_海洋采油工程
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【海洋石油工程】第五章 海上采油方式
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三、海上油田自喷转人工举升时机的选择
¾ 产量要求 为保证并实现开发方案产量的要求，达到油田更好
的开发效益，仅仅靠天然能量是很难达到长期高产要求 的。因此，为了达到一定的采油速度，在油井还具有一 定自喷能力但已不能达到产量要求时，要及时由自喷期 转入人工举升期，利用外部能量提供较高油井产量从而 实现长期、合理的高产。
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二、海上油田人工举升方式的选择 人工举升方式评价表
14
人工举升方式评价表
15
三、海上油田自喷转人工举升时机的选择
海上油田由自喷期转入人工举升期的时机选择应该 考虑以下两个方面的因素： ¾ 井底流压变化
通常情况下，产层的孔隙压力及含水都会随着开采 期而发生变化，从而引起井底流压的相应变化，当井底 流压低于某一数值时，地层压力即不足以将液柱举出地 面，则油井失去了自喷及自溢的能力。要维持油井的正 常生产，需及时采用适当的人工举升方法。
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五、采油方式选择实例介绍
对某一个油田，适用的采油方式可能会有几种，很难 做到定量分析，因此，也就很难给出唯一的定论。这里以 SZ36-1油田为例作一介绍，希望对如何确立采油方式的 方法和步骤有所帮助。
油藏类型为受岩性控制的构造层状油藏，储层为下第 三系东营组疏松砂岩，油藏埋深一般1300~1600m，原 始地层压力14MPa，油层温度65℃。
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四、海上油田适用的人工举升方式
27
四、海上油田适用的人工举升方式
28
四、海上油田适用的人工举升方式
> 常规方孔气举阀与气流动态图。气体通过进 气口进入阀，然后流经可控制气体流速的方孔。 利用Thornhill-Craver方程可绘制出通过常规气 举方孔阀的流量-动态比率曲线（右）。此方程 利用阀上游的套管压力（Pup）、阀下游的油管 压力（Pdown）、节流面积、经验流量系数和 气体特性等来确定气体经过阀时的流动速度。
三、海上油田自喷转人工举升时机的选择
¾ 产量要求 为保证并实现开发方案产量的要求，达到油田更好
的开发效益，仅仅靠天然能量是很难达到长期高产要求 的。因此，为了达到一定的采油速度，在油井还具有一 定自喷能力但已不能达到产量要求时，要及时由自喷期 转入人工举升期，利用外部能量提供较高油井产量从而 实现长期、合理的高产。
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二、海上油田人工举升方式的选择 人工举升方式评价表
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人工举升方式评价表
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三、海上油田自喷转人工举升时机的选择
海上油田由自喷期转入人工举升期的时机选择应该 考虑以下两个方面的因素： ¾ 井底流压变化
通常情况下，产层的孔隙压力及含水都会随着开采 期而发生变化，从而引起井底流压的相应变化，当井底 流压低于某一数值时，地层压力即不足以将液柱举出地 面，则油井失去了自喷及自溢的能力。要维持油井的正 常生产，需及时采用适当的人工举升方法。
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五、采油方式选择实例介绍
对某一个油田，适用的采油方式可能会有几种，很难 做到定量分析，因此，也就很难给出唯一的定论。这里以 SZ36-1油田为例作一介绍，希望对如何确立采油方式的 方法和步骤有所帮助。
油藏类型为受岩性控制的构造层状油藏，储层为下第 三系东营组疏松砂岩，油藏埋深一般1300~1600m，原 始地层压力14MPa，油层温度65℃。
