他各种海洋动物和鸟类也只能听天由命。
“深水地平线”事故造成1500米深海的原油泄漏,是历史上首次发生在超过500米以上深海的原油泄漏。与海面航行的大油轮漏油相比,其危害更大、更隐蔽。
首先,由于海面与深海底的压力、温度有很大不同,大量原油喷涌并向上漂浮过程中,呈现一种“羽毛”状逐步分散的形态:即在海底都是从一个漏油口喷出(像羽毛的根),在上升过程中就会变成羽毛状,直到海面时,就像一个伞面盖在海面上,并且会以油团或油、水、气的混合物在海底、海水中和海面上流动、凝固或分散漂浮。而遇到洋流时,这些油水混合物可能随着深层洋流漂动,不仅可能漂出墨西哥湾,还可能漂向世界其它大洋,而在海面上却什么也看不见。
其次,由于生活在海水不同层面的海洋生物各自的生存环境不同,彼此既独立又相互为食物链,某一层的海洋生物亡,将会造成食物链上层的许多生物难以生存。此次深海漏油可能直接破坏墨西哥湾海水不同层次的生物和鱼类,无数海洋生物将因此遭到扼杀。
除此之外,许多我们还无法检测的破坏、影响可能会在若干年以后才冒出来,这就像人类对温室气体的理解过程一样。1989年阿拉斯加发生的油轮泄漏事故造成的海洋生态破坏至今没有完全恢复,就是一个例证。
美国拥有雄厚科技和经济实力,但面对海上原油泄漏这样危及全人类海洋安全的巨大全球公共问题时,显得如此无力、无助和无奈。
这次事故无疑向人们发出了警示,同时也提出了一系列问题:一、尽管称原油泄漏是“一场史无前例的灾难”,是国家级的重大事件,但最终结果也只能是谁惹事谁管事,事件的专业性让他人甚至是当事国政府也无能为力。二、石油公司将油井从陆地钻到海洋,并向深海延伸的进程昭示了石油资源的紧缺和开采的复杂性。原油泄漏事故不断增加且后果日益严重,这彰显了“石油最后的疯狂”,还是表明未来的海上采油越来越像是打开潘多拉盒子的游戏呢?三、本次事故客观上为新旧能源辩论大战提供了一个喘息机会,给美国国内关于新能源和近海采油争论的双方打上一针清醒剂。因此,它也可能成为政府新能源战略的一个转机。四、时至今日仍未找到有效解决办法,这是否表明世界上还缺少一个有力、有效防范和制止此类灾难的专业性应急组织与应急机制呢?
墨西哥湾泄漏的岂止是原油
将持续刷新的“美国之最”
由英国石油公司租赁经营的“深水地平线”钻井平台在4月20日发生爆炸时,没人能够预测灾难的规模。上周,美国政府估计,原油泄漏量为每天50万加仑到近80万加仑之间,的泄漏总量在1970万加仑到4300万加仑之间,已成为美国历史之最。
堵漏措施的失败,使原油泄漏将至少持续到8月。白宫能源顾问布劳纳表示,“我们对最坏情况有思想准备”。
1979年,墨西哥发生了世界和平时期最大规模的原油泄漏事件,该国代号为LXTOC1的油井共向尤卡坦半岛附近海域泄漏了1.4亿加仑的原油。有关方面花了10个月时间,打好两个减压井,才最终阻止这场灾难。
此次墨西哥湾原油泄漏何时停止,是否有可能成为世界之最,还不得而知。英国石油公司的发言人日前表示,该公司也不知道整个油田储存了多少原油。
