南海油气资源开发和运输.doc

南海油气资源开采与运输的技术讨论 信息与通信工程学院 摘要：未来的油气能源将继续在世界能源需求中占据主导地位，海洋石油已成为未来世界石油开采的主要来源。我国南海油气储量巨大，有着广阔的开发前景，本文主要介绍了南海油气的开发的特点和挑战，以及油气运输过程中的困难。关键字：南海油气，开采，运输，挑战South China sea oil and gas resources exploitation and transportation technology discussion Zhang yongshengAbstract: The future of oil and gas energy in the world energy demand will continue to occupy the leading position, and Marine oil has become a future worlds main source of oil exploitation. South China sea reserves of oil and gas giant, with broad prospect of development, this paper mainly introduces the characteristics of the south China sea oil and gas development and challenges, and the difficulties in the process of oil and gas transportation.Keywords: South China sea oil and gas, mining, transportation, challenges1 引言 南海的油气储量堪称“第二个波斯湾”，在整个南海盆地群，石油地质资源量约在230-300亿吨之间，天然气总地质资源量约为16万亿立方米，占中国油气总资源量的1/3。这其中70%蕴藏于153.7万平方公里的深海区域，自从南海的资源战略意义被肯定以来，这片空虚的战略要地迅速被周边其他国家抢夺,近30年来，越南、马来西亚、菲律宾、文莱、印度尼西亚等国纷纷加强对南海的开发和利用，开发步伐也从近海大陆架向深海持续推进。加强南海油气资源的开采不仅是维护国家利益的表现，而且还能缓解我国现在石油短缺的压力。但是不可否认在开采和运输的过程中，会有种种的困难和挑战。2 海洋油气开发现状2.1 海洋储量及开发产量我国海洋石油资源量为246亿吨，占全国石油资源总量的23%;海洋天然气资源量为16万亿立方米，占总量的30%，我国的沿海和深海的油气资源还是比较丰的。我国拥有1000万平方公里的海洋田上，深海油气资源十分丰富，特别是我国南海海城具有丰富的油气资源和天然气水合物资源。近10年来，我国新增石油产量的53%来自海洋，2010年更是达到 85%。不过海洋油气整体处于勘探的早中期阶段，资源基础雄厚，产业化潜力较大，是未来我国能源产业发展的战略重点。2.2 我国海洋油气资源开采技术现状我国海洋石油开发已经走过了30 多年的历程，海洋油气储运技术经历了从引进国外先进技术到吸收消化和掌握创新的发展过程。在海底管道等油气储运设施的设计和建设方面，中国海洋石油已经形成了一整套技术，积累了丰富的工程实践经验。中国石油自2004 年获得南海10104km2 的海洋石油勘探开发矿权之后，也开始向海洋石油开发领域进军，但至今在海洋油气储运工程的设计和建设能力方面，尚未达到成熟完善的技术水平。渤海溢油事故以及紧随其后发生的绥中原油落海事件，一个月内连续发生的几起事故，说明了我国在海上油气建设中还存在诸多短板和不足。2.3 海上油气资源开采的特点2.3.1 高技术。由于水深压力大、海底地形复杂及海浪大等因素，深水油气勘探必须采用能够承超压、抗风浪、克服海底地形干扰的深水专用关键技术、设备和装备，技术水平要求高。在勘探方面，需要采用适合复杂海底地形和超深水环境下的地震采集处理技术和重磁电震综合勘探技术；在钻探方面，需要深水和超深水钻井技术，包括深水钻井船、钻井平台的设计、建造技术；在生产方面，需要水面和水下工程技术，特别是水下生产、处理和运输关键技术，这些都是现代的高技术领域。2.3.2 高投入。深水油气勘探开发是一项高投入的系统工程，综合成本高。据估算，深水探井钻探平均费用比陆上平原区高一倍以上，同等规模产能建设费用，深水比浅水、陆上高出数倍，而且，日益活跃的深水勘探引起深水作业船供不应求，租金不断上涨，一度高达50万美元/日，导致相应的投入需求不断增加。2.3.3 高风险。除了油气勘探的地质风险之外，环境风险也很高。尽管深水油气勘探开发离大陆远，不容易遭受恐怖袭击等人为因素影响，但易遭受飓风、海啸等自然气候影响，比如，2006年8月的卡特丽拉飓风袭击了墨西哥湾，导致了大部分海上石油作业平台和生产设施被破坏，美国海上石油产量减少80%左右。