1、海洋石油生产 的关键 技术 水下生产 系统 技术 和设备 黄培山 博士 美国水下工程技术 公司 PeterHuangsubsea-eng- 美国电话 ：+1 832-788-8684 中国手机：135-2011-5840 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 1 Subsea Engineering, Inc.内容提要 市场 分析海洋石油工业发 展趋势 市场 分析水下生产设备 和技术 水下生产设备 和技术 是海洋石油生产 的关键 技术 水下生产 技术设备 的关键应 用 水下生产 系统 、FEED 、关键 技术 水下生产设备 技术项 目实 例 水下生
2、产 系统 的一些关键 技术 和设备 等 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 2 Subsea Engineering, Inc.Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 3 Subsea Engineering, Inc. 石油工业 的未来海洋石油 高油价将长 期持续 能源是世界各国可持续发 展的战 略物资 。 石油是最主要的能源。 世界油气资 源有限。 高油价将长 期持续 。 o 全球经济 高涨 ；资 源有限；中东 政局动荡 ；可替代能源未能形成力量。在 可预见 的未来，中美经济 衰退、中东 和平、可替
3、代能源的大跃进 都不太可 能。 石油工业 的未来在于海洋石油！ 陆 地油气资 源得到应 有的开发 且正在迅速枯竭。 海洋油气资 源丰富，勘探开发 正在迅速发 展。 石油工业 的未来在于海洋石油！ 海洋油气开发 生产 工业 将蓬勃发 展！海洋石油的发 展趋势 勘探和开发 ：向深水发 展（3000m ） 大量的中小油气藏 设 施的应 用：深水发 展FPSO/Subsea 设备 的发 展：更大的压 力和口径（15ksi,5 9 ） 设备 的发 展：更高的压 力和温度（15ksi,350 F ） Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 4 Subsea En
4、gineering, Inc.内容提要 市场 分析海洋石油工业发 展趋势 市场 分析水下生产设备 和技术 水下生产设备 和技术 是海洋石油生产 的关键 技术 水下生产 技术设备 的关键应 用 水下生产 系统 、FEED 、关键 技术 水下生产设备 技术项 目实 例 水下生产 系统 的一些关键 技术 和设备 等 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 5 Subsea Engineering, Inc.Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 6 Subsea Engineering, Inc. 全球水下生产
5、井口投产 数2002- -2011 全球水下井口投产 数今后五年增长100（2011 vs 2004）！全球每年投产 水下井口数2008- -2013 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 7 Subsea Engineering, Inc.7114 4000 全球水下生产 系统1960- -2025 #SubseaTreesActual #SubseaTreesForecast(Normalized) 8000 6000 +185% 2496 +250% +350% 2000 0 68 60s +30% 87 70s +490% 426 80s
6、1092 90s 1341 2000-2010e 2011-2025e Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 8 Subsea Engineering, Inc. 水下生产 系统 的全球发 展十分迅猛！水下生产 系统 2006年前（套） 20062006-20102010 年（套） 水下卫 星井 2067 2349 水下基盘 井 519 219 水下基盘 148 78 水下管汇 383 504 水下分离系统 1 ? 全球水下生产 系统 的市场 需求猛增 今后5年的水下生产 系统 需求超过 以前50年的总 和！ Petroleum Offshore
7、Subsea 2009-08-05 Page 9 Subsea Engineering, Inc.水下生产处 理项 目急速增长 已经 宣布 已经 安装 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 10 Subsea Engineering, Inc.美国墨西哥湾的深水生产 系统 美国墨西哥湾的深水生产 系统 ： 水下生产 系统240个，占总 数的85！ 固定式平台5个 顺应 塔式平台3个 张 力腿平台14个 半潜式平台5个 SPAR 平台14个 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 11 Subsea Eng
8、ineering, Inc.Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 12 Subsea Engineering, Inc. 美国墨西哥湾油气开发总 投资 分类 2008- -2011 百万美元 美国墨西哥湾油气开发 总 投资 分类 2008-2011 30% 订单 排期超过 2 年 Equipment: Welding lines (inline) Horizontal bundling machine Extrusion line 5 carousels, 12000 tonnes Draft at Quay, approx. 13 meters
9、/ 42 feet 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 32 Subsea Engineering, Inc. 水下生产设备 的建造厂投资 回报 率惊人！实 例：水下增压泵 技术设备 创 造投资 回报 奇迹 三台水下新技术 增压泵 ；一套控制分布系统 ；上部控制模块 Power MPP umbilical Topside VSD MPP Infield umbilical Petroleum Offshore Sub
10、sea 2009-08-05 Page 33 Subsea Engineering, Inc. 三台水下新技术 多相流增压泵 ，35 天收回4000 美元全部投资 ！ （水深1700m, 距离29 km, 5000 psi, 6.6 kV, 增压 750 psi, 单 台功率1 MW, 日处 理9 万桶）实 例：单 个的水下设备 水下节 流阀门 : 单 台为15万美元。( 中国的陆 地用节 流阀门 价为1000 美元) 。 水下多相流流量计 ：单 台为60-100 万美元，而重量只有30多千克。 还 可以列举 很多类 似的高端的水下技术设备 Petroleum Offshore Subsea
11、2009-08-05 Page 34 Subsea Engineering, Inc.实 例：水下采油树 的阀门 Mechanical Tree Spool Body Override Plate Mechanical Annulus Wing Valve Hybrid Penetrator Production Master Valve Override Profile Production Wing Block MIV Valve MFV Valve Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 35 Subsea Engineering, Inc.