1、失望的技术手段
英国石油公司已准备好实施下一套堵漏方案,计划使用机器人潜水艇从漏油点切断受损输油管道,然后在管道上方安装一个堵漏阀门。这套方案最早可能在本周三实施。但一些专家提醒,如果切断了管道却装不好堵漏阀门,日漏油量反而可能增加20%。
从根本上阻止原油泄漏的方法仍是针对同一个储油构造打两口减压井。打第一口减压井的工作在2010年5月2日就已开始,但这一措施要等到8月才能初步见效。有关专家称,打减压井一次成功的可能性几乎是零。如果三四次就能成功,已经算是幸运。减压井的成功,要求新的钻孔必须准确地横穿漏油油井。如果不成功,只能堵住新孔,重新再试。随着钻井工作深入海床,工程进度也将日益放慢,因为压力不断增加,井管放置到位所需的距离越来越长。如果减压井也失败,原油泄漏时间就很难预估了。最终只能等到油井口坍塌或整个储油构造的压力自然降低到不再喷油的程度。
由于油井处于飓风路线上,如果飓风来袭,减压井工程肯定要中断。美国历史上最严重的三场飓风,1965年的“贝斯蒂”、1969年的“卡米尔”、2005年的“卡特里娜”,全都吹过了此次漏油事故地点。
2、生态忧虑
随着原油污染的持续恶化,已有更多出海清理石油的工作人员和沿岸居民出现头晕、恶心等症状。一些专家认为,从生态保护的角度来看,此次漏油事故的发生地点无法更坏。向南,是濒危的大西洋蓝鳍金枪鱼和抹香鲸产卵和繁衍生息的地方。向东、向西,是美国弗罗里达、亚拉巴马、密西西比和得克萨斯州的珊瑚礁和渔场,向北,是路易斯安那州的海岸沼泽地。
在受害最严重的路易斯安那州,超过125英里的海岸线被浮油侵袭,污染正一点一点毁灭沿岸生态。飓风季的来临将使原油污染进一步恶化。2010年的飓风季将是2005年卡特里娜飓风以来最为活跃的一季。美国“飓风季”自6月1日开始,至11月结束。美国国家海洋和大气管理局预报,2010年将生成14场至23场热带风暴,其中7场可能升级为强烈飓风。一些专家担心,热带气旋经过墨西哥湾时可能将泄漏原油裹挟其中,成为“黑色风暴”,在登陆后可能将原油洒向更广阔的范围。
墨西哥湾沿岸的沼泽通常对飓风能够起到缓冲作用,减轻内陆地区所受冲击。“黑色风暴”的最糟糕影响在于长期破坏沿岸沼泽,那将令包括新奥尔良在内的许多地区失去“屏障”,遭风暴袭击时更加脆弱。路易斯安那州近几十年来湿地面积大幅减少,湿地生态系统脆弱。原油侵袭的进一步加剧,将使湿地生存能力受到严重威胁。
3、政治飓风
空前的环境污染及接踵而来的旅游业、渔业危机,令美国国会议员和沿岸居民对英国石油公司和政府的不满加剧。曾经批评此次原油泄漏是一场“人为灾难”,试图反击针对政府反应速度和力度的批评。但令他两难的是,尽管他宣称美国政府在主管善后事务,但似乎只有英国石油公司能阻止原油泄漏。
第二次视察原油泄漏灾情后,美国政府已经宣布,将增加投入两倍的资源用于治污工作。但随着原油污染的加剧,英国石油公司的事故责任正日益凸显;而有关政府的“领导责任”问题的争论,也使人们隐约嗅到一场政治“飓风”的味道。
什么是世界海洋石油储运技术?