2.3.4高成功率。1985年，全球深水油气勘探成功率仅为10%左右，20世纪90年代以来，深水勘探成功率显著提高，平均超过30%。其中，西非深水成功率最高，下刚果盆地的地质成功率甚至高达80%以上，巴西深水钻探成功率为50%以上，墨西哥湾为33%。2.3.4油气田规模大。初步统计显示，巴西坎坡斯盆地深水区油气田平均规模3.85亿桶，墨西哥湾北部深水区油田平均规模1.2亿桶，西非深水区油田平均规模超过2.0亿桶，远高于浅水区油气田平均规模。3 南海油气资源的开采的困难3.1油藏规模越来越小随着勘探的不断深入，早期易于发现的大型构造圈闭越来越少，随之而来的是规模较小的中小型圈闭。这些边际油田的勘探开发风险增大，很可能因达不到目前经济开采门槛而导致无法开发。以墨西哥湾为例，近年来发现的油气藏规模平均较20世纪90年代后期要小得多。3.2油藏流体越来越复杂随着勘探开发的深入，不断发现高蜡、粘稠及超重原油，这些品位较低的原油既不容易采出，又容易堵塞管道，从而增加开发成本和风险。此外，高温高压也增加了油气藏勘探开发的难度和风险。在海上石油的勘探开发中，由于处于深水环境下，海底油气田的海水温度很低(通常4左右)、管中静水压力很高，这对海上和水下结构物提出了苛刻的要求，也对海底生产和输送管线提出了更为严格的要求。来自油气田现场的应用实践表明，在深水油气生产和混输管道中，由多相流自身组成(含水、含酸性物质等)、海底地势起伏、运行操作等带来的问题，如段塞流、析蜡、水化物、腐蚀、固体颗粒冲蚀等，已经严重威胁到生产的正常进行和海底集输系统的安全运行，由此引起的险情频频发生。3.3越来越恶劣的海洋作业环境随着勘探开发活动不断向深水和自然环境恶劣海域等新领域推进，面临着越来越恶劣的海洋作业环境。风浪、洋流以及飓风等可对海洋油气勘探生产造成极大危害。3.4新技术要求越来越高由于水深增加、油藏流体变复杂以及越来越恶劣的海洋作业环境等，对新技术和装备等提出了更高的要求。如高分辨率的三维地震成像技术，四分量/四维（4C/4D）地震技术，更先进的钻井完井技术，结构更稳定、强度更大、更耐腐蚀性的深水平台，以及更智能化的海底生产系统等。此外，越来越多的海底设施、低温、盐层、海底地形、深海环境和生物的保护以及相关法规等，都是深水油气勘探开发中需要面临和解决的问题。4 南海油气资源的开采和运输所面临的挑战4.1 与国外先进技术存在很大差距截至2004年底，国外深水钻探的最大水深为3095m，我国为505m；国外已开发油气田的最大水深为2192m，我国为333m；国外铺管最大水深为2202m，我国为330m。技术上的巨大差距是我国深水油气田开发面临的最大挑战，因此实现深水技术的跨越发展是关键所在。 4.2 深水油气勘探技术 深水油气勘探是深水油气资源开发首先要面对的挑战，包括长缆地震信号测量和分析技术、多波场分析技术、深水大型储集识别技术及隐蔽油气藏识别技术等。4.3 复杂的油气藏特性 我国海上油田原油多具高粘、易凝、高含蜡等特点，同时还存在高温、高压、高CO2含量等问题，这给海上油气集输工艺设计和生产安全带来许多难题。当然，这不仅是我们所面临的问题，也是世界石油界面临的难题。 4.4特殊的海洋环境条件 我国南海环境条件特殊，夏季有强热带风暴，冬季有季风，还有内波、海底沙脊沙坡等，使得深水油气开发工程设计、建造、施工面临更大的挑战。我国渤海冬季有海冰，如何防止海冰带来的危害也一直是困绕科研人员的难题。4.5深水海底管道及系统内流动安全保障 深水海底为高静压、低温环境(通常4左右) ，这对海上和水下结构物提出了苛刻的要求，也对海底混输管道提出了更为严格的要求。来自油气田现场的应用实践表明，在深水油气混输管道中，由多相流自身组成(含水、含酸性物质等) 、海底地势起伏、运行操作等带来的问题，如段塞流、析蜡、水化物、腐蚀、固体颗粒冲蚀等，已经严重威胁到生产的正常进行和海底集输系统的安全运行，由此引起的险情频频发生。 4.6 经济高效的边际油气田开发技术 我国的油气田特别是边际油气田具有底水大、压力递减快、区块分散、储量小等特点，在开发过程中往往需要考虑采用人工举升系统，这使得许多国外边际油气田开发的常规技术(如水下生产技术等)面临着更多的挑战，意味着水下电潜泵、海底增压泵等创新技术将应用到我国边际油气田的开发中；同时也意味着，降低边际油气田的开发投资，使这些油气田得到经济、有效的开发，将面临更多的、更为复杂的技术难题。4.7 运输过程中面临的困难 海洋运输管线的成本相当的高。而且如果出现管道破裂对海洋生物的影响是非常之大的而且维修难度很高。这种技术要求非常高。陆地运输成本低廉、易维修。海洋管线对于目前来说是不太可能发展起来的。 海洋运输管线的成本相当的高。而且如果出现管道破裂对海洋生物的影响是非常之大的而且维修难度很高。这种技术要求非常高