《環(huán)境保護(hù)與海洋開發(fā)》課件09