一、海上油气集输系统
油气集输是继地质勘探、油田开发、钻井采油之后的油田生产阶段。这阶段的任务是从油井井口开始,将油井的产出物在油田集中、油气分离、计量、净化处理、必要的初加工,生产出符合质量要求的油、气及副产品,而后输送给用户。
海上油气集输系统包括海上油气生产设备系统以及为其提供生产场地、支撑结构的工程设施。海上油气集输包括了整个油田生产设备及其工程设施。这些工程设施有井口平台、生产平台、生活平台、储油平台、储油轮、储油罐、单点系泊、输油码头等。根据所开发油田的生产能力、油田面积、地理位置、工程技术水平及投资条件,可分别组成不同的油气集输系统。
随着海上油田开发工程由近海向远海发展,海上油气集输形成了以下三种类型。
1.全陆式集输系统
海上油田开发初期,是在离岸不远的地方修筑人工岛,建木质或混凝土井口保护架(平台)打井采油。油井的产出物靠油井的压力经出油管线上岸集油、分离、计量、处理、储存及外输。这种把全部的集输设施放在陆上的生产系统称为全陆式集输系统。
该系统的海上工程设施一般为:(1)井口保护架(平台)通过海底出油管上岸;(2)井口保护架(平台)通过栈桥与陆地相连;(3)人工岛通过路堤与陆地相连。
全陆式生产系统在海上只设井口保护架(平台)和出油管线,大大减少了海上工程量,便于生产管理。陆地生产操作费用比较低,而且受气候影响小,与同等生产规模的海上生产系统相比,其经济效益好。该系统一般适用于浅水、离岸近、油层压力高的油田。我国滩海油田开发多采用这一集输方式。
2.半海半陆式集输系统
随着油田开发地点水深的增加、离岸距离加大、钢导管架平台的发展和应用,全陆式集输系统已不能适用。为了解决油气长距离混输上岸效率低及油层压力不足的问题,逐步把油气分离及部分处理设备放在海上。油井开采出来的油气在海上经过分离初处理后,再将原油加压管输上岸处理、储存及外输。如伴生气的量小,除作平台燃料外,其余在海上放空烧掉;如天然气量较大,则油、气在海上分离后,分输上岸再处理。这种在海上仅进行油气初处理,而把主要的油气集输设备及储存、外输工作放在陆上的油气集输系统,称为半海半陆式集输系统。该系统适用于离岸不远、油田面积大、产量高、海底适合铺设管线以及陆上有可利用的油气生产基地或输油码头条件的油田,尤其适用于气田的集输。因为在海上不易解决天然气的储存和加工问题,所以一般气田采用半海半陆式的集输系统,如我国渤海湾锦州20-2气田就采用半海半陆式集输系统。
3.全海式集输系统
随着世界工业的迅猛发展,对石油的需求量不断增加。为了简化海上生产的原油上岸后再通过海运外输的环节,凭借现代海洋工程技术在海上建储油罐和输油码头,使油气直接从海上外运。这种将油气的集中、处理、储存和外输工作全部放在海上,从而形成了全海式集输系统。由此也使海洋油田的开发向远海、深海和自然条件恶劣的极地发展。全海式的集输系统可以是固定式,也可以是浮动式;井口生产系统可以在水上,也可以在水下。这种集输生产系统既适合小油田、边际油田,也适合大油田;既适合油田的常规开发,也适合油田的早期开发。这是当今世界适应性最强、应用最广的一种集输生产系统。
综上所述,海上油气集输系统是从全陆式发展到半海半陆式,又从半海半陆式发展到全海式。它们的根本区别在于集输的生产处理设施是放在海上还是陆上,如全部的油气集输生产设施放在陆上,则称为全防式;如全部设施放在海上,称为全海式;如部分设施放在陆上、部分设施放在海上,称为半海半陆式。
二、海上油气集输工艺流程