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四、海上油田适用的人工举升方式
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四、海上油田适用的人工举升方式
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四、海上油田适用的人工举升方式
> 常规方孔气举阀与气流动态图。气体通过进 气口进入阀，然后流经可控制气体流速的方孔。 利用Thornhill-Craver方程可绘制出通过常规气 举方孔阀的流量-动态比率曲线（右）。此方程 利用阀上游的套管压力（Pup）、阀下游的油管 压力（Pdown）、节流面积、经验流量系数和 气体特性等来确定气体经过阀时的流动速度。
海洋采油气工程问题引导式教学实践与认识
海洋采油气工程问题引导式教学实践与认识海洋采油气工程是指在海洋中进行石油和天然气的开采和生产工作。
这涉及到复杂的海底环境和技术挑战，因此需要深入的理论知识和丰富的实践经验。
而在进行海洋采油气工程的教学实践中，需要从问题引导式教学出发，引导学生深入思考和探索，才能更好地认识和掌握这一领域的知识和技能。
在海洋采油气工程的教学实践中，教师可以通过设计一些实际案例和问题，引导学生进行探究和分析。
可以以某一海域的海洋采油气工程为例，提出一些实际的技术问题和挑战，让学生围绕这些问题展开讨论和调研。
通过这种方式，可以帮助学生深入了解海洋采油气工程中的实际问题和挑战，培养学生的问题解决能力和创新思维。
通过实际操作和模拟实验也是海洋采油气工程教学实践的重要方式。
教师可以组织学生进行海底管道的布设和维护模拟实验，或者进行海上平台的操作模拟，让学生亲身体验和掌握工程技术的实际操作和应用。
这样不仅可以增强学生的动手能力和实践能力，还可以使学生更加深入地理解和掌握海洋采油气工程的相关知识和技能。
教师还可以组织学生进行实地考察和调研，让他们亲自走进海洋采油气工程的现场，从实际的工程项目中获取经验和教训。
通过实地考察和调研，学生可以更加直观地感受到海洋采油气工程的复杂性和挑战性，也可以更好地理解理论知识和实际工程的联系和应用。
问题引导式教学可以激发学生的学习兴趣，培养他们的主动学习意识和能力。
在海洋采油气工程的教学中，引导学生围绕实际问题展开学习和探究，可以激发学生对工程技术的兴趣和热情，让他们更加主动地参与学习，从而提高学习效果和质量。
问题引导式教学也可以促进学生的综合能力和创新思维的发展。
在海洋采油气工程的学习过程中，学生需要运用多种学科知识和技能进行综合分析和解决问题，这有利于培养学生的综合能力和创新思维，提高他们的综合素质和竞争力。
通过问题引导式教学可以加强学生的实践能力和应用能力。
海洋采油气工程是一个实践性和应用性非常强的工程领域，学生需要具备一定的实践能力和应用能力。
海洋石油开采工程(第一章绪论)
油藏工程：油气分布与开发方案 采油工程：采出油气 地面工程：保证油气正常生产
二、 海洋石油开发特点
(2) 油气开发规划
勘探钻井（含评价井）
油气开采可行性研究
勘探工作 评价 设备设计研究
阶段 技术可行性
经济可行性
基本设计与预算
详细设计
开发工作
设备制造与采购
设备安装
试运行与投产
(3) 整体开发代替滚动开发
三、国内外海洋石油工业发展概况
1、国外海洋石油工业发展概况
➢ 初始阶段 （1897年到1984年） 1897年美国加利福尼亚海岸萨姆兰德油田用木桩作基 础建立了第一座海上钻井平台； 1920年委内瑞拉在马拉开波湖发现油田； 1930年，苏联在里海发现油田。
三、国内外海洋石油工业发展概况
➢ 起步阶段（1947年到1973年） 1947年美国在墨西哥湾成功建造了世界上第一座钢制 固定平台； 美国路易斯安那州马尔根城西南12海里的海域，首次 使用了海上移动式钻井装置—带有驳船的钻井平台； 1953年美国建成了世界上第一艘自升式钻井平台—“ 马格洛利亚号”； 1954年美国建造了第一艘坐底式平台—“查理先生号 ”。
3、加速发展海洋能源开发技术，加大深海油气开发技 术研发投入 4、统筹制订海洋油气资源开发、海洋运输、海洋能产 业和海洋人才等多方面的战略规划 5、在国际合作中，强化我国海洋企业的自我发展能力
五、国内外海洋油气资源分布
1、国外海洋油气分布
