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随着经济的发展，中国对油气的需求越发提高，如何满足高需求？纯粹依靠进口显然过于被动，竭力勘探本土油气方为上策。但目前陆上油气田的勘探基本枯竭，唯有海上存在较大的开发空间。以南海为例，预计可用油气储量大概在230亿吨，已经探明的不过6‰，尚有不俗的开采潜力。激发潜力须有相匹配的开采技术，对此来自海洋石油工程股份有限公司新技术开发项目管理部经理陈欣表示：“中国已经拥有开发300米水深海上油气田的技术能力，但涉及300米以上水深的技术还差强人意。”
当前中国海上油气工程已进入更快的增长阶段，油气工程正向300米以上的深海开发挺进。深海油气产量丰富，却也伴生着更大的风险，更高的技术含量，当前技术的贫乏无疑成为恼人的荆棘。 固定平台技术熟练
中国海上油气田主要集中在北部渤海湾、南部南海以及东部东海。北部以油田为主；南部资源较丰富，既有气田，又有油田，南海也是大型油气田的聚集地；东部则以气田为主。当前中国油气田产量一直在高速发展，以中海油为例，2010年其海上油气产量已经达到5000万吨，2011年和2012年都在快速增长，陈欣预计，海上石油大规模开发情况至少会持续到2015年年底或2016年上半年，大规模开发也将伴随高强度的油气田项目建设。 根据国际惯例，海上油气田的开发以300米为分割线，300米以下为油气开发浅水区，300米以上为油气开发深水区，中国在浅水区方面已经拥有完全自主的开发能力。浅水区的油气田工程技术，主要包括固定平台、海底管线、FPSO以及水下设施。其中固定平台运用最多，海底管线与固定平台是关联的，固定平台产出的油会通过海底管线或者通过FPSO、工程船舶输送到陆上，水下设施在浅水区进行油气开发时使用比重不大。 之所以说中国已经掌握了在浅水区海上油气田的技术开发能力，是基于固定平台项目上的突破。固定平台主要分为上部组块和导管架，上部组块是油气的生产和处理设施，导管架作为一个结构骨来支持上部组块。说到固定平台的突破，主要归功于导管架的成熟发展，特别在渤海湾有较好的经验。中国海上油气田发展主要分南北，北方的导管架技术主要在抗冰，20世纪80年代中国已经在渤海湾开展导管架设计研究。渤海湾区域的特点是渤海水深小于50米，冬季会结冰，经过30年的发展研究，中国在导管架抗冰领域掌握了较完善的抗冰技术。截至去年年底，中国自主设计的导管架有100多座。 南海导管架与渤海导管架设计又有不同，南海由于水域很深，而且受海浪影响大，其导管架必须很重。以荔湾中心平台设计的导管架为例，它最大重量达到32000吨，高度达210米，去年7月已经成功安装，是目前亚洲第一的导管架，世界排名可进前十。 固定平台中另一项给力的技术突破，便是浮托法安装技术。2003年以前中国海上组块都是用大型船舶进行浮吊，当时中国最大的海上起重铺管船“南疆”号的浮吊能力达到5000吨，在真正实施中可能还不及，这对固定平台建造产生了很大的限制。浮吊能力有限意味着不能做太大的固定平台，如果平台搭建过大，需要将大平台分成几块再进行安装，这就会增加海上工作量，拖累进度，扩大成本。2003年中国开始研究浮托法安装，这一安装法主要是将固定平台中的上部组块在陆地上一次性做好，然后放到船上，运输到海上后利用潮差和压载把船压下去，最后一次性将组块放到导管架上。陈欣表示：“浮托安装法的成功标志着中国在潜水领域的技术基本成熟。”即可以做非常大的组块。截至4月底，中国在南海陆续做了7～8个大型上部组块，每个差不多有7500吨。中国做的最大组块5月5日已经出海，该组块为荔湾中心平台，浮托重量3万吨，这个重量在亚洲也是第一的。 海底管线积累经验