因为全海式油气集输系统可实现全部油气集输任务,本节就以全海式生产平台为例,介绍油气集输主要工艺流程及设备。出油气集输生产包括油气水分离、原油处理、天然气处理、污水处理等主要生产项目。
1.油气计量及油气生产处理流程石油是碳氢化合物的混合物,在地层里油、气、水是共生的,又由于油气生成条件各异,各油田开采出的原油的组分是不同的。此外,油中还含少量氧、磷、硫及砂粒等杂质。油气生产处理的任务就是将油井液经过分离净化处理,能给用户提供合格的商品油气。由于各油田生产出来的油气组分和物性不同,生产处理流程也不完全相同,如我国海上生产的原油普遍不含硫和盐,因此就没有脱盐处理的环节。有的油田生产的原油不含水,就没有脱水环节。海上原油处理包括油气计量、油气分离、原油脱水及原油稳定几部分。由于海上油田普遍采用注水增补能量的开采方法,因此原油脱水是原油处理的主要环节之一。
2.天然气处理
经油、气分离的天然气,在高温下仍带有未被分离的轻质油、饱和水、二氧化碳及粉尘等物质,这些物质如不处理,一则浪费,二则会造成管路系统的堵塞和腐蚀。天然气处理主要指脱水、脱硫及凝析油回收,有的天然气还要脱除二氧化碳。一般海上平台天然气处理是将由高压分离器分离出的气体和各级闪蒸出来的气体分别进入相应的气体洗涤器,以除去气体携带的液体,再进入不同压力等级的压缩机,分段加压,达到设计压力,一个典型四级分离的气体压缩和凝析油回收系统。由各级气体洗涤器收集的凝析油分别进入各级闪蒸罐的原油管线中。为防止管线被天然气水化物堵塞,采用甘醇-气体接触器,吸收天然气的水分。
由于天然气处理压缩系统投资较高、质量大、占用空间面积大,有的平台由于生产的伴生气较少,往往将生产分离出来的天然气不经处理,一部分作平台燃料,一部分送火炬放空烧掉。如果气量大,可管输上岸再处理。如何处理天然气要经综合评价后做出选择。经气体压缩和凝析回收后出来的气体,一般仍需进一步脱水、脱硫和凝析油回收。脱水主要采用自然冷却法、甘醇化学吸收法、压缩冷却法等,脱水的同时可以脱出轻质油。对含硫的天然气还需要脱硫,同时可以回收硫。海上天然气加工生产系统和陆上一样,这里不再赘述。
3.含油污水的处理
随着世界工业的迅速发展,自然环境受到污染,严重地影响了生物的生长和人类的健康。目前世界环境保护机构规定:油田所有的含油污水必须经过处理,水中含油量低于15~50毫克/升才能排放。故海上采油平台原油脱水出来的污水及生产中产生的含油污水,都必须经过污水处理系统进行处理。
4.海上油气集输生产流程及设备的选型
油气集输生产流程的设计及主要设备的选型,不像钻井工艺及钻机设备那样有定型生产流程及系列的钻机设备,它往往是根据油田产出物的组分、物理性质、产量及油田的开发方式、油气集输系统的选择等条件进行设计制作。如一离岸较远、含气量较高的油田,选用半海半陆式集输系统,油气长距离混输上岸,在技术上有一定难度,为此采用油、气分输上岸流程,即在海上平台进行油、气分离初处理,油、气上岸后再分别进行全面的处理;如采用全海式集输系统,油气处理及其储运设备全部放在海上,那么其具体工艺流程及设备的型号显然是与前者不同的。每个油田根据设计的生产流程、主要设备、工程结构选型及尺度,分别设计安装在模块上,一般都按生产的内容设计,大致分以下几种类型。
(1)井口模块模块。上面设置井口采油树、测试分离器、管汇、换热器等。
(2)油气处理模块。一般设置生产分离器组、电脱水器、原油稳定装置及其配套的管路、仪表、罐、换热器等。
(3)天然气处理模块。一般设置有分离器、洗涤器、压缩机、轻质油回收装置等。