海洋油气资源主要分布在大陆架，约占全球海洋油气资 源的60％，但大陆坡的深水、超深水域的油气资源潜力可观， 约占30％。在全球海洋油气探明储量中，目前浅海仍占主导 地位，但随着石油勘探技术的进步，将逐渐进军深海。水深 小于500米为浅海，大于500米为深海，1500米以上为超深海。 2000～2005年，全球新增油气探明储量164亿吨油当量，其 中深海占41％，浅海占31％，陆上占28％。
二、 海洋石油开发特点
(2) 油气开发规划
勘探钻井（含评价井）
油气开采可行性研究
勘探工作 评价 设备设计研究
阶段 技术可行性
经济可行性
基本设计与预算
详细设计
开发工作
设备制造与采购
设备安装
试运行与投产
(3) 整体开发代替滚动开发
三、国内外海洋石油工业发展概况
1、国外海洋石油工业发展概况
➢ 初始阶段 （1897年到1984年） 1897年美国加利福尼亚海岸萨姆兰德油田用木桩作基 础建立了第一座海上钻井平台； 1920年委内瑞拉在马拉开波湖发现油田； 1930年，苏联在里海发现油田。
三、国内外海洋石油工业发展概况
➢ 起步阶段（1947年到1973年） 1947年美国在墨西哥湾成功建造了世界上第一座钢制 固定平台； 美国路易斯安那州马尔根城西南12海里的海域，首次 使用了海上移动式钻井装置—带有驳船的钻井平台； 1953年美国建成了世界上第一艘自升式钻井平台—“ 马格洛利亚号”； 1954年美国建造了第一艘坐底式平台—“查理先生号 ”。
3、加速发展海洋能源开发技术，加大深海油气开发技 术研发投入 4、统筹制订海洋油气资源开发、海洋运输、海洋能产 业和海洋人才等多方面的战略规划 5、在国际合作中，强化我国海洋企业的自我发展能力
五、国内外海洋油气资源分布
1、国外海洋油气分布
海洋油气资源主要分布在大陆架，约占全球海洋油气资 源的60％，但大陆坡的深水、超深水域的油气资源潜力可观， 约占30％。在全球海洋油气探明储量中，目前浅海仍占主导 地位，但随着石油勘探技术的进步，将逐渐进军深海。水深 小于500米为浅海，大于500米为深海，1500米以上为超深海。 2000～2005年，全球新增油气探明储量164亿吨油当量，其 中深海占41％，浅海占31％，陆上占28％。
海洋石油开采工程(第六章注水与增产增注技术(一、二))
水中含有亚铁、氧和有机物，总铁量在16mg/L的水中， 温度为2225℃。 ✓ 危害 促成二价铁氧化成Fe3+，产生氢氧化铁沉淀；粘液物质 形成浓度差电池腐蚀。
第一节 注水技术
腐生菌（TGB）
✓ 一类好氧“异养”型的细菌，存在分布较广。 ✓ 生成环境
存在分布较广。 ✓ 危害
与铁细菌大体相同。
第一节 注水技术
第一节 注水技术
➢ 杀菌
✓ 杀菌方法有化学法和物理法。 ✓ 油田常用杀菌剂。
第一节 注水技术
➢ 注入水与地层水不配伍 铁的沉淀机理
✓ 注入水经地面管线到井底，含铁量显著增加。
取样点 来水 Fe,mg/L 0.21
某区注入水总铁量沿程变化 大罐 泵出口 3-24 井 4-3 井 4-27 井 6-3 井 0.14 0.29 0.72 1.23 2.38 2.96
6-25 井 底
第一节 注水技术
➢ 注入水与地层水不配伍
硫化亚铁沉淀生成机理
✓ 水中硫化氢H2S与Fe2+生成
Fe 2 H 2S FeS
✓ 水中硫酸盐菌还原成H2S，与Fe2+生成
2H
SO
2 4
4H 2
H 2S
4H 2O
第一节 注水技术
➢ 注入水与地层水不配伍
碳酸盐沉淀的机理
✓ 重碳酸钙、重碳酸镁等不稳定盐类，由于温度变化，析 出生成沉淀。
海洋石油开采工程（第六章注水与增 产增注技术（一、二））
第一节 注水技术
注水开发是最重要的油田开发方式。
注水是一种二次采油方法。通过注水井向地层注水， 将地下原油驱替到生产井，增加原油的采收率。
注水保持压力是一项工艺技术。把水注入油藏，补充 油藏原有的天然能量，改善油田的生产特性。
第一节 注水技术
腐生菌（TGB）
✓ 一类好氧“异养”型的细菌，存在分布较广。 ✓ 生成环境
存在分布较广。 ✓ 危害
与铁细菌大体相同。
第一节 注水技术
第一节 注水技术
➢ 杀菌
✓ 杀菌方法有化学法和物理法。 ✓ 油田常用杀菌剂。
第一节 注水技术
➢ 注入水与地层水不配伍 铁的沉淀机理
✓ 注入水经地面管线到井底，含铁量显著增加。
取样点 来水 Fe,mg/L 0.21