浅水区技术方面另一个重点是海底管线。通常固定平台产的油气要通过海底管线运输，但海底管线在设计上颇有困难。因为在海底经常会面临灾害性的地质条件，比如沙波、沙脊，海底管线铺上后，如果台风来了，海底地形地貌会发生重大变化，原来不错的地方会因流动的沙子而使海底管线全部封闭，这是一个世界性难题。中国这类情况主要发生在南海，比如番禺气田项目、东方1-1气田项目都遇到过海底管线或被腐蚀，或爆裂起火的问题。在应对这些问题的过程中，中国在预防海底管线发生意外方面积累了一定经验。目前中国设计的最大海底管线工程就是荔湾工程，这是一项天然气开发工程项目，工程外输管线长度为261公里，直径为30”，是中国目前最大的一条海底管线，也是最昂贵的管线。海底管线成本极高，通常一根12米长的管线，就需10万元人民币。 铺管船数量告急
相比浅水区海上气田建设取得的成就，深水油气田开发技术就要稍逊几筹了，但深水油气田开发却是如今提高油气产量的关键。因为在300米以内浅水平台发现大型油田的难度越来越大，要想加大开发大型油田，唯有把握深水油气田开发技术。深水油气田的开发技术主要包括水下生产设施，在这方面比较可喜的是如PLEM、PLET等设施中国已可独立研发。此外还有水下安装设备，主要包括有带升沉补偿的深水下放系统、水下定位系统、方位和水平度测量系统，另外就是大型施工船舶，这些方面中国尚有诸多瓶颈。 一般来说，越到深水对施工船的依赖越大，尤其是深水铺管船，没有它油气资源将无法被运输到陆上。但令人焦虑的是，中国目前只有一艘HYSY201深水铺管船，其载重量为4000吨，铺管深水作业可达2000米。深海铺管船的匮乏将对工程进度产生极大的影响，进度一旦拖慢，相应施工成本也会增加，由它带来的负面影响具有多米诺骨牌效应。陈欣预计即使到2015年如深水铺管船之类的海洋工程船舶依然会非常紧张。 FLNG船五年内难建
除了水下生产设施、水下安装设备、大型施工船舶外，深水油气田开发另两项重要的技术就是浮式系统与浮式液化天然气（FLNG）。 只要在深水区域作业，就一定会用上浮式系统。中国现有的一个浮式生产系统为流花11（半潜式平台），但它已快到年限了，2010年经过一场大修，对稳性和主要的机械设备进行了翻新。通过这个项目中国对半潜式浮式系统有了很深的认识，再过五年中国有望看到自主设计的浮式系统。 至于FLNG船，是中国目前在深水开发天然气工程项目中尚未攻克的难关。在开发深海区天然气过程中，仅有深海工程船是不够的，因为天然气生产出来需要液化，这就需要FLNG船，也就是带有液化生产功能的船，这是一项需要开发的技术。目前世界上还没有建成一艘FLNG船，有消息称有两艘正在建中，预计2016年、2017年交付，交付后2艘FLNG船将布置在亚太海域。 在FLNG船建造方面，韩国三星重工、现代重工、大宇造船海洋和STX造船海洋4家船厂占据主导地位，三星重工和大宇造船海洋分别于2011年和2012年年中获得荷兰皇家壳牌石油公司和马来西亚石油公司的FLNG船建造订单。中国对FLNG船还处于科研阶段，国家工信部课题、国家“863”计划、国家重大专项课题都涉及对FLNG船的研究，但陈欣认为五年之内中国要建造FLNG船有困难。 总体而言，中国在海上油气田开发方面还面临着巨大挑战，包括产业基础薄弱，研发设计和创新能力薄弱、核心技术严重依赖国外。当前不少海上油气田建设项目都实行浅水与深水相结合的开发方式，但两者悬殊的实力为共同完成开发项目带来了不小的难度。 |
油气工程：深浅水域实力悬殊
2013-5-31 8:29:28 来源：船舶与海工杂志
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