(4)污水处理模块。有隔油浮选、沉降分离、过滤器及其加压的水泵与其辅助设备等。
此外,还有发电配电模块、生活模块、注水模块、压缩模块等。这些模块的设计要求自成系统,同时考虑与其他系统的连接配套。部分生产模块的设备在陆上安装好可进行试车,当在平台吊装就位,连接好水、电、管路系统就可全面试运转,以减少海上工程量,便于生产管理。在设计模块规模时,还要考虑平台面积、施工起吊能力及生产安全要求等。
三、海洋集输平台设施
当人们航行在茫茫大海中,有时会突然发现远方有一些建筑群时隐时现,你一定会欣喜万分,以为看到了海市蜃楼。轮船靠近后才看清这是一些钢铁制造的庞然大物高高地矗立在海面上,不管是台风袭击还是海浪拍打,它都像一个忠实的哨兵守卫在辽阔的海疆。这些钢铁建筑物就是海上石油生产平台。先建平台后打井、采油,这是海上石油和陆上石油的主要差别。通俗地说平台就是给人们在海上生活、生产提供的固定场所。
最初人们在海洋进行石油勘探开发只能在近海,用木料搭制一个作业平台,进行钻井、采油。伴随科学技术的进步,人们希望平台更安全、更坚固耐用,并能适用于环境恶劣的深海条件,逐渐改为使用混凝土或钢铁建造作业平台。再后来发明了自升式钻井平台和钻井船,这两种装备实际上都是船,前者没有自航能力,要靠其他船只拖曳,后者具备自航能力。钻完井后,钻井平台或钻井船驶往新井场。目前海上见到的平台大多是油气生产平台,这些平台上设施的内涵与陆地油田没有什么差别,只是更精良、更安全可靠。图37-1所示是所有设施全部设置在海上的情况,其中中心处理平台把周边各井的油气通过海底管道集中并计量,同时配备安全装置,然后将油气水分离净化,合格的原油输送到储油平台,处理过的水再经过井口平台回注或排放,天然气一般放空烧掉;储油平台主要功能是存放原油并通过穿梭油轮定期运送给用户;动力平台主要是柴油发电机组、天然气透平发电机组、供热锅炉等提供动力的设备;生活平台提供工作人员休息、生活;各平台间有供工作人员行走的栈桥,另外淡水、蒸汽、燃料等管道及电缆也附设其上。当然,根据油田在海洋的地理位置,各种设施并非要全部建在海上。如果距离陆地较近,油气水处理平台、储油平台则建在陆上。即便全部建立在海上,也可根据情况将某些设施适当地组合在一座平台上。井口平台实际就相当于陆上油田计量站,负责单井的集油、油气日产量的计量和注水。浮式生产储油轮相当于陆上油田的联合站,负责油气水分离净化、储油。其动力、生活系统也在船上。这样就大大减少了海上固定平台,降低了投资。如果油田迅速降产或失去生产价值,浮式生产储油轮还可以转移到其他油田继续使用。
图37-1 早期海上采油系统
四、海底输油管道
海洋石油竞争,比拼的是资金的雄厚和技术的先进。油气运输是随勘探和开采而发展的。国际上海洋油气田开发工程设施的模式根据油气储运特点基本分为两类,即全海式与半海半陆式。所谓全海式,是指油气田的油气生产、处理以及产品储存与外销全部在海上进行;所谓半海半陆式,是指油气生产在海上进行,油气处理或在海上、或在陆上进行,而产品储存与外销在上陆后进行。
人类从深海开发油气是今后长时发展的必然趋势。在这样的环境下,伴随着海洋储运技术的出现和发展,世界海洋石油发展的总趋势是走向深水,世界海洋管道从最初的油气田内部短距离海底管道发展到各类长距离平台至陆地海底管道,海底管道设计、施工技术有了长足发展,目前深水大型油气田达50多个,包括200多座深水平台设施、1000多套水下装置、1.2万千米的深海管道等设施。深水技术的发展不断刷新世界深海作业的最新水平:钻井作业水深达3050米,已投产油田作业水深达2192米,海底管道铺设水深达2150米。
