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[技术]“海底工厂”应运而生( 二 )


“海底工厂”涉及4项关键技术 ， 分别是海底增压系统、海底气体压缩系统、海底分离与产出水回注系统、海底输配电系统 。 目前 ， 这4项技术已有不同程度的发展 。
海底增压系统 。 按照流体特性 ， 海底增压系统可分为增压泵和压缩机 。 水下增压泵是较为成熟的水下生产工艺设备 。 目前 ， 水下增压泵最深的安装纪录是英国石油公司在墨西哥湾的king油田 ， 水深约1670米 。 通过应用水下增压泵 ， 预计该油田产量可提高20% ， 采收率可提高7% ， 油田的经济寿命可延长5年 。 世界上第一台水下湿气压缩机用于挪威的Ormenlange气田 ， 将井口产出气体直接输送至120公里以外的陆上终端 。
海底气体压缩系统 。 挪威国家石油公司联合众多供应商共同研发 ， 历时10年 ， 花费了大约1100万个工时 ， 采用了超过40项新技术 ， 终于在2015年建成了全球首个海底天然气压缩系统 。 该技术应用于挪威海的一座气田(水深约300米) ， 打开了石油公司在远离海岸更深水域进行油气开发的新机会 。 与传统平台压缩相比 ， 该技术除了能提升回收能源的效率外 ， 还能显著降低能源消耗和二氧化碳的排放 。
海底分离与产出水回注系统 。 多家石油公司已成功应用该技术 ， 使一些采用常规生产系统无法开采的油藏变得经济可采 。 巴西国家石油公司在坎坡斯盆地Marlim油田900米水深部署了用于分离深水海底重质油和水的分离系统 ， 首先进行气液分离 ， 再进行油水分离 ， 打破了浮式生产装置处理能力有限的瓶颈 。 该系统采用水力旋流技术进行油水分离 ， 并将产出水回注油藏 ， 保持油藏压力 。 同时 ， 在管状分离器的出口端安装砂液喷射系统 ， 除去水中的砂粒 ， 防止损坏注水系统 ， 伤害储层 ， 产出砂与原油一起输送至地面进行处理 。
海底输配电系统 。 安装水下生产工艺设备需要较多的电力支持 ， 因此必须采用高压输配电的方式 ， 有水下电力分配设备的支持 ， 包括水下的电力降压变压器、中压开关柜以及变频器 。 与水面上的同类设备不同 ， 这些设备均要考虑水下的特殊环境 ， 并满足在水下进行快速连接操作和无需维护的要求 。
挪威国家石油公司与瑞士ABB公司合作 ， 开发适应3000米水深、距离超过600公里的输电、配电和电力转换系统 ， 为大型海底泵和气体压缩机提供高达100兆瓦的电力供应 。 海底输配电系统采用单一的电源电缆供电 ， 承受多种电力负载 ， 相比现有的每个负载采用一根电缆 ， 可大幅降低成本 。 该技术处于研发阶段 ， 尚未应用 。
海油水下技术发展现状
传统的水下生产系统是二十世纪六十年代发展起来的 ， 它利用水下完井技术结合固定式平台、浮式生产平台等设施组成不同的海上油田开发形式 ， 可避免建造昂贵的海上采油平台 ， 节省大量建设投资 ， 受灾害影响较小 ， 可靠性强 。
近年来 ， 中国海油在水下生产系统研究方面 ， 依托国家科技重大专项课题、国家863课题以及总公司综合科研课题等形式 ， 突破了多项水下生产系统设计关键技术 ， 具备了水下生产系统总体方案及概念设计能力 ， 基本具备水下生产系统基本设计能力 ， 开展了水下生产系统的设计和样机研制 ， 初步完成了水下生产系统通用设计体系文件编制 ， 相关设计成果已经在荔湾3-1气田、流花4-1油田、文昌10-3气田等多个油气田开发中得到了应用 。
虽然中国海油已拥有50多套水下生产系统 ， 但深水及超深水相关设计经验还相对缺乏 ， 电力系统设计、控制系统设计等关键技术仍需进一步攻克 ， 水下生产系统设计技术体系尚不完备 ， 还需进一步健全 。
来源：中国能源网


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