深水油气勘探开发技术发展现状与趋势

原创 暗潮  2018-05-08 12:28:05  阅读 99 次 评论 0 条
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3.3 多功能化

深水技术和装备更多地体现出多学科技术的融合,出现了众多多功能化的深水装备。

3.3.1 浮式LNG

浮式LNG(或FLNG,见图8)是一种多功能的浮式生产装置,集开采、处理、液化、储存和装卸天然气的功能于一身,并通过与液化天然气(LNG)船搭配使用,实现海上天然气田的开采和天然气运输,克服了海上开采天然气通过管道输送到陆上液化厂进行液化,或是至管道终端将天然气储存再与陆上管道相接外输的传统资源开发方式的局限性。与传统方式相比,FLNG使投资减少20%,建设工期缩短25%。

目前,全球已有2个海上天然气田项目确定采用FLNG方式进行开采,至少有12个FLNG项目处在筹划或招标阶段,还有数10个海上天然气项目计划采用FLNG。

3.3.2 FDPSO

FDPSO是集钻井、生产、储卸油一体的平台,即在浮式生产储油缷油(FPSO)的基础上增加钻井、修井功能。通过模块化设计,实现钻井功能和开采功能的灵活转换。这种一体化设计节约了钻井平台的使用,经济性非常好。

2009年1月新加坡Keppel公司为Murphy石油公司建造世界上第1艘具有钻井功能的浮式生产储油卸油装置——Azurite号FDPSO(图9),服役于刚果共和国水深1400m的Azurite油田。

3.4 革新性

深水是革新技术的发源地,很多高新技术都是从深水开始的。

3.4.1 无隔水管钻井

隔水管的使用既占用平台空间,又增加平台重量和作业时间,很多公司都在尝试不用隔水管的钻井技术。其中,泥线泵是研究最多的一种无隔水管方案,主要是利用海底泵进行钻井液的分离与回收,从而取消钻井隔水管的使用,将作业的压力基准从海面移至海底。该系统由海底吸入模块、海底泵、控制系统和上返管线组成。较早开展试验的是挪威AGR强化钻井公司的RMRTM无隔水管泥浆回收系统。

3.4.2 Reelwell钻井技术

 深水油气勘探开发技术发展现状与趋势第11张-暗潮天空 BlueSky挪威Reelwell公司无隔水管钻井技术(图10),是另一种利用管中管钻杆消除隔水管使用的技术。该技术利用管中管双壁钻杆的机构实现钻井流体从两管环空到内管的反循环,并通过安装在钻杆上的活塞,利用液压力推进钻杆前进,施加钻压,延长水平井位移。

由于采用了特殊的管中管结构,管中管的内管外壁经过绝缘处理后可充当同轴电缆,向井下供电并实现数据的高速双向通讯,数据传输速率高达6.4万位/s;管中管结构形成了闭环的流体通道,更易于实现控压钻井;由于消除了压力梯度和压力窗口的影响,使钻井位移可以大幅提升;可实现无隔水管钻井,不用隔水管而减少了浮式钻井装置的承重,即使应用第3代或第4代半潜式钻井平台也能在3000m的深水区钻井。此外,该技术可以使井壁更加清洁,有利于减少井下复杂情况、使井底压力和ECD控制更容易、减少钻柱屈曲、通过额外施加的钻压大幅提升水平井和大位移井的延伸能力。

目前,壳牌、道达尔、巴西国家石油公司、挪威研究委员会等正在联合资助20km超大位移井试验项目的开展。如果证实其可行,将是对现有钻井方式的一次革命性改变。

4、深水油气勘探开发的前景展望

深水技术装备不断向自动化、海底化、多功能化、革新性发展,深水勘探开发的环境适应能力、经济性、安全性都将不断增强。未来10年,勘探开发水域从近海向远海拓展,作业水深纪录将突破4000m,甚至有望突破5000m。技术创新与突破将逐步颠覆传统的勘探开发方式,大幅度降低深水油气勘探开发的成本和风险,并推动陆上油气勘探开发技术的突破与飞跃。深水油气产量有望占全球海上油气产量的30%以上,成为日益重要的战略接替区。

(来源:石油钻采工艺,作者:吕建中、郭晓霞、杨金华,单位:中国石油集团经济技术研究院)

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