六、浮式生产储存卸货装置
浮式生产储油装置既可以独立运输,也可以临时存储,然后由油轮运输到陆地。1976年,壳牌石油公司首次引入FPSO概念,那是一艘在Castellon海域由油船改装而成的FPSO。FPSO是英文Floating Production Storage&Offloading的缩写,含义为“浮式生产储存卸货装置”。它集生产处理、储存外输及生活、动力供应于一体,同时具有高投资、高风险、高回报的海洋工程特点(图37-2)。在那以后的26年间,前15年是其概念形成阶段,9O年代以后,进入一个快速发展阶段。最初的FPSO大都是改装船舶,在这方面,新加坡的船厂做得较为成功,取得了大部分改装船工程项目。目前,FPSO的建造市场主要由日本、韩国造船企业和新加坡船厂统治。由于一艘FPSO造价高达几亿美元,是典型的高附加值船舶,所以近年来中国船厂也开始积极介入这个市场。
图37-2 FPSO工作示意图
静态来看,截至2008年2月,FPSO现役数量为139艘,其中,新建数量为54艘,占比为38.85%,改造数量为85艘,占比为61.15%;订单32艘,其中11艘为新建,21艘为改造,占比分别为34.38%和65.63%。无论是新建还是改造,均经历了两次高峰:1997—1999年、2003年至现在。现役FPSO基本上是在2000年以后建造的,80%左右的船龄在10年以内,大多还可以应用至少10年左右的时间,更新需求动力相对较小。在现役的FPSO中,分布较多的国家有巴西、中国、英国、澳大利亚、尼日利亚、安哥拉等国,数量分别为22艘、15艘、13艘、12艘、12艘、11艘。在FPSO订单中,巴西依然是拥有量最多的,为9艘,其次较多的分别为英国、印度和尼日利亚,其数量分别为5艘、4艘和3艘。
七、发展趋势
挪威专家Einar Holmefjord先生在题为《挪威边际油田开发研究活动现状——DEMO2000》的演讲中指出,“昨天,我们采用重力基础的平台进行钻井和生产,今天,我们采用浮式生产系统和水下设施,明天,我们将井流物从海底直接输送上岸处理,不需要任何海上设施”。Einar Holmefjord先生的话简明地概括了国外海上石油发展现状和发展趋势。为开发边际油田,国外越来越多地采用了浮式生产设施和水下回接技术,开发了一系列的配套技术,如水下混输技术、深水大排量混输泵、水下供配电系统、水下作业机器人、水下卧式采油树、水下管汇和水下多相计量技术等。上部设施包括油气集输和水处理设施的新工艺、新设备也不断出现,如多相透平技术、海水脱氧技术等。这些技术已得到应用,且有些技术已趋于成熟。深水和超深水域油田的开发是国外海上油田开发面临的最大挑战,某些地区,如Ormen Lange、Voring plateau、At1antic Margin的水深在600~1400米,而Angola、Gom、New Foundland、Brazil的水深更是达1500~3000米。深水具有低温、超高静压、温压变化引起立管内介质物性复杂等特点,容易引发立管段塞流、结蜡、水合物等问题,并且一旦出现问题,就会造成重大损失和危害。为解决深水水域介质在管道内的流动安全问题,近年形成了一门新兴学科——流动安全学。目前国外公司开展的深水技术研究包括立管内多相流研究、SPAR模型平台、深水系泊系统、轻型组合立管、电加热管技术、水合物抑制技术(动力学抑制剂的研制)等。解决深水油田开发的技术问题是国外海上石油技术发展的趋势。
海底石油是到海底去开采吗?