某区注入水总铁量沿程变化 大罐 泵出口 3-24 井 4-3 井 4-27 井 6-3 井 0.14 0.29 0.72 1.23 2.38 2.96
6-25 井 底
第一节 注水技术
➢ 注入水与地层水不配伍
硫化亚铁沉淀生成机理
✓ 水中硫化氢H2S与Fe2+生成
Fe 2 H 2S FeS
✓ 水中硫酸盐菌还原成H2S，与Fe2+生成
2H
SO
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4H 2
H 2S
4H 2O
第一节 注水技术
➢ 注入水与地层水不配伍
碳酸盐沉淀的机理
✓ 重碳酸钙、重碳酸镁等不稳定盐类，由于温度变化，析 出生成沉淀。
海洋石油开采工程（第六章注水与增 产增注技术（一、二））
第一节 注水技术
注水开发是最重要的油田开发方式。
注水是一种二次采油方法。通过注水井向地层注水， 将地下原油驱替到生产井，增加原油的采收率。
注水保持压力是一项工艺技术。把水注入油藏，补充 油藏原有的天然能量，改善油田的生产特性。
海洋石油工程的发展趋势
海洋石油工程的发展趋势一、引言海洋石油工程是指在海洋环境下进行的石油勘探、开采、运输和加工等活动。
随着全球能源需求的不断增长，海洋石油工程已经成为了全球能源行业的重要组成部分。
本文旨在探讨海洋石油工程的发展趋势，以及未来可能面临的挑战和机遇。
二、历史回顾自20世纪初期开始，人们就开始在陆地上进行石油勘探和开采。
但是，陆地资源日益枯竭，而海洋则被认为是一个巨大而未被充分开发利用的资源领域。
因此，在20世纪50年代初期，人们开始将目光投向了海洋石油工程领域。
最初，人们主要使用钻井平台来进行海上勘探和开采活动。
但是，在20世纪70年代中期，深水钻井技术得到了突破性进展。
这项技术使得人们能够在更深的水域中进行勘探和开采活动，并为海洋石油工程带来了新的发展机遇。
三、现状分析目前，全球海洋石油工程的发展呈现出以下几个特点。
1. 深水开采成为主流随着陆地资源日益枯竭，深水开采已经成为了海洋石油工程的主流。
据统计，目前全球深水开采占比达到了70%以上。
2. 技术不断创新随着科技的不断进步，海洋石油工程领域也在不断进行技术创新。
例如，人们正在研究利用海底火山口进行热能开采，并探索利用生物技术来提高石油勘探和开采效率。
3. 环保问题备受关注由于海洋环境的脆弱性和重要性，环保问题已经成为了海洋石油工程领域的重要议题。
因此，人们正在积极探索各种环保技术和措施来减少对环境的影响。
四、发展趋势未来，海洋石油工程领域将面临以下几个发展趋势。
1. 深水开采仍将是主流由于陆地资源日益枯竭，深水开采仍将是海洋石油工程的主流。
预计未来10年内，深水开采占比将进一步提高。
2. 技术将不断创新随着科技的不断进步，海洋石油工程领域也将不断进行技术创新。
例如，人们正在研究利用人工智能和大数据技术来提高勘探和开采效率。
3. 环保问题将更加重要由于环保问题已经成为了全球关注的焦点，未来海洋石油工程领域将更加注重环保问题。
例如，人们正在积极探索各种低碳技术和清洁能源替代方案。
海洋石油开采工程(第八章海上油气储存与集输)
海底储油罐
第一节 海上储油系统
3、带有防波墙的混凝土海底油罐
带有防波墙的混凝土海底油罐建于北海埃科菲斯克油田。 ➢ 油罐底面呈皱纹形以增加与海底的摩擦力。 ➢ 内有９个储罐并相互沟通，都是预应力混凝土结构。 ➢ 罐四周用多孔防波墙围绕，防波墙的作用是保护罐体不致
遭受狂暴风浪袭击而破坏。 ➢ 油品由４台装油泵经吸入室从储罐吸出装船外运。 ➢ 海水泵装设在储罐和防波墙之间的环形空间内，从储罐吸
倒盘形海底油罐是利用油比水轻，油总是在上部，海水 在下部的原理制成的。 ➢ 油品的收发作业采用油水置换原理。 ➢ 利用设置在罐内的深井泵向外发油，海水从底部进入罐内，
使油罐始终处于充满油或海水的状态。罐内油水界面随着 向外发油而不断上升。
第一节 海上储油系统
➢ 由于罐截面积很大，收发油时油水界面的升降速度只有 0.3m/h，界面没有剧烈的波动，因而不会造成油品的乳化。
是油轮用来装油的部分，用单层舱壁将油舱分隔成若干 个独立的舱室。当油轮摇动时，可减少油品的水力冲击，增 加油轮的稳定性。油轮四周边部舱室可用作海水压载舱室， 通过注入或抽出海水来调节装油作业时的平衡。
第一节 海上储油系统
各种管路系统和设备
