1、海洋油气田的开发与开采,海洋油气田的开发与开采,油气田开发与开采的概念海洋油气资源海洋石油开发的简史海洋石油开发的特点常用的采油方法海洋油气田的开采方式海洋油气田开采遇到的问题,什么是油气田开发？,所谓油气田开发，就是依据详探成果和生产性开发试 验成果，在综合研究的基础上对具有工业价值的油气田，按国 家对油气生产的要求，从油气田的实际情况和生产规律出发，制订出合理的开发方案，并对油气田进行建设和投产，使油气田按预计的生产能力和经济效果长期生产，直至开发结束的全过程。,什么是油气开采?,油气开采是根据开发目标，通过产油气井和补充地层能量的注入井对油气藏采取各项注采工程措施，最大幅度的将油气从地层
2、中开采出来的过程。,返回,海洋油气资源, 海底石油是埋藏于海洋底层以下的沉积岩及基岩中的矿产资源之一。 现在全世界已有100多个国家和地区在近海进行油气勘探，40多个国家和地区在150多个海上油气田进行开采。世界近海海底已探明的石油可采储量为220亿吨，天然气的储量为17万亿方，分别占世界储量的24%和23%。 目前，世界最著名的海上产油区有波斯湾、委内瑞拉马拉开波湖、欧洲北海、南美洲墨西哥湾。海上天然气的储量以波斯湾第一，被称为“石油海”；北海第二；墨西哥湾第三。中国大陆架的海底石油产量远景很大，很有可能成为将来的“石油海”。,海洋油气资源,中国海洋油气资源,中国近海域发育了一系列沉积盆地，
3、总面积达近百万平方公里，具有丰富的含油气远景。这些沉积盆地自北向南包括：渤海盆地、北黄海盆地、南黄海盆地、东海盆地、冲绳海槽盆地、台西盆地、台西南盆地、台东盆地、珠江口盆地、北部湾盆地、莺歌海、琼东南盆地、南海南部诸盆地等。中国海上油气勘探主要集中于渤海、黄海、东海及南海北部大陆架。到目前为止，渤海湾地区已发现7个亿吨级油田，其中渤海中部的蓬莱19-3油田是迄今为止中国最大的海上油田，探明储量达6亿吨，仅次于大庆油田。中国对南海勘探的海域面积仅有16万平方千米，发现的石油储量达52.2亿吨，南海油气资源可开发价值超过20亿万元人民币。,我国近海油田特点,我国各海域，特别是南海和东海，夏季台风频
4、繁，风大浪高，要求石油平台具有抗台风能力，以避免“爪哇海”号一类的翻沉事故；我国渤海和黄海北部冬季结冰，曾经发生过流冰冲坏石油平台事故，因此必须发展预防冰害的技术；我国的渤海沿岸，包括渤海湾、莱州湾、辽东湾的沿岸，是极浅海区，这里有丰富的油气资源；为了开发这些海岸带地区的油气资源，必须发展极浅海的平台技术；在北部湾海域及其他海域，有一些小型边际油田，使用常规技术难于获得应有的经济效益，因而也必须发展适当的技术和方法。,返回,海洋石油开发的简史,1887年，美国人以栈桥连陆方式在加利福尼亚距海岸200多米处打出了第一口海上油井 标志着海上石油工业的诞生20世纪40年代建造成功第一台专门设计用于海
5、上石油钻井平台。 标志着海洋石油工业与陆地石油工业相同，开始了明确的分工，即海上油公司与专业服务公司的分野。50年代以后，研制成功移动式钻井平台 已经系统地形成了海洋石油体系，通过一种严密的社会分工体系，多专业公司协作开展海洋石油的开发工作。1976年浮动石油平台已超过350台。 海洋石油勘探已经成为各个油公司是否可持续 发展的重要指标80年代中期，海洋石油产量就已占世界石油产量的三分之一 海洋石油的勘探开发已经成为国际关系的重要环节。,我国海洋石油发展现状,20世纪50年代末，中国的海洋石油工业开始起步。1967年到1979年。我国海洋石油十年的累计产油量也才63万余吨。70年代末期，中国海
6、洋石油首先开始对外开放。2000年底，对外合作累计探明的石油地质储量8.5亿吨，自营探明石 油地质储量5.7亿吨，年产原油近2000万吨，天然气近43亿立方米。,返回,海洋石油开发的特点,作业条件艰难，具有一定的危险性，需要克服海水和风浪的影响费用要比陆上高得多 （海上钻井费用要比陆上高出3-10倍；海上油气勘探、开发的投资大小，主要与水深及离岸远近有关。其中还有气候、水温、海浪、潮汐、风速、海底土壤、结冰、海水 、 腐蚀等因素的影响）从发现到正式开采的过程较长，一般要经历5 -10年（陆上2年左右） 海洋油田的寿命一般都比较短，大约8 -10年左右，缩短油田开发年限（海洋险象环生的环境和采油