12、Production Wing Valve 很多阀门 等部件内容提要 市场 分析海洋石油工业发 展趋势 市场 分析水下生产设备 和技术 水下生产设备 和技术 是海洋石油生产 的关键 技术 水下生产 技术设备 的关键应 用 水下生产 系统 、FEED 、关键 技术 水下生产设备 技术项 目实 例 水下生产 系统 的一些关键 技术 和设备 等 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 36 Subsea Engineering, Inc.Subsea Trees Functions & Types Tree Functions Isolate and Co
13、ntrol Production Bore Isolate Tubing and Casing Annulus Interface with Subsea Wellhead Suspend Completion Tubing Provide Workover Access Distribute Chemicals Distribute Hydraulic Fluid Interface with Choke and Jumper Subsea Tree Types Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 37 Subsea Engineering,
14、Inc. Conventional Vertical Tree Horizontal Tree Diverless Guideline Guidelineless (GLL) All ElectricalSubsea Tree Configurations Horizontal Tree Conventional Tree Tree Cap Crown Plugs Tubing Hanger Treehead Tree Connector Tree Cap Master Valve Block Tree Connector Tubing Hanger Wellhead Wellhead Pet
15、roleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 38 Subsea Engineering, Inc.Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 39 Subsea Engineering, Inc. 水下生产 关键 技术 和设备 水下生产 关键 技术 和设备 水下采油树 井口装置 管汇 基盘 脐带 管、柔性管 控制系统 水下多相流增压 、湿气压缩 、油水气分离处 理、回注等 水下高温高压 生产 系统 水下储 藏系统 全电设备 技术 实时 控制系统 技术 长 距离水下回接系统 长 距离发电 和电 力分配供应 长 距离介质传输
16、 粘稠油的流动 保障 轻 型简 易修井系统 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 40 Subsea Engineering, Inc. 水下采油树 油公司对 立式和水平采 油树 各有所爱水下井口装置 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 41 Subsea Engineering, Inc.基盘 和管汇 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 42 Subsea Engineering, Inc.Subsea Manifolds Functions Gath
17、er/Transport Product Fluid Flow Measurement Pressure/Temperature Monitoring Flowline Protection Facilitate Pigging Types Single Well Tieback Daisy Chain System Cluster Manifold Integrated Template Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 43 Subsea Engineering, Inc.Template & Suction Foundation Temp
18、late Benefits Fast track development Early production Easy interface Cost effective Suction Foundations Suction Pile Technology Proven technology Quick installation Cheap installation Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 44 Subsea Engineering, Inc.Control Systems Primary: Direct Hydraulic Pilot
19、ed Hydraulic Multiplex Electrohydraulic Secondaryy Sequenced Hydraulic Electrohydraulic Autonomous System Latest Development Core Technology Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 45 Subsea Engineering, Inc.控制系统 的产 品和模块 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 46 Subsea Engineering, Inc.脐带 管 Con
20、trol umbilical w/ injection tubing Integrated Production Umbilical Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 47 Subsea Engineering, Inc.跨接管和连 接器等 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 48 Subsea Engineering, Inc.水下增压 、分离、压缩 和处 理等系统 关键设备 技术 、新设备 技术 提高采收率 节 省平台上、水下的、井下的设 施和费 用 Petroleum Offshore Su
21、bsea 2009-08-05 Page 49 Subsea Engineering, Inc.多相重力分离器 核心设备 ： Gravity Separator De-sander 技术 关键 ： Subsea sand handling Separation level detection Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 50 Subsea Engineering, Inc.Gas 水下气液分离系统 Host B 核心设备 ： 技术 关键 ： CCD Liquid Booster Compact Cyclonic Degasser Liqu
22、id Booster Template and Manifold Controls Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 51 Subsea Engineering, Inc. Pump Barrier Fluid HPU HV Connection System Power Distribution IPU Host A Liquid Wellstream水下海水处 理与回注技术 与设备 Raw Seawater Injection Multi Stage Centrifugal Pump Petroleum Offshore Subsea 20
