未来10年极具发展潜力的油气勘探开发新技术(下)

  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。本期摘录浮式LNG装置(FLNG)和海域天然气水合物安全高效低成本开发技术部分,以飨诸位微友。

  1.浮式LNG装置(FLNG)

  当前主流的浮式生产装置包括浮式生产储油卸油装置(FPSO)、半潜式平台(Semi)、张力腿平台(TLP)和Spar(深吃水立柱式平台)四大类。其中,FPSO应用最为广泛,2018年全球大约有180艘FPSO在役。经过数十年的发展,FPSO相关技术已经成熟,并持续升级换代,TLP平台已发展到第3代,Spar平台已发展到第4代。这些浮式生产装置适合的油气生产模式是:海底生产系统+浮式生产装置+油气管道(或穿梭油轮)。

  在缺乏海底管道设施的海域,国外正大力发展浮式LNG装置(FLNG)。该装置集天然气生产、处理、液化、储存、卸载功能于一体,开创了全新的海上天然气开采方式。目前全球已有两艘浮式LNG装置投入使用,其中一艘FLNG装置位于马来西亚沙捞越海上;另一艘位于澳大利亚Browse盆地,离岸200km,实际作业水深250m,长度为488m,宽度为74m,年生产能力为LNG 360万t、LPG 40万t,储存能力为43.75万立方米。伴随越来越多的FLNG装置投入运营,将推动海上边际气田、远海气田和深水气田的高效开发。

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  2.海域天然气水合物安全高效低成本开发技术

  全球海域天然气水合物资源量巨大,经过长期的技术研发,中国、日本等国已成功试采,未来10年将有越来越多的国家进行试采。中国、美国、日本、印度、加拿大、德国、法国、英国等30多个国家都在大力开展技术攻关,以期早日实现天然气水合物的商业开采。目前商业开采海域天然气水合物面临的最大挑战一是成本问题,二是安全环保问题。为解决这些问题,需要应用一系列颠覆性技术装备。浅表层天然气水合物将主要应用铰吸法进行开采,埋藏较深的天然气水合物将应用钻井法进行开采。

  天然气水合物开采井在海底以下深度不会超过1000m,如应用大型浮式钻井装置(钻井船或半潜式钻井平台)及大型钻机,实属大材小用,极不经济。因此,为了降低钻井成本,必须应用成套的安全高效低成本技术装备,如定制中小型浮式平台、中小型海底防喷器、复合连续管钻机、连续管钻井、复合材料隔水管等,甚至实施无隔水管钻井。当天然气水合物实现商业开采,将开启一个崭新的时代——天然气水合物时代,届时天然气水合物将成为重要的接替资源。

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  本团队分析认为,在FLNG技术中的天然气处理环节,若能采用高效紧凑的天然气脱水净化设备,将会提高天然气处理能力并减少FLNG相关设备的占地空间;采用中小型浮式平台进行天然气水合物安全高效低成本开发,就要求分离处理设备足够高效紧凑。由此可以看出,在未来数年里,管式气液预分离设备、管式气液深度分离设备以及油水预分离设备必将扮演不可或缺的角色。

 

参考文献: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.