主要有进油和装油管系，装油泵组、出售原油的计 量和标定装置、装油生产作业的仪表监测和控制系统、 用于舱室密封气的生产装置和管系、油舱清洗设备和管 系、储油舱加热保温热力系统等。此外，还有齐全的安 全探测、消防灭火、人员救生设备，适应海上永久性作 业的住房设施，直升机停机坪和与单点系泊连接的系泊 设施。
出的海水要经过罐顶甲板上三个撇油箱。
第一节 海上储油系统
１—隔墙； ２—进油孔； ３—海水泵； ４—过桥； ５—９个有顶盖的储罐 ； ６—吸入室； ７—４台装油泵； ８—控制室； ９—顶部甲板； 10—泵和撇油箱； 11—直升机坪； 12—内底板
第一节 海上储油系统
3、带有防波墙的混凝土海底油罐
带有防波墙的混凝土海底油罐建于北海埃科菲斯克油田。 ➢ 油罐底面呈皱纹形以增加与海底的摩擦力。 ➢ 内有９个储罐并相互沟通，都是预应力混凝土结构。 ➢ 罐四周用多孔防波墙围绕，防波墙的作用是保护罐体不致
遭受狂暴风浪袭击而破坏。 ➢ 油品由４台装油泵经吸入室从储罐吸出装船外运。 ➢ 海水泵装设在储罐和防波墙之间的环形空间内，从储罐吸
倒盘形海底油罐是利用油比水轻，油总是在上部，海水 在下部的原理制成的。 ➢ 油品的收发作业采用油水置换原理。 ➢ 利用设置在罐内的深井泵向外发油，海水从底部进入罐内，
使油罐始终处于充满油或海水的状态。罐内油水界面随着 向外发油而不断上升。
第一节 海上储油系统
➢ 由于罐截面积很大，收发油时油水界面的升降速度只有 0.3m/h，界面没有剧烈的波动，因而不会造成油品的乳化。
是油轮用来装油的部分，用单层舱壁将油舱分隔成若干 个独立的舱室。当油轮摇动时，可减少油品的水力冲击，增 加油轮的稳定性。油轮四周边部舱室可用作海水压载舱室， 通过注入或抽出海水来调节装油作业时的平衡。
第一节 海上储油系统
各种管路系统和设备
主要有进油和装油管系，装油泵组、出售原油的计 量和标定装置、装油生产作业的仪表监测和控制系统、 用于舱室密封气的生产装置和管系、油舱清洗设备和管 系、储油舱加热保温热力系统等。此外，还有齐全的安 全探测、消防灭火、人员救生设备，适应海上永久性作 业的住房设施，直升机停机坪和与单点系泊连接的系泊 设施。
出的海水要经过罐顶甲板上三个撇油箱。
第一节 海上储油系统
１—隔墙； ２—进油孔； ３—海水泵； ４—过桥； ５—９个有顶盖的储罐 ； ６—吸入室； ７—４台装油泵； ８—控制室； ９—顶部甲板； 10—泵和撇油箱； 11—直升机坪； 12—内底板
海洋采油工程技术现状及发展趋势XX12
海洋采油工程技术现状及发展趋势 XX12
•Highlight
1.海洋油气田开发概况 2.我国的石油战略 3.海洋石油开采技术 4.结论
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海洋采油工程技术现状及发展趋势 XX12
•2. 我国的石油战略
•我国的石油消费现状
• 1993年我国生产原油1.44亿吨，消费原油1.55亿吨，原油供应量满 足不了市场需求，因而从石油出口国变为石油进口国。
• 沙特阿拉伯、安哥拉、伊朗为2009年三大进口来源地。
• 目前中国进口总量的近三分之一来自非洲。
• 近年来，中国的国际能源战略受到各国的关注。有的希望与中国合作 进行国际能源项目的投标或开发，有的对中国的能源战略横加指责。
• 中国的国际能源战略，已产生了重大的外交影响。
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海洋采油工程技术现状及发展趋势 XX12
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海洋采油工程技术现状及发展趋势 XX12
•2. 我国的石油战略
•我国的海洋石油战略
• 中国于2007年在南海发现可燃冰，储量约为185亿吨油当量。南海北 部的“可燃冰”储量达到我国陆上石油总量的一半左右。
• 2009年9月25日报道，中国地质部门在青藏高原中纬度发现 可燃冰，使中国成为加拿大、美国之后，在陆域上通过国家计划钻探发现 可燃冰的第三个国家。初略估算，远景资源量至少有350亿吨油当量。青 藏高原的这种环保新能源，预计十年左右能投入使用。