海底石油是怎样开采出来的
地球上可供人类开采使用的石油大约有3000亿吨,其中1350亿吨深埋在海底岩层中。20世纪中叶,海上石油平台刚刚建起,便成为勘探和开采海底石油最重要的海上能源站。
A 盐丘里的宝藏
在海上找石油,是要碰运气的。
早在1938年,美国一家小公司,就开始在亚拉巴马州的墨贝尔湾进行勘探,但他们没有发现值得钻探、开采的东西。
那么,怎么才能确定这里有没有石油呢?根据经验,地质学家会先参考该区的地质构成图。对于石油勘探者来说,关键就在于沉积物下面有没有盐丘状的结构。所谓盐丘,就是盐受到挤压,在地表形成的硬块,石油和天然气就被包裹在盐丘内部的各层之间。
在找到盐丘后,探测人员就要采用权威的爆破法进行探测了。他们对盐丘实施小型爆破,记录声波返回所用的时间。爆破法帮助他们提前了解了岩床的大致情况,但是无法彻底揭开它的神秘面纱——盐丘里到底都有什么东西,沙子、页岩、石灰石还是石油?想弄清楚盐丘内部物质成分的唯一办法,就是在这儿放上起重机,开始打井。即使是这样,一口探井能够发现石油或天然气的几率仅为13%。
在陆地勘探中,一旦石油公司租赁了适宜开采石油的土地,工作队就会马上组建,起重机负责把管子吊在准备打井的地方,一个类似人的牙齿一样的钻头被接在第一根管子的前端,准备就绪之后,起重机底部的发动机通过转动那根管子,使它插入地下,这个过程叫“钻井”。而海洋勘探与此类似。
随着井越钻越深,工作人员开始接上新的管子,并向管子里灌一种俗称“泥浆”的化学混合物作为钻井液来清理钻头,并移走打井产生的废物。同时,一个金属壳将会插进钻井管和井壁之间,圆柱形的石油和岩石样本将被取出来并进行分析,这个样本被称为“矿样”。
B 海上作业模式初定
1946年在路易斯安那州,木兰石油公司开始进行水下勘探。他们首先在距离岸边16公里的地方发现了一个有可能开采出石油的勘探点。随后,他们花了两个月时间,在浅水里打了35米的桩,然后搭建了一个固定的平台,这个平台的高度比涨潮时的最高水位还高3.5米。
然后,码头上的工人们每天坐着蒸汽船来到平台上,勘探工人们拖来了一台普通起重机,并把它安放在钻井平台上。为了让它们既不任意漂浮,又不完全固定,工程人员把钻机、深海码头和运输船结合在一起使用。
如此一来,建在水上的勘探平台像是湖里的船坞,打桩机被运到指定地点开始打桩,木制的平台被钉在恰当的位置上,平台中间还为钻杆留了个洞。运输船把起重机运来,工人们把它安放在那个预留孔的上方。所有这些步骤的执行都很严格,唯一能够移动的是停靠在勘探平台边上的运输船,它为抽泥泵、管子架和工作人员提供“安身”之处。这样,一个具有现代石油开采意义的海上平台搭建起来了。
不过,在这个过程中要克服一个最大的障碍,确保平台始终在海底松软的泥沙上保持水平状态。而海底淤泥平均有10米厚,因此打桩至少要打到海底以下15米的深度。有时,一根钢桩甚至要打到45米深才能固定住。但还是会发生意外,1948年2月23目,一位工作人员正在小心地操纵着吊车,想要把钻探设备从运输船转移到平台上,这时吊钩断裂了,价值5.5万美元的设备沉入了大海。
C 第一桶海底石油
事实上,除了钻井平台,海上钻井与陆地钻井有诸多相似之处:把许多钢管连接在一起,挂在起重机上,钢管的前端是一个大金属钻头,专门用来穿透不同硬度的岩石。当钻探人员在比较坚硬的岩层打孔时,如果钻头磨损了,那么所有的设备都提起来,这样才能换上新钻头。因此,海上的工作是十分单调的,频繁地把一根管子接到另一根管子上。钻探平台上,像塔一样高的起重机通过绳索把长长的管子向上拖起,一组工人把新的管子接上去,使连接后的管子长度能够到达海底。
