海上油气开采工程与生产系统教程

海上油气开采工程与生产系统中海工业海上油气开采工程概述海底油气资源的存在是海洋石油工业得以发展的前提。海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%，全球海洋石油蕴藏量约1000多亿吨，其中已探明的储量约为380亿吨。世界对海上石油寄予厚望，目前全球已有100多个国家在进行海上石油勘探，其中对深海进行勘探的有50多个国家。海上油气开采历史进程、现状和将来一个多世纪以来，世界海洋油气开发经历如下几个阶段：早期阶段：1887年～1947年。1887年在墨西哥湾架起了第一个木质采油井架，揭开了人类开发海洋石油的序幕。到1947年的60年间，全世界只有少数几个滩海油田，大多是结构简单的木质平台，技术落后和成本高昂困扰着海洋石油的开发。起步阶段：1947年～1973年。1947年是海洋石油开发的划时代开端，美国在墨西哥湾成功地建造了世界上第一个钢制固定平台。此后钢平台很快就取代了木结构平台，并在钻井设备上取得突破性进展。到20世纪70年代初，海上石油开采已遍及世界各大洋。发展阶段：1973年～至今。1973年全球石油价格猛涨，进一步推进了海洋石油开发的历史进程，特别是为了应对恶劣环境的北海和深水油气开发的需要，人们不断采用更先进的海工技术，建造能够抵御更大风浪并适用于深水的海洋平台，如张力腿平台（TLP）、浮式圆柱型平台（SPAR）等。海洋石油开发从此进入大规模开发阶段，近20年中，海洋原油产量的比重在世界总产油量中增加了１倍。进军深海是近年来世界海洋石油开发的主要技术趋势之一。海上油气开采流程海上油气田开采可划分为勘探评价、前期研究、工程建设、油气生产和设施弃置五个阶段：勘探评价阶段：在第一口探井有油气发现后，油气田就进入勘探评价阶段，这时开发方面的人员就开始了解该油气田情况，开展预可行性研究，将今后开发所需要的资料要求，包括销售对油气样品的要求，提交勘探人员。前期研究阶段：一般情况，在勘探部门提交储量报告后，才进人前期研究阶段。前期研究阶段主要完成预可行性研究、可行性研究和总体开发方案(ODP)。前期研究阶段也将决定油气田开发基础，方案的优化是最能提高油气田经济效益的手段。因此，在可行性研究和总体开发方案(ODP）上都要组织专家进行审查，并得到石油公司高级管理层的批准。工程建设阶段：在工程建设阶段，油藏、钻完井和海洋工程方面的主要工作是成立各自的项目组，建立有效的组织结构和管理体系，组织基本设计编写并实施，对工程质量、进度、费用、安全进行全过程的管理和控制，使之达到方案的要求。油藏项目组主要进行随钻分析和井位、井数等方面调整；钻完井项目组密切与油藏项目组配合进行钻井、完井方案的实施；海洋工程项目组负海上生产设施的建造；生产方面的人员也会提前介入，并进行投产方面的准备。生产阶段：生产阶段在油气田开发过程中延续的时间最长，从油气田投产开始，直至油气井废弃为止。该阶段由于平台到处有油、气的存在，操作人员除进行正常的设施操作和维护外还需要经常配合钻完井方面人员进行钻井、完井、修井等方面的作业，有时还要配合地面工程设施的改造，因此，安全工作尤为重要。弃置阶段：海上油气生产设施的退役和拆除是海上油气田开发的组成部分和最后一个工作环节。设施废弃处置，不仅涉及拆除技术、费用，而且涉及海洋环境的保护。油气田设施弃置不仅要遵守国内有关法律、法规，而且需要履行国际公约所承担的义务。海上油气开采工程系统构成海洋石油工程建设的目的是为油气田生产提供必要的生产设施，主要有海上生产设施、油气储运设施及陆地终端三个部分。沙海上圆生产方设施切海上琴生产项设施驼是指跟建立牌在海局上的怨建筑宫物。抗由于翅海上户设施躲是用顶于海磨底油激气开盈采工夸作，蓝加上问海洋屈水深留及海恼况的企差异克、油猫气藏巷类型泽和储招量的阴不同同、开慕采年欢限不宴一，墓因此拖海上划生产主平台沃类型寨众多捉。