• 2008年我国生产原油1.88亿吨，同年进口原油达到1.9亿吨，进口原 油量首次超过国内生产原油量。2009年中国累计进口原油2.04亿吨（中 石化1.38），年度进口规模首次突破2亿吨，比2008年增长13.9%；价值 892.6亿美元，下降31%；进口平均价格为每吨438美元，下跌39.4%。
•Highlight
1.海洋油气田开发概况 2.我国的石油战略 3.海洋石油开采技术 4.结论
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海洋采油工程技术现状及发展趋势 XX12
•2. 我国的石油战略
•我国的石油消费现状
• 1993年我国生产原油1.44亿吨，消费原油1.55亿吨，原油供应量满 足不了市场需求，因而从石油出口国变为石油进口国。
• 沙特阿拉伯、安哥拉、伊朗为2009年三大进口来源地。
• 目前中国进口总量的近三分之一来自非洲。
• 近年来，中国的国际能源战略受到各国的关注。有的希望与中国合作 进行国际能源项目的投标或开发，有的对中国的能源战略横加指责。
• 中国的国际能源战略，已产生了重大的外交影响。
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•2. 我国的石油战略
•我国的海洋石油战略
• 中国于2007年在南海发现可燃冰，储量约为185亿吨油当量。南海北 部的“可燃冰”储量达到我国陆上石油总量的一半左右。
• 2009年9月25日报道，中国地质部门在青藏高原中纬度发现 可燃冰，使中国成为加拿大、美国之后，在陆域上通过国家计划钻探发现 可燃冰的第三个国家。初略估算，远景资源量至少有350亿吨油当量。青 藏高原的这种环保新能源，预计十年左右能投入使用。
• 2008年我国生产原油1.88亿吨，同年进口原油达到1.9亿吨，进口原 油量首次超过国内生产原油量。2009年中国累计进口原油2.04亿吨（中 石化1.38），年度进口规模首次突破2亿吨，比2008年增长13.9%；价值 892.6亿美元，下降31%；进口平均价格为每吨438美元，下跌39.4%。
海洋石油开采工程 第四章 海上采油方式
据井内流体所需，可加入添加剂，能远程提供动力液。 缺点：泵效低，系统设计复杂，不适用于含较高自由气井，地面系统工作 压力较高。
5) 电潜螺杆泵
优点：系统具有高泵效，适用于高粘度油井，并适用于低含砂流体及定向
井，排量范围大。 缺点：工作寿命相对较低（与ESP相比），一次性投资高。
第二节
自喷与气举采油
L—环空中的液柱高度 PG—环空气柱所造成的压力
的关系曲线，叫油管特性曲线。
根据已知压力点位置，分成两种：
1．流量与井口压力的关系曲线
假设油井以不同产量qi生产,由流入动
态关系,得出相应井底流压Pwfi,由压力梯度
计算方法,计算出相应的井口压力Pti。
p Pwfi Pti
B
作出井口压力与 IPR 产量的关系曲线
0
qi
q
2.流量与井底压力的关系曲线
第四章 海上采油方式
第一节、海上油气开采方式特点、选择原则 第二节、自喷与气举采油
第三节、电潜泵与射流泵采油 第四节、螺杆泵采油
第一节、海上油气开采方式特点、选择原则
常用采油方式：自喷和人工举升方式。 人工举升方式：有杆抽油泵、螺杆泵、电潜泵、水力活塞
泵、射流泵、气举、柱塞泵、腔式气举、电潜螺杆泵、海 底增压泵。
送该产量所要求的咀前压力。
（三）、全井的协调
1.协调条件：井底井口都能衔接。
2.协调点：两曲线的交点。
P
当q=qc时，Pwf-Pt 有较低值。表明
d
Pwf
Pt
C
该产量下油管中 压力损失较低。
B
qc q
（四）、协调点的分析
1.如Pwf Pwf1
P
q
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第一章 海洋石油生产设施
— 生产支承结构
— 立管 — 水下设备
— 原油储存 — 外输设施
基本要求 ?-- 其大小必须满足预计作业 -- 能支撑各种工况下的设备负荷 -- 建造方法切实可行 --费用合理
考虑因素
— 水深：波浪作用、疲劳损伤、建造安装； — 气候：常以百年一遇的最坏情况考虑；
轻微/中等 严重 若干口 轻微/中等 严重 轻微/中等 1口 严重 轻微/中等 若干口 严重
无
7. 其它设施
-- 计量站（分离器，脱水器，计量装置）
-- 集油站（分析，计量，泵送，控制）
-- 储油基地
-- 装油平台
-- 生活平台
