深水氣田開發工程模式探析

鐘欣欣

摘要：深水氣田由于距離陸地較遠，其開發過程相對比較困難。加強深水氣田開發工程模式研究工作具有重要意義。本文對現階段我國深水氣田開發工程模式進行闡述，對目前國內外常見的深水氣田開發平臺進行一一分析，給出其發展趨勢，并對其中的代表FLNG的關鍵技術進行詳細分析。

關鍵詞：深水氣田；工程模式；天然氣開發

前言：

我國是一個海洋資源豐富的國家，而海洋中存儲著豐富的自然資源。目前，我國已經探明的天然氣儲量中，有70%存在于深水氣田中。在對深水氣田資源進行開發的過程中，開發模式具有重要作用。積極研究深水氣田開發工程模式對于提高深水氣田開發效率具有重要意義。

1我國深水氣田開發工程模式分析

我國開始深水氣田開發的時間較晚，已經投入使用的開發模式有以下兩種。第一種是以崖城13-1深水氣田為代表。該模式利用由利用導管架平臺、海底管線、采油線以及終端所組成。第二種模式以荔灣3-1深水氣田為代表。該模式中水下采油樹與導管平臺相連接，所使用的設備主要有導管架平臺、水下井口、海底管線以及終端。當前，我國的深水氣田開發工程模式主要以第一種模式為主。而近年來一些新的深水氣田建設過程中例如番禺34-1等都是采用第二種開發模式[1]。

2當前深水氣田開發平臺分析

開發平臺在深水氣田開發過程中具有重要意義。目前，國內外相繼出現了一系列優秀的天然氣開發平臺。主要有張力腿平臺、半潛式平臺、深吃水柱筒式平臺、浮式生產系統等。

2.1張力腿平臺分析

張力腿平臺自1984年誕生以后便得到了快速發展。當前世界上的張力腿平臺已經達到25座。張力腿平臺原理為利用半剛性半順應性的平臺產生遠大于結構自重的福利，從而為生產團隊提供平穩的生產平臺。目前存在的張力腿平臺有四種結構形式，分別為傳統型、海星型、延伸型以及MOSES型結構。目前，已經建成的張力腿平臺深度達到了1425米，其結構為傳統型。與其他深水氣田生產平臺相比，張力腿平臺受到海水深度的影響較大。

2.2半潛式平臺分析

半潛式平臺外形與半潛式鉆井平臺比較類似的油氣生產平臺，其適應范圍為80～2414米。半潛式生產平臺包含有油氣處理裝備、運轉設備等。目前，我國已經有一艘半潛式生產平臺。該平臺位于我國南海東部的流花油田11-1，平臺上89.9米，寬74.6米，深39.6米，高110米，自重為16735噸。

2.3深吃水柱筒式平臺分析

深吃水柱筒式平臺也是現代深水氣田開發過程中常見的生產平臺之一。目前出現的深吃水柱筒式平臺有18座，按照其結構可以分為標準型、多柱型、桁架型。深吃水柱筒式平臺的適應范圍相對較廣可以在588～2450米的范圍內使用。

2.4浮式生產系統分析

浮式生產系統是當前深水氣田開發過程中主要使用的平臺類型，作業深度為10～2600 米。我國已經有18艘，是世界上使用該生產最多的國家。具有較強的浮式生產系統設計、制造、安裝、維護能力，然而在系泊單點等一些關鍵位置依然需要進口。

3深水氣田開發工程模式發展趨勢分析

深水氣田往往距離陸地較遠，傳統的半陸地半海洋的開發模式并不適宜于油氣生產。因此，深水氣田開發工程模式必須要向全海式生產平臺發展。而當前被廣泛應用的生產平臺自身缺乏存儲能力。并不能單獨應用于深水氣田的開發過程中。而浮式生產系統雖然具有較強的儲備能力，但由于艙室的不同并不適合應用在深水氣田的開發中。對此，必須加強全新的開發工程模式研究。目前，國外一些設計人員提出了一種全新的設備設計理論FLNG（大型浮式液化天然氣設備）。該設備從理論上來說，可以有效實現天然氣的液化、存儲以及輸出[2]。經過幾十年的理論研究工作，已經出現了建立在該理論基礎上的設備。而能制造該設備的國家目前僅僅有中國、美國、韓國、日本、歐洲等一些國家的13家造船廠。2018年6月22日，全球首艘改裝FLNG船首批液化天然氣到達我國江蘇如東接收站。未來，FLNG船必然在我國深水氣田開發過程中占據重要地位。

4 FLNG設備的關鍵技術分析

作為一種高效的深水氣田開發設備，FLNG設備集合了一系列高水平的系統設備。第一，該設備主要使用單點-轉塔系泊系統與多點-伸展系泊系統。單點-轉塔系泊系統該技術自1985年誕生后，被人們廣泛研究。目前的單點系泊有兩種不同道形式即內轉塔與外轉塔。其中內轉塔可以提供充足內部工件。外轉塔具有性價比高、制造、安裝簡便。然而高系泊系統極易受到海洋惡劣環境的影響。多點-伸展系泊系統對于海洋自然條件的要求較高。第二，采用動力定位系統。該技術自上世紀70年代被成功研發以來已經被廣泛應用在海洋生產活動中去，具有操作簡單、性能可靠的缺點，缺點在于使用、維護的成本相對較高。第三，液化技術。成熟、高效的液化技術是進行深水氣田開發的前提。目前FLNG設備中所使用的液化技術有三種，分別為級聯式液化、混合制冷劑液化、膨脹制冷液化。第四，天然氣存儲技術。當前最為常見的存儲罐有薄膜型、獨立式棱柱形、獨立球形等幾種類型。第五，天然氣卸載技術。當前的天然氣卸載技術主要有兩種分別為尾輸與旁靠兩種卸載技術，而FLNG設備主要采用旁靠的卸載方式。

5 結語

深水氣田開發對解決我國能源問題具有重要意義，然而對深水氣田進行開發需要較高的技術支持。加強開發工程研究工作，提高深水氣田開發效率具有重要意義。相關工作人員必須積極學習國內外先進的理論，不斷開拓進取，積極創新，開發出更為優質的開發設備。

參考文獻：

[1]白建輝， 單連政， 易成高，等. 深海天然氣田開發工程模式探討[J]. 天然氣與石油， 2015， 33（3）：79-82.

[3]李新仲， 譚越. 海上油氣田開發工程模式探討[J]. 石油工程建設， 2015， 41（1）：1-4.