基堪本上纽可分慎为海贩上固承定式羡生产辆设施贷（导畏管架题式平警台、晋重力迟式平饭台和腾人工兄岛以耽及顺派应塔自型平弹台）盟、床浮式携生产扫设施暴（潜骂式平袋台、元TL趴P、柳SP狡AR权及F挎PS咬O等爽）、养水下徐生产梁设施斑等三韵大类形。袖油气外储运称设施创海上献油田塘原油饲的储蒸存和雄运输可，基廉本上湿有两蜓种：沈储油讽设施央安装毯在海鸭上，斯采用猎运输晶油轮填将原饿油直尼接运筛往用浸户；算或利拉用安团装海裁底输浑油管刺道将乒原油冠从海刚上输叮送到鱼岸上枣的中捧转储凯油库异，然迅后再冬用其呜他运兄输方吗式运逮往用隔户。浇海上目气田栗的气牵一般净采用围海底借长输嘴管线林进行务外输需到岸事上终樱端，窗然后段再用居其他冶运输愈方式彩运往鹿用户嘉。躲陆地妖终端驶陆上灭终端锁是建牙造在静陆地薯上，陕通过庸海底虫管线锅接收府和处亭理海赵上油殃气田讯或油龙气田迫群开卸采出绪来的皂油、乌气、顾水或大其混广合物喘的油下气初释加工挂厂，及是海迷上终鲁端的币延伸科。它午一般旨设有耕原油赠或轻两油脱刃水与牲稳定丝、天偿然气握脱水菜、轻附烃回瑞收和注污水袖处理蓝以及车原油赠、轻嘱油、曲液化槐石油隔气储峰运等疼生产棒设施坐，并僚有供厘热、冠供排故水、愿供变促电、辅通讯物等配魂套的在辅助遵设施汉与生虏活设按施。障因此亚它具煌有大如规模部集中暑处理世和储裹存油弟气，懒几乎耍不受挖气候拘影响淋的优楚点。详第习二挪章存海上汇油气乖生产毯系统待海上厅油气珍田开纯发具张有高党投入移、高造风险挎、高远科技宝、高煤收益室等特狭点垒，只选择搭合适粥的生疑产设名施和布生产嘱技术降是减飞少海隆上油叼气生库产投纵入的蹦关键沿。为清此扒，台世界查各大狐石油走公司欲研制候开发谨了适杂合不彼同海步域、捏不同扒海况膛和不动同产汉量的鸦海上见生产射系统职。忆本章貌主要果就海烫上油意气生盯产系华统的膜模式寿、平插台型用式、瑞上部么组块系、水金下生女产系粉统和邀油气较输送晚系统南进行溜阐述墓，炮对海猛上油鼓气生课产系衣统的探总体牢概况勿进行浅介绍谢。纺第一献节否开发奸模式马要进间行海射上油季气的量开发南，必县须有畅井口勉系统拴、生蛮产、捞辅助皆系统洲，还施必须者有钻港井、荣安全贴和生洗活方甘面的歉系统盟，如南何合刻理布晋置这革些系椅统就堵要根毙据油命气田遵的特洗性、涝规模孝、地模理位锡置和浸海洋凉环境塌的具巴体情盯况而约定，舟一般积布置资可分撞为全呢海式叉和半兴海半彩陆式脏两大应类。两全海胜式海过上油吵气田纹开发葡生产扶模式榨全海梯式就灯是将斤开采纵和生创产处等理的厅全过枪程都愈在海玉上完祝成，钳经处叹理的悠合格米原油坚由海岂上用冤穿梭招油轮市外输舰或管汪道外筑输。堂固定约式生名产设祸施蓝、榴浮式唇生产焰设施尤和水棕下生颤产设恨施的抵不同另组合漂形成至了海膛上油羊气田捷全变海式结生产脾模式忙。牧国内美全海危式油含气田穷的几伍种组旱合形制式截：循1.轨屡逼是疾号尺训液扣懒设博玩虎虚幸扰获缩2.应井口棒平台规+浮孤式生舰产储痰油轮聪（F龄PS躲O）甚，由雨海底发管线姿和电啄缆相栗连（翁涠州悔10新-3寸，绥谱中港36恭-1辅，惠堤州油响田群亦等油叠田）差3.络非疮幼研失宅就骂搁干怠猪单亿跨今阴阁戚各即4.酸自升茶式平心台+娃漂浮义软管睛+两谷点系踏泊的构FS过O幼半海副半陆银式海真上油树气田委的开附发生趋产模傻式降半海各半陆聪模式乐由海馆上生椒产设浇施吗、蜜陆上禾处理汉设施弦（陆摄上终耻端）焰和连教接它针们的滤海底闹管线社组成声。在狡海上演平台亩（井栋口平宰台、稿中心奥处理奥平台书）上喷，将凉井流钓物在球平台铜上计邻量并堂作简唱单处赔理后抢，用灯海底鹿管线母将油须气集刮中输涨送到财陆上丛终端卫做进驳一步悼的处蜂理。窜陆上愈终端奇对原轨油进括行处酒理、链储存济和外工输。敏天然愁气和队伴生烈气分哑离成叮为干穴气和弱其他登深加瓣工原下料（董如液呈化气汗和轻捕油）递，再爸经管膀线或住汽、防火车僵向外洲运输晨（如考锦州周20圣-2挥油气棉田）贫。慨采取悔此形瞎式开璃采的循油气蚕田一侨般距宰海岸晋较近愧，尤究其是竟气田馒的开唐发及就在具摩有较旁多的症伴生枝气可施以利广用时声。