-- 烽火平台
-- 注气（水）站
海洋集油和储油设施
第二节 立管
将水下终端与水面或水面以上设备连接起
第四章 边际油田开发
第一节 边际油田支承结构设计准则
第二节 早期生产系统
第三节 深水开发
第四节 生产延伸测试
绪言
0.1 我国石油工业现状
—1978年起产量超亿吨，居世界第五； — 发展不平衡，总体水平落后； — 劳动生产率低； — 1997年原油产量达1.5亿吨，约占世界5%； — 1997年气产量达200亿方，约占世界1%； — 能主要油田：大庆(5600万)，胜利(3300 万)，辽河(1500万)，新疆（800万）
海洋采油工程
海洋采油工程
海洋采油工程是石油工程专业高 年级学生的选修课，以拓宽学生的知识面。要 求学生了解海洋石油的基本特点，基本概况和 与陆上石油的根本差别。了解海洋石油生产的 基本设施的基本工作原理，为学生毕业后从事 海洋石油工程奠定一定的基础。主要内容包括 海洋石油生产的基本设施，完井系统，采油控 制系统和边际油田开发四大部分。
— 海床：坚硬性、平整性和稳定性；
— 安装与制造 — 经济效益
第一节 生产支承结构
(1) 自升式支承结构
— 平台可租用，日租金很具竞争性； — 拆迁清理费用低，可恢复为钻井平台；
— 井和立管有传统型式；
— 工作水深与上部设施重量受限；
— 无储油能力；
— 疲劳问题使使用期短。
(2)半潜式支承结构
— 运动小，可用于恶劣环境； — 对刚性和柔性立管适应性好； — 拆迁清理费用低，可恢复为钻井平台； — 工作水深70-100米，井数4-10口；
6 7 8 9 10 2 2 3 3 1 2 1 1 1 1 2 1 3 2 1 1 1 3 1 2 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 1 3 2 1 1 1 2 2 1 1 2 2
1 2 1 3 1 1 2 3 1
立管性能评价表（续）
工 方式 项目 10 钢丝作业与大修 11 技术性停工时间 12 维修保养 13 落物损坏危险 14 再利用 15 投资 16 安装撤移费用 17 作业与保养费
油田最佳采油动态曲线
— 高峰采油动态曲线 初期产量迅速增长，但递减快； 后期开采困难，采收率低； 短期需投入大量资金与劳动力； 石油工业及相邻领域生产不稳定 — 平稳采油动态曲线 可减少初期投资 投资利用水平高 可以较高速度开发剩余储量
主要参考文献
1.[比利时] D.A Fee: Technology for Developing Marginal Offshore Olfield, 1986 2. 美国] R.S Hall: Drilling and Production Offshore, 1983 3. [美国] 海洋钻井与采油 4. 陈宽主编： 近海工程导论
海洋采油工程
绪言 第一章 海洋石油生产设施 第一节 生产支承结构 第二节 立管 第三节 原油储存系统 第四节 输油设施 第二章 完井系统 第一节 平台完井 第二节 过腿柱完井 第三节 张力腿平台完井
第四节 多井水下完井
第五节 水下卫星井完井系统
第三章 采油控制系统
第一节 采油控制系统
第二节 水下采油控制系统
0.3 海洋石油特点
1.3.1 周期长（勘探-发现-开发，3-5年）
(1) 一般开发程序 — 盆地评价：寻找可能的出油气构造 — 钻探井：查明油气存在状况； — 钻生产井和进行油气集输 油藏工程：油气分布与开发方案 采油工程：采出油气 地面工程：保证油气正常生产
(2) 油气开发规划
勘探钻井（含评价井） 油气开采可行性研究 勘探工作 评价 设备设计研究 阶段 技术可行性 经济可行性 基本设计与预算 详细设计 开发工作 设备制造与采购 设备安装 试运行与投产 (3) 整体开发代替滚动开发
1 2345 3 1 1 1 2 3 2 1 2223 2222 2223 2333 1112 1113 1113 2223
6 7 8 9 10 11131 22222 22222 11111 11222 22222 11222 22222
第三节 原油储存系统
1. 海底贮油罐
第三节 原油储存系统
— 有效承载大，有修井能力； — 上层建筑与上部结构可在船厂制造
(6) 牵索塔（绷绳塔）支承结构
牵索塔（绷绳塔）支承结构特点
— 比传统平台更便宜；