23、09-08-05 Page 52 Subsea Engineering, Inc.水下多相流泵 Core Requirements o Application ranges o Compact Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 53 Subsea Engineering, Inc.水下增压 技术 和设备 为 油气田生产 大幅度加值 Increases production Improves recovery For a 1 billion bbl field, every 1% increase in recovery = 10 million
24、 bbl = $ $500 million! Reduces Capex and Opex 水下增压 Multiphase Pumping Twin Screw Positive Displacement 核心技术/ 设备 泵 和控制系统 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 54 Subsea Engineering, Inc.水下生产 系统 的系统 整体测试 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 55 Subsea Engineering, Inc.海洋石油生产设 施方面的数据 全球在役海上固定式平
25、台数： 墨西哥湾200m 以内的固定式平台数： 全球深水平台数： 全球在役水下生产 系统 ： 6000 多座 ( 增速下降) 3780 多座 占平台总 数1% ( 少) 2800 多套 ( 增速加快) 全球新项 目水下生产 系统 数： 全球每年新增FPSO/FPS 数： 全球每年新增深水平台数： 450-600 套/ 年 25 个 10 个 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 56 Subsea Engineering, Inc.水下生产 系统 技术设备 制造的一些特点 水下生产 系统 技术 和设备 ： 五家公司垄 断国际 水下设备 市场 ！ 关
26、键/ 核心技术 ； 设备紧 密包含了技术 ； 高端的水下技术设备 竞 争少！ 高端的水下技术设备 利润 极高！ 高端的水下技术设备 市场 前景极好！ Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 57 Subsea Engineering, Inc.为 什么水下生产 系统 技术设备 ？ 水面平台设 施建造 N 家、激烈竞 争 结 构关键 / 核心技术 含量低 未来市场 减少 利润 下降 Technip 营 收的80 、利润 率6 水下生产 系统设备 建造 五家公司垄 断市场 设备 关键 / 核心技术 含量高 未来市场 快速扩 大、前景好 利润 极高 Tec
27、hnip 营 收的80 、利润 率20 关键 和核心技术 国外公司能合作吗 ？ 未来的高端竞 争靠什么？ Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 58 Subsea Engineering, Inc.为 什么水下生产 系统 技术设备 ？ HSBC2008.05 的海洋油气投资 研究报 告： 水下生产 系统 和设备 展望（PP150-152 ） 投资 重点推荐：水下生产设备 ，高端水下安装；其次是水下服务 。 原文：Main Preferences our preference is for subsea equipment (given the re
28、lative lack of new entrants), high end installation (particularly SURF and harsh environment pipelay), and secondary growth areas with service components like light intervention (LWI), inspection services (IMR), subsea equipment integrity monitoring, and the subsea equipment replacement market 。 水下生
29、产设备 的长 期展望是保持强劲 需求 未来小卫 星油藏的水下回接将占水下井口/SURF 设备 的3040% Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 59 Subsea Engineering, Inc.水下生产设备产 品的合作开发 内容 水下生产 系统: 水下阀门 基盘 Templates 水下启动 器Actuators 各种水下联 接器 水下管汇 水下井口装置 水下采油树 泥线 、立式、水平式 水下控制系统 模块 脐带 管、软 管/ 柔性管 水下分离器系统 水下增压泵 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Pag
30、e 60 Subsea Engineering, Inc.水下生产设备产 品的合作开发 例子 水下闸阀 : 广泛应 用 开发 不易，有技术诀窍 制造设备 要求不高 附加值 高 Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 61 Subsea Engineering, Inc.水下生产设备产 品的合作开发 例子 规 格： 压 力等级 5000psi, 10000psi, 15000psi ； 常温和高温（180 C ）； 应 用等级 AA 到HH ； 还 有不同的通径。 核心技术 ： 材料要求 能长 期可靠正常运行 密封技术 内外高压 密封面和密封部件的设计
31、 密封面和密封部件的加工尺寸 温度疲劳难题 的解决 API 标 准水下生产 系统 : Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 62 Subsea Engineering, Inc.Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 63 Subsea Engineering, Inc. 总结 、结论 总结 水下生产 系统 工程技术 和生产设备 建造技术 o 战 略需要 o 关键 技术 和设备 o 未来市场 最为 看好 o 中国/ 海工的制造生产优势 海洋油气田开发预 算 o 工程和项 目管理 20 o 生产设 施 30
32、50 o 海洋安装 4060 大力发 展水下生产 系统 工程技术 和生产设备 建造技术 咱们 加快合作 市场资 料均来源：Offshore Quest, Douglas-Westwood, Infield, IEA, World Oil 等Thank You! Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 64 Subsea Engineering, Inc.Petroleum Offshore Subsea 2009-08-05 Page 65 Subsea Engineering, Inc. 自我介绍 黄培山博士 毕业 于中国浙江大学和美国路易斯安那理
33、工大学 任职 于美国船级 社、美国国民油田设备 公司、阿科公司/ Subsea Engineering, Inc 世界海洋石油科技石油大会(OTC) 组 委会成员 ；主持2007 年OTC 大会主题报 告 会、主持2008 年大会主题报 告会。 应 邀讲 学：中海油、中石油、中国石油大学、休斯顿 大学、华 人石油协 会、 国际 海洋工程师协 会等 左：2007.05.03, 和英国能源部副部长 ( 中) ，加拿大重油协 会会长 共同主持英国能源休斯顿论坛 中：2008.02.27, , 应 邀与克林顿 合影 右：2008.06.30, 应 邀与美国国会能源和科技委员 会主席N. Lampson 单 独共进 午餐
