未来10年极具发展潜力的油气勘探开发新技术(上)

  中国石油集团经济技术研究院石油科技研究所依托国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”子课题“陆上油气勘探技术发展战略研究”,跟踪分析了世界石油科技最近进展,筛选出了20项在未来10年极具发展潜力的油气勘探开发新技术,具体包括:智慧地质、勘探开发一体化智能化协同平台、智能油田、纳米智能驱油技术、井下油水分离技术、地下原位改质技术、高精准智能压裂、智能化海底工厂、浮式LNG 装置、海域天然气水合物安全高效低成本开发技术、压缩感知地震勘探技术、人工智能地震解释技术、弹性波成像技术、随钻前探与随钻远探技术、光纤测井技术、“一趟测”测井技术、耐超高温井下仪器及工具、智能钻井、连续运动智能钻机、双壁管反循环钻井。其中,井下油水分离技术、智能化海底工厂、浮式LNG装置、海域天然气水合物安全高效低成本开发技术等前沿技术或装备都必然会涉及到油气水的高效紧凑多相分离,本期摘录井下油水分离技术和智能化海底工厂部分,以飨诸位微友。

  1.井下油水分离技术

  高含水是成熟油田面临的重大挑战之一,高含水油井开采过程中产液量高、含水率高,产液量与产油量成正比。为了增加产油量,一般采取大泵抽汲开采方式,该方式油水日处理量巨大,导致开采成本上升,而污水处理也会带来潜在的环境问题。井下油水分离技术将油水混合物在井下直接分离,石油、天然气和剩余水被开采出地面,地面产出液大幅降低,含水率大幅下降,可极大缓解地面处理站油水处理压力,降低潜在的环境风险,是实现高含水油田经济稳定开发的有效措施之一。目前该技术正朝着结构小型化、功能集约化、管理智能化的方向发展,未来将开辟“井下工厂”开发新模式。

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  2.智能化海底工厂

  为应对风、浪、流等恶劣海洋环境对海上油气生产的影响,海上油气生产尤其是深水油气生产日益海底化。海底生产系统已得到规模应用,并呈现以下发展特点。(1)功能及处理能力不断增加:主要包括水下分离、水下举升、水下多相流计量、水下干湿气压缩、产出水回注等。(2)适应水深不断增加:海底采油树的最大安装水深纪录已达2934m。(3)自动化水平不断提升。为进一步提升海底生产系统的自动化水平,国外已有公司在深水油气开发中应用了全电动海底生产系统,进一步削减深水油气开发支出,预示海底生产系统将迎来全电动化时代。

  随着技术的不断进步,未来将发展海底生产系统的升级版——海底工厂。集油气水三相分离技术、水下增压技术、处理后的原油存储海底、产出水处理后进行回注于一体的海底油气生产及处理厂,可大幅减少海面油气生产设施投入,甚至最终可实现全海底化生产。

  人工智能快速发展,海底生产系统和海底工厂也将向着智能化方向发展,催生智能化海底生产系统和智能化海底工厂。

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  本研究团队分析认为,井下油水分离要求分离设备不仅能承受超高的井下压力,而且要有足够小的直径尺寸以放置到井筒内;智能化海底工厂技术中需要将油气水在海底进行分离、计量、输送等,同样要求分离设备应具备承受高压的能力;由此可以看出,在未来数年里,高效紧凑的管式分离设备特别是气液分离设备、油水分离设备必将发挥越来越重要的作用。

 

原文下载:杨金华 李晓光 孙乃达 等. 未来10年极具发展潜力的20项油气勘探开发新技术[J]. 石油科技论坛, 2019, 38(1): 38-48.

拓展链接(管式气液分离):http://separation-en.bipt.edu.cn/jscl/qyfl/index.

拓展链接(管式油水分离):htm http://separation-en.bipt.edu.cn/gcqh/czfl/index.htm