7、平台的腐蚀及材料疲劳等问题)少井高产，较高的采油速度油田开采中，要尽量减少油井的维修和作业高度集中管理和自动化。现在海洋上的油井计量，工作制度调整，和经常性的试井工作，大都体现了自动化和遥控化，由陆上一个控制站通过无线电进行遥控管理。特别讲究安全和防止公害。专门配备有救生船只；对设备必须考虑防风浪，雷电，海水腐蚀，防水，防撞；油井必须装备安全控制系统，当发生异常情况时，即能自动关闭井口；对生产作业严格防止油污入海，备有专门的清除油污和防止其他污染等措施和方法。,海上钻井平台,钻井平台,返回,常用的采油方法,自喷,气举,泵举,自喷采油, 自喷采油法：完全依靠油层自身的能量将原油从井底举升到 井口
8、，从井口流到集油站的方法。 能量来源： 井底油流所具有的压力油层压力 弹性膨胀能量溶解气 缺点： 自喷后期，地层能量下降，所提供的压力小于举升时要消耗的压力，油井停喷。,自喷采油,单相流的产量公式,返回,气举采油,气举采油是指人为地从地面将高压气体注入停喷（间喷或自喷能力差）的油井中，以降低举升管中的流压梯度（气液混合密度），利用气体的能量举升液体的人工举升方法。条件： 1单独的气层作为气源，或可靠的天然气供气管网供气。 2.建设高压压缩机站和高压供气管线。,气举采油示意图,气举阀示意图,返回,泵举 （双驴头游梁式抽油机）,游梁式抽油机，也称梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油机，指含有游梁，通过连
9、杆机构换向，曲柄重块平衡的抽油机，俗称磕头机。从采油方式上为有杆类采油设备（从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备组成:双驴头抽油机游梁式抽油机主要由游梁连杆曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大部分组成。,抽油机,工作原理工作时，电动机的传动经变速箱、曲柄连杆机构变成驴头的上下运动，驴头经光杆、抽油杆带动井下深井泵的柱塞作上下运动，从而不断地把井中的原油抽出井筒。主要特点游梁式抽油机具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点。技术参数符合中华人民共和国行业标准SY/T 5044游梁式抽油机和美国石油协会API标准，技术成熟。1、整机结构合理、工作平稳、噪音小、操作维护方
10、便；2、游梁选用箱式或工字钢结构，强度高、刚性好、承载能力大；3、减速器采用人字型渐开线或双圆弧齿形齿轮，加工精度高、承载能力强，使用寿命长；4、驴头可采用上翻、上挂或侧转三种形式之一；5、刹车采用外抱式结构，配有保险装置，操作灵活、制动迅速、安全可靠；6、底座采用地脚螺栓连接或压杠连接两种方式之一。,抽油机,异形游梁式抽油机是以常规抽油机为基础模式而研制出的新机型，它采用变径圆弧状的游梁后臂，游梁与横梁之间采用柔性件连接结构，在主要结构上具有常规游梁式抽油机简单，牢靠，耐用等特点，在性能上易于实现长冲程，并且具有突出的节能特点。平衡方式常用的游梁式抽油机结构1游梁平衡：在游梁的尾部装设一定重
11、量的平衡板，这是一种简单的平衡方式，适用于3吨以下的轻型抽油机。2曲柄平衡：这是一种在油田上常用的平衡方式。顾名思义是将平衡块装在曲柄上，适用于重型抽油机。这种平衡方式减少了游梁平衡引起的抽油机摆动，调整比较方便，但是，曲柄上有很大的负荷和离心力。3复合平衡：在一台抽油机上同时使用游梁平衡和曲柄平衡。特点：小范围调整时，可以调整游梁平衡：大范围调整时，则调整曲柄平衡。这种平衡方式适用于中深井。4.气动平衡：利用气体的可压缩性来储存和释放能量达到平衡的目的，可用于10吨以上重型抽油机。这种平衡方式减少了抽油机的动负荷及震动，但其装置精度要求高，加工复杂,采油树, 水下采油树（Christmas