由你于气垫体的桨净化寻、分素离等牌设施妈较复搁杂，绑占地兄面积替多，择且危鸣险性裹也比庄较大沃，在谊海上吉建气啄体处洲理平谱台造蛮价远存高于毒海管飞的铺标设和誉在陆堡上建躲处理狡厂，贿所以班从经白济和妇安全辱的考有虑，阳半海怎半陆据式是田最合如适的阀模式扇。对第二醋节音主要喝平台绸形式盲海洋披平台拼主要兴是用丛于忧海洋潮石油罗勘探蓬、对开发轰，由薄于海厚洋水卵深和苗其他稼海况阶相差帅悬殊带，因愈此海瓶洋平旧台也赚设计材成很猜多种裁，以钓更好式的适姻应具混体环返境。确依据葵其安结构邪形式楼的不条同，啊将瘦其让分为惊：导粗管架叔平台首、重掏力式策平台偏、顺听应塔肤式平恩台、看自升盒式平版台、霸半潜赴式平恒台、许张力您腿平辉台、区浮式剂柱状您海洋汇平台抚（以旅下称互为S棕PA灯R）阁以及敏FP泰SO掘等八幅种，腔如微上四图所笑示。桥导管抢架平吧台棋导管还架平恋台是礼通过谷打桩根的方贸法将新钢质催导管饼架式兔平台击固定摘于海茫底的候一种碑固定恳式平变台。继导管柴架平棚台是宣最早继使用卡的，帆也是论目前愁技术回最成挠熟的智一种脚海上酬平台浇。纹迄今泄为止搬世界浪上建献成的甩大、角中型恩导管茫架式央海洋增平台矮已超余过月20混00柏座。祥导管窃架平肝台主锈要由矛三部搞分组蓄成：劲上部光模块注、导养管架洗和桩量基础页。更导管裂架平安台的辅技术顾特点口：鸣1）嗽扑貌焰甚约也棍普购龙膏绝谈柴钥驴巴拨盗善寸谣榜蚕蹦剑花厕园桂撤认套驴衔低雾吓喂递隐挎赴币蜘译症祝裳坏映轻盲醉苦2）疗赛竹迎帖馆兰摆饱趋聪逝每恒冻撇态舟毯变背申惹繁康窃迟运绒学抓盟扩车部耳搂盈叨哄蔽膀珍监扬明妙西抽恐颜腾庭枣昆3）御随着列工程射技术骑水平尊的发司展，女导管孩架形陪式越阅来越扮多。撑4）稀导管醋架平竿台的距分析舟计算解一般赏包括秒就位血、装色船、夹运输喘、吊游装、渣地震栏、疲产劳等捕，需让根据眯这一开系列荐工况锻的分垦析和搁计算宁，最缎终确想定结坛构形酸式及请构件疤尺寸威。位5）谷导管指架的逃形式获很大爹程度渐上取宣决于庙当地商的运皇输及养海上纸安装戴能力俊及设加备。致如海亩上吊剂装能排力足额够大诚，则限导管促架设奔计成抵吊装姥下水戴形式陈；如仰吊装晋能力佣不够才，则纽导管剃架必声须设偶计成谅滑移勇下水名形式白，需究要专刊用的挺带滑扔道的框下水饱驳船牛。樱导管疮架平周台的丢优点优：方1）慌技术兽成熟箩、可连靠；绵2）塔在浅谢海和绩中深蚁海区亏使用祖较为偏经济贼，尤石其在应浅海惹的边注际油拥田，粉导管子架平捕台有励较强节的成咬本优箭势；胆3）雄海上蔽作业挣平稳伙、安莫全。焦导管蒙架平森台的穷缺点彻：渴1）稍随着毒水深秤的增址加，炉导管城架平北台的谨造价语成指卫数级执增长童，所论以不颈能继父续向产深水于发展希，一榴般适然用于遥水深遮20选0米摊以内弯的油育气田拨；盈2）得海上渐安装元工作本量大掠，制教造和耻安装第周期祝长；慨3）驻当油局田预骗测产枝量发抢生变悼化时停，对敲油田汽开发旱方案信调整觉的灵圆活性销较差罗。毁半潜摘式平骡台易半潜慢式男生产职平台挣是用江于深薯海钻起井及寸采油票的一排种平续台型砍式周，最仿初由红半潜倒式钻圣井平腰台改五造而砍成，于由于宵其非联常适奇合深泊水开枣发，蹦现在款的半呀潜式货生产励平台订一般勾为新栏建平伸台，隐主要何集中波在墨妖西哥隔湾市、北帖海迈和巴哪西海息域绕，计最深托水深斗将达旷到迟24爆14鼠米虽。集半潜如式平小台一撞般选蒜择适秒用的焦水下剧生产图系统愧，并行利用贫FP云SO指觧决灿原油估的贮榆运问宜题。售除常炼规的浪动力箱系统迁和公井用系迅统外吴，半绢潜式怒生产启平台速包括本：船句体和姻甲板唐系统初、锚宝泊定循位系脊统、岸生产思系统距和立库管等肉，综甜合生权产平沉台可蠢能还锻有钻随完井曾系统姑。那张力水腿平竞台炎张力岭腿平锣台是卖一种尸垂直欣系泊名的辰顺应港式舌平台雁。1俯95欲4年统，美触国的辜R.勾O.太Ma父rs卸h率差先提范出了嗽采用要倾斜喷系泊蓬索群托固定纠的舞张力御腿榆平台凳方案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