钻探工作队里都会有一位经验丰富的钻井液工程师:他主要负责估测钻探管子里浓稠的清洁剂的流度。这项工作至关重要,就好像人体通过血液循环来运送氧气一样。钻井液通过管子流向钻头,再在钻孔、管子间回流出来。钻井液既可以清洁钻头,又能给它降温,还能把已经钻成粉末的岩石碎末和石油运送到水面上来。而且,钻井液还把海底下的信息带到地面,钻井液里含有什么物质、不含什么都要仔细地监控、分析。
全世界第一次真正从海底开采出石油的日子,是1947年11月的一天。那天,当钻头打到530米时,奇迹发生了,一个工人看见了浓稠的墨绿色液体流进了储存钻井液的深坑里。当时,这些石油每桶卖了2.65美元。此后,工程师们还为输送石油找到了一个好办法,在海床以下2米深的地方铺设海地管线。
D 平台上的生活
每个海上钻井平台至少需要25人才能够运转起来:包括两组钻井工人,6个人一组,两组交替工作,每半天轮换一次;1名专职地质学家对矿样进行评估;4名海员、4名厨师、2名工具维护人员以及1位钻井液工程师和1名勘探队负责人。一个新的工作线就这样形成了,海上工作人员和陆地上不同,他们不是早出晚归的工作模式:工人们每天在钻井平台上辛苦工作12小时,连续工作7天,之后就可以放假7天,他们可以利用假期去岸上放松,然后再回到海上。
因为工作漫长而又枯燥,海上生活的唯一调剂就是吃顿好饭。石油公司从来不在吃上节约开支。不过很显然,海上石油工人的食物里唯一没有的就是酒。由于日常工作的危险性,这使石油公司在很早就禁止任何含有酒精的饮品出现在钻井平台。这条禁令被严格执行,一旦有人违反,就会被立即遣送回岸上。
在钻井平台上,吸烟也被绝对禁止,尤其是在靠近钻探孔的地方,当原油快要抽出来时,钻孔附近会缭绕着一些天然气。因此,哪怕是一点点火星都会要了全队人的命。
不仅如此,海上勘探队还生活在爆炸的恐慌之中,一旦石油或者天然气在高压下发生喷冒,可能就会从钻孔中急涌而出,有时力量巨大到足以摧毁整个钻探平台。钻探平台离陆地越远,发生这种井喷的危险系数就越大。从1955年到1968年之间,世界上有23个钻井平台毁于井喷,这使得投保率几乎翻了一倍。为此,人们发明了一种能够放在油井附近的监控装置,一旦有紧急情况发生,它会自动卸掉从井中溢出的压力,这就是防爆器,它成为预防井喷的必备之物。
E 移动的钻探平台
20世纪50年代早期,由于打一口新井必须要搭建钻井平台,勘探结束后还要拆除,这项高额费用使海上石油勘探的发展速度减慢。为此,一个美国海军退役士兵拉伯德灵机一动:能不能找到一种方法把固定的钻探平台整体挪走,让整套设备从一个勘探点漂浮到另一个勘探点?
拉伯德曾于二战期间在美国海军服役,所以他对驳船十分熟悉,他想用驳船来运输钻探平台。在运输过程中,驳船起到船体的作用,把钻探平台放到驳船上面。当运送到目的地时,驳船就充满水,沉到水下,把钻探平台固定在适当的位置上。当钻探工作完成之后,用电泵将驳船内的水抽净,重新起到运输作用。拉伯德的革新,一经推出就大受好评。
此后,随着技术的革新,还出现了能够停泊在深水区的半潜式钻探平台。这种钻探平台能够潜入水面以下15米深,然后把锚插入海底,再用绳子把锚和钻探平台系在一起,这样就可以把它固定在指定位置了,就像我们在陆地上用绳子和木桩固定帐篷一样。
现在最常用的钻探平台被称为“自升式塔台”。自升式塔台被拖到指定位置之后,它就开始发挥驳船的作用,潜入水中,它的桩腿开始向下伸,直到海底,这些桩腿把平台固定在那儿,然后钻探平台再自动向上升起,一直升到海面以上的安全工作高度。当钻探工作结束时,钻探平台就和钻孔脱离(钻孔要用混凝土封上),浮于海面,被拖往下一勘探地。由于采用了自升式钻塔,深水区钻井开始发展起来,从前桩腿只能插到海底40米,而现在,常常冒险插到90米的深度。
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