— 易于制造； — 技术上未得到足够证实； — 有效在载荷受限；
— 无储油能力。
各种生产支承结构的性能
运动 直升式 半潜式 油轮 驳船 张力腿 铰接柱 牵索塔 无 小 小 小 极小 极小 极小 系泊 无 常规 单点/常规 常规 张力腿 铰接接关 桩与牵系统 改装 可 可 可 可 否 否 否 载荷 有限 有限 大 有限 好 有限 有限 井数 2-10 4-40 2-10 2-10 20-40 6-10 40-60 水深 110 70-1000 50-750 50-150 150-1000 100-600 100-400 修井 能 能 不能 不能 能 不能 能 储油 无 小 大 大 无 极小 极小
(4) 驳船式支承结构
— 甲板与载重能力大，足以安装处理设备； — 有储油能力； — 易改装、价格便宜； — 工作水深30-150米，井数〈8
— 要求较好的环境条件；
— 无钻井/修井能力； — 需系泊系统。
(5) 张力腿平台支承结构
张力腿平台支承结构的特点
— 不产生垂直运动，水平运动小； — 深水域更经济（一般大于150米）；
1. 海底贮油罐
— 经济性：与离岸距离有关 — 可能性：外水内油
— 可靠性：自重座底，消波围壁保护
— 就位方式：油水置换 — 建造：
2. 油轮储油系统
3. 驳船储油系统
6. 选用储油系统考虑的因素
— 风暴出现频率和持续时间； — 原油生产能力；
— 油田与卸油港口的距离；
— 穿梭油轮航速、数量与载油量； — 港口卸油设备效率；
0.2 我国海洋石油工业现状
— 起步阶段（65年—70年代末） 独立自主，自力更生； — 发展阶段（78年— 至今）对外合作与自主经营相结合 渤海海域：多为断块小型油气藏； 黄海海域：未列入重点寻找油气区域； 东海海域：前景评价极高，未开发； 南海海域：东部石油公司，西部石油公司 珠江口盆地： 北部湾： 莺歌海 曾母暗沙： 南沙群岛： — 产量超过1600万吨
来的一根（组）管子，与管内流体流向无关。 — 钻井/修井立管；
— 绳索立管；
— 生产立管； — 产品外输/销售立管
立管
(1) 生产立管
包括与流体从海底流到生产设备有关的所有部件。 — 立管下端的连接组件； — 立管上端的流体排出口；张紧装置； — 立管连接组件试验墩、立管试验设备等
(2) 立管束
— 外输/销售要求；
— 安装、保养和维护要求
2. 工作的立管装置
2.1北海Buchan油田
— 作业者：BP石油开发有限公司 — 投产：1974年8月发现，81年5月投产 — 水深：118米 — 油层深度：2900—3200米 — 井数：5口底盘井和2口卫星井 — 产出液流从水下管汇输到半非整体型，另有气举管线
柔性立管(三):应用特点
— 投资少于刚性立管；
— 恶劣天气无需回收立管； — 无需水下接头或重返进入； — 易迅速安装； — 易扩充系统能力； — 对浮式结构设计影响小； — 抗腐蚀性好。
1. 立管设计准则
— 生产流束的数目与体积； — 水下多支管汇集水平； — 油田二次采油的要求； — 生产支承结构的钻井/修井能力； — 抗风暴能力（对环境的适应性）；
— 维护与修理时间
第四节 输油设施 1. 海底管线
1.1管线材料与尺寸
小直径管—碳素钢
大直径管—API 5LX规格X-42，X-46，X-52
焊接—CO2或CO2+Ar保护钨极或熔化极电弧焊 尺寸确定：考虑强度与运营费用。
图1-5 Buchan油田立管装置
2.2 巴西近海Enchova油田
3. 其他立管设计 3.1 带状立管
3.2 与水下塔连接的悬链线柔性立管
4. 各种立管的比较与评价
1-与但锚腿系泊结合(SALM)的立管 2-刚性整体型立管 3-刚性非整体型立管 4-刚性单管柱立管 5-刚性带状立管 6-柔性悬链线式单井立管组 7-混输液流柔性悬链线立管 8-Blmoral油田立管 9-mobil公司立管 10-与水下塔结合的柔性悬链线立管
选择边际油田生产支承结构类型的影响因素
钻井/修井 井数 能力 1口 有 环境条件 水深(米) 300 700 100-500 100-500 50 700 300/500 750 150-1000 -250 -1000 支承结构的类型 有修井装置的动力定位油轮 常规锚泊的半潜式平台 自升式/半潜式 自升式/半潜式 驳船 常规锚泊油轮 SWOPS/半潜式 单点系泊油轮 半潜式 半潜式 张力腿