本科毕业论文-水下油气分离 - 图文

第1章 前 言

点，它经历了一个由浅水到深海、由简易到复杂的发展过程。1887年，在美国加利福尼亚海岸数米深的海域钻探了世界上第一口海上探井，这是海洋石油工业开始的标志。上世纪40年代之前，海洋石油勘探开发处于初始阶段，主要采用土木工程技术建造木结构平台和人工岛，只能在近岸的海边和内湖开发石油资源，作业水深低于10m。50-60年代，随着世界经济复苏，海洋油气勘探开发迅速发展，出现了移动式钻井装置、浮式生产系统及海底生产系统，作业海域范围不断扩大，水深不断加大，至60年代末，作业水深已超过200m，勘探开发领域开始向大陆架深水区延伸。70-80年代，随着平台和钻井技术的发展，海洋油气勘探开发水域范围进一步扩大，作业水深超过500m，成功开发了北海和墨西哥湾大陆架深水区油气资源。90年代，成功解决了温带海域油气开采面临的钻井、采油、集输和存储等技术问题，而且高寒水域的平台和管线技术难题也取得重大突破，海洋油气勘探开发取得巨大进步，作业水深不断刷新，1999年已近2000m，作业范围已从北海、墨西哥湾等传统地区扩展到西非、南美及澳大利亚大陆架等海域。

1.2.3 世界海洋油气产量

随着海上石油勘探开发向大陆架和深水区发展，海上油气生产不断扩大，产量不断增加。20世纪40年代末，海上石油产量仅4000万吨，占世界石油总产量的7％。50年代末，海上石油产量突破亿吨，达1.1亿吨，占世界石油总产量的10％。60年代末，达3.29亿吨，占世界总产量的14.6％，20年增加了8倍。1980年达6.5亿吨，占总产量的21.8％，1990年8.7亿吨，占总产量的26.0％。近年来，在高油价的驱动下，世界海洋油气开采飞速发展，石油产量快速增长，在全球石油产量中所占比例不断上升。1995年海上石油产量10.5亿吨，2004年则增至13.4亿吨．约占世界石油产量的34％，年均增长2.7％，远高于全球石油产量年均1.5％的增长速率，如图1-1所示。[3]

3

第1章 前 言

16亿吨128401950196019701980199020032004（年）

图1-1 半个世纪以来的世界海洋石油产量

据英国道格拉斯统计，到2015年海上石油与天然气的产量分别占总产量的39%和34%。

1.3 我国海洋油气资源

1.3.1 我国海洋油气资源分布

我国海岸线长度、大陆架和200海里专属经济区面积均在世界前10位，管辖海域总面积近300万平方公里。在135.7万平方公里的大陆架上查明含油气盆地面积近70万平方公里，已圈定大中型新生代油气盆地16个。这些盆地石油资源量为150亿-200亿吨，天然气资源量约6.264万亿立方米。

经初步估计，整个南海的石油地质储量大致在230亿-300亿吨之间，约占中国总资源量的三分之一，属于世界四大海洋油气聚集中心之一，有“第二个波斯湾”之称，仅在曾母盆地、沙巴盆地、万安盆地的石油总储量就将近200亿吨，是世界上尚待开发的大型油藏之一，其中有一半以上的储量分布在中国海域。在我国南海已勘探的16万平方公里海域中，发现的石油储量有55.2亿吨，天然气储量有12万亿立方米。南海油气资源在未来20年内只要开发30％，每年可为中国GDP增长贡献1-2个百分点。[4]

1966年联合国亚洲及远东经济委员会经过对包括钓鱼岛列岛在内的我国东部海底资源的勘查，得出的结论是：东海大陆架可能是世界上最丰富的

4

第1章 前 言

油田之一，钓鱼岛附近水域可能成为“第二个中东”。据我国科学家1982年估计，钓鱼岛周围海域的石油储量约30亿-70亿吨，其他资料反映，该海域海底石油储量超过100亿吨。[5]

1.3.2 我国海洋油气资源的开发

我国海洋石油天然气勘探开发工作起步于20世纪50年代，至1971年在渤海发现了具有开采价值的海四油田，建设了2座开发平台，建成了我国第一个海上油田，自此进入了我国海洋油气勘探开发的快车道。1982年成立中国海洋石油总公司（中海油），至2002年中国海域探明石油储量约22亿吨、天然气储量3 000亿立方米，油气资源当量约占全国的四分之一。2002年年产原油2350万吨。截至2006年底，中国海油已建成投产50个海上油气田，年生产油气4033万吨油当量。

20世纪80年代，我国近海石油、天然气勘探工作也获得重大进展，先后在渤海、黄海、东海和南海的珠江口、北部湾、琼东南等海区发现了65个含油、气构造，探明了87亿吨石油资源和l 300多亿立方米天然气资源。20世纪末，我国发现了迄今为止我国的整状海上油田——渤海大油田。然而该区的勘探开发程度仍然较低，2001年产量只有560万吨，通过“十五”期间大规模的勘探开发，到“十五”计划末可望形成年产2100万吨石油的生产能力，将成为我国东部石油稳产的重要基地，为国民经济发展作出重大贡献。

1.4 开发我国深水资源的意义

据《世界深水报告》资源预测，未来的44％油气储量在深水中，而现在仅占3％，可见其潜力之大开发前景之好。世界水深500米或超过500米的深海油气勘探开发始于上个世纪70年代，至2002年底，已发现470亿桶石油。据美国地质调查局和国际能源机构估计，全球深海区最终潜在石油储量有可能超过1000×108桶。2004年深海石油产量约可满足全球石油需求的5％，2010年深海原油产量可达850万桶／年(4.34×108吨／年)，可满足

5

第1章 前 言

全球石油需求的9％。全球水深500-1500米的油气勘探已变成了多数海洋油气经营者重要战略资产的组成部分。如墨西哥湾，其深水区油、气占有量从1990年的4％和l％，10年后快速升到64％和36％，发展速度较快。2004-2008年将是深海油气勘探的活跃期。[6]

据预计，未来10年，全球海洋油气勘探开发及经营的年均总投资将从目前的1110亿美元逐步增加至1440亿美元，累计投资可达1.4万亿美元，其中深水投资年均将超过150亿美元。

在海洋资源开发愈演愈烈的今天，我国也必须加快前进的步伐，以便能在世界能源大战中获得有利的地位。我们应该清醒地认识到：我国目前的海洋油气开发主要集中在近海和浅海。随着近海油气不断开发，其后续发展能力明显不足，开辟深水油气勘探开发领域是当前面临的主要任务。但相比之下，我国深水海域油气资源仍处在勘探开发的初期，勘探程度非常低，目前只对其中10％的海域进行了勘探。深水勘探(钻探)能力及开发作业能力远落后于世界记录,如表1-2所示。[7]

表1-2 我国深水区开发与世界先进水平对比

项目 钻探最大水深，米 投产油田最大水深，米 铺管最大水深，米 起重能力，吨 世界先进水平 3050 2192 2202 14000 我国水平 505 333 150 3800 在地质构造、油气成藏特征和环境条件等方面，我国海域油气藏存在众多急需解决的技术难点，特别是复式油藏盆地构造复杂，油层埋藏浅，储层疏松，井下出砂严重，高粘、高凝、高含蜡等复杂原油物性，海况、滩涂环境恶劣，以及海冰、海侵、南海特有的强热带风暴和内波等灾害性环境条件，这些都是世界石油领域面临的难题，也是我国海洋石油资源难于开发的原因之一。

6