12、tree）又称圣诞树。 在油(气)井完井后进行测试油气时，或自喷井采油时的一种井口控制装置。 它由油管挂及许多闸门和三通或四通组成，直接装在套管头上。 只有一侧有出油管的采油树，称单翼采油树；两侧都有出油管的，称双翼采油树。 采油树装有油嘴(阻流嘴)，通过更换不同内径的油嘴来控制油气的产量 主要作用 （1）悬挂油管承托井内全部油管柱的重量。 （2）密封油管、套管间的环形空间。 （3）控制和调节油井的生产。 （4）保证各项井下作业。 （5）可进行录取油压、套压资料和测压、清蜡等日常生产管理。,水下采油树,水下采油树的使用始于1967年。与陆地上采油树相比较而言，水下采油树的应用环境更苛刻，工作压
13、力更高，采用电、液控制。 采油树最初被开发出来应用于传统的钻油工程，但当钻井转向了深海领域后，建设传统的钻井平台就毫无经济型可言。海底解决方案于是就被开发出来了，采油树技术就被应用到了大洋深处。,采油树,返回,平台采油水下采油单点系泊系统,海洋油气田的开采方式,平台采油 通常在固定式钻井平台钻完丛式井后，将平台上钻井 装备换成采油装置，即改为固定式采油平台。 水下采油 随着海洋石油勘探开发逐渐向深海发展，固定式平台使用的井口装置已满足不了使用的要求，于是从60年代初开始出现水下采油设备，即井口采油设备位水下。它分为湿式，干式，和混合式三种,水下采油设备湿式采油设备安装在海底，并且与海水接触要求
14、：材料抗腐蚀，并涂有特种防腐剂干式采油设备装在一个压力室中，与海水不接触优点：减少腐蚀，便于维修。混合式采油装备的采油树安放在平台上，其余部分安装在一定深度的海水中或海底,单点系泊系统,单点系泊系统：分为单点系泊储油装置和单点系泊卸油装置两种。适用条件：产量较小和离海岸较远的或进行评价性试生产的油田。 作用：用于石油输送和生产处理的储油轮系泊，井口平台上装有采油装置等，油井的产出物通过海底管线再经单点系泊输送到生产处理储油轮上进行处理，处理后的原油储存在该轮上，到时再输送到停泊在旁边的穿梭游轮上运走。,单点系泊系统,返回,石油开采,在上述适用于浅海的平台技术领域中，也将有一些先进的技术问世。目
15、前，日本、美国等发达国家正在努力提高这方面的技术水平。其中主要的项目有：发展机械化、自动化钻探作业技术，缩短作业时间，提高经济效益在钻机装置的自动化方面广泛应用机电一体化和情报处理技术；在平台检查、维修用的潜水器控制和通信方面采用与计算机有关的新技术；发展测量和通信系统，提高平台拖航、系留和安装作业、应力调节以及控制的精度和可靠性；用于小型油田开发的浮式平台，其型式多样化，并可能建造更多技术先进、经济效益好的有储油能力的驳船型平台；水下电缆将广泛采用光纤维。,海洋油井安全生产,除安装井口装置外，需配备安全控制系统（当发生异常情况，便能及时关闭井口）海上采油自动化程度高 水下采油系统广泛地使用了
16、先进的自动控制技术，是生产和管理自动化。 平台采用就地控制和集中监控相结合的自动化方案，以微处理机为核心的现场终端采集各种数据，通过通讯装置与平台计算站、岸基计算站组成数据处理和交换网络，来实现生产和管理的自动化。,海底漏油事故,墨西哥湾漏油事件2010年4月20日，墨西哥湾漏油事件起因：英国石油公司所属一个名为“深水地平线”的外海钻油平台故障并爆炸结果：11人死亡17人受伤。据统计每天平均有12，000到100，000桶原油漏到墨西哥湾，导致至少2500平方公里的海水被石油覆盖着。,蓬莱19-3油田漏油事故,2011年6月中海油渤海湾蓬莱19-3油田发生漏油事故。起因:康菲石油中国有限公司在
17、作业中没有执行已批准的分层注水开发方式，并且在溢油事故发生前B23井笼统注水造成浅部L70油层存在高压点的风险，但没有及时封堵此层。结果：漏油致840平方公里海域水质污染。该油田停产后，中海油每天损失的原油达6.2万桶。,锦州9-3西油田溢油事故,2011年10月中海油自营油田锦州9-3西油田发生溢油事故起因：施工船舶在作业过程中损伤了该油田平台间的海底输油管线。结果：溢油量约为0.38方，公司产量减少约1600桶/天。,未来采油采气工程技术装备发展趋势,人工举升朝着深井、高压、长冲程、低冲次、高寿命和适应低渗低产井经济开采方向发展；完井技术向智能化、自动化、集成化方向发展，实现实时监测油藏和
18、井筒数据；油气井设计向集成系统发展；油气井控制从地面控制、干扰作业向井下智能控制、无干扰作业发展；注水向实时监测和控制方向发展；天然气开发向耐高温、耐高压、耐腐蚀、长寿命、高可靠性、智能化方向发展；稠油开发要发展电热蒸汽发生技术；大力推广不压井作业，可采用连续管作业机实施；海洋石油开采主要发展趋势是深水化、大型化、设计更优化、配套更先进；数字化油田的关键技术遥测技术，可视化技术，智能钻井技术等待突破。,我国海洋资源开发面临五个方面问题,一是我国海洋资源平均值低于世界平均水平，二是重要海洋资源优势不足，三是开发不足和过度开发并存，四是开发利用方式还比较粗放，五是围填海规模迅速扩大。国家海洋局为此
19、做出了不懈努力，并针对当前出现的一些新情况，正在会同国家有关部门制定进一步的管理和监督办法,海洋石油勘探开发的经济思想和技术创新,第一节 观念创新引领海上油气田经济有效的勘探开发 一、坚持油气资源的“滚动评价”为经济勘探全局服务二、运用辩证法打开渤海勘探新局面 三、石油勘探观念从“技术型”向“经营型”的跨越 四、提高海上油田经济效益必须实行高速开采,第二节 技术创新推进海上稠油和小油田经济有效开发,一、应用精细油藏描述技术优化和调整开发方案 二、采用钻井压裂适度防砂和水平分支井技术提高稠油单井产能 三、应用油田群联合开发技术滚动开发边际油田 四、利用简易平台和移动式采输平台技术动用小储量 五、
20、应用大位移井技术开发平台附近小储量,第三节 管理创新提升海上油气田开发生产经济效益,一、扎实组织油藏的评价和研究 二、扎实组织海上优快钻井把油气田开发投资降下来 三、扎实组织海上油气田生产作业和运销管理,第四节 关于海上油气勘探开发经验 和教训的理性思考,一、发展海洋石油工业要始终把勘探放在首位 二、海上油气勘探的根本任务是获得有经济性的可采储量 三、寻找大型油气田首先要选准富生烃坳陷 四、管理创新和科技进步是提高勘探成功率和油气田经济性的重要手段 五、要善于运用唯物辩证法总结经验教训,海洋石油科技进步与创新,第一节 制定滚动的科技发展规划，加强核心领域，关键技术攻关 第二节 具有自主知识产权
21、的关键技术 一、油气可采资源评价与复杂勘探目标评价技术二、海上时移地震油藏监测技术与天然气藏地震勘探技术 三、渤海稠油油田开发及提高采收率技术 四、可控三维轨迹钻井技术与高温高压气藏固井技术 五、海洋石油成像测井与钻井中途油气层测试技术 六、简易平台结构与“三一”模式开发边际油田技术 七、浮式生产储运系统(FPSO)与水下生产技术 八、液化天然气(LNG)引进与工业利用技术 九、重质油利用与“中国海油36-1”高级沥青、环保高芳橡胶油技术 十、海洋石化与天然气化工技术,中石油现金流量简况（金额单位：亿元）,中石油现金流量简况（金额单位：亿元）,海洋石油981,2012年5月9日，“海洋石油98
22、1”在南海海域正式开钻，是中国石油公司 首次独立进行深水油气的勘探，标志着中国海洋石油工业的深水战略迈出了实质性的步伐.海洋石油981深水半潜式钻井平台的6个世界首次 1、首次采用南海200年一遇的环境参数作为设计条件，大大提高了 平台抵御环境灾害的能力； 2、首次采用3000米水深范围DP3动力定位、1500米水深范围锚泊定位的组合定位系统，这是优化的节能模式； 3、首次突破半潜式平台可变载荷9000吨，为世界半潜式平台之最大大提高了远海作业能力； 4、中国国内首次成功研发世界顶级超高强度R5级锚链，引领国际规范的制定。同时为项目节约大量的费用，也为中国国内供货商走向世界提供了条件 5、首次
23、在船体的关键部位系统地安装了传感器监测系统，为研究半潜式平台的运动性能、关键结构应力分布、锚泊张力范围等建立了系统的海上科研平台，为中国在半潜式平台应用于深海的开发提供了更宝贵和更科学的设计依据； 6、首次采用了最先进的本质安全型水下防喷器系统，在紧急情况下可自动关 闭井口，能有效防止类似墨西哥湾事故的发生。,期待中国海洋石油事业的蓬勃发展,海洋蕴藏了全球超过70%的油气资源，全球深水区最终潜在石油储量高达1000亿桶，深水是世界油气的重要接替区，而中国只具备300米以内水深油气田的勘探、开发和生产的全套能力，中国自行研制的海洋钻井平台作业水深均较浅，半潜式钻井平台仅属于世界上第二代、第三代的水平，国外深水钻井能力已经达到3052米，国内只达到505米水深。第六代深水钻井平台“海洋石油981”的建成，将填补中国在深水装备领域的空白，使中国跻身世界深水装备的领先水平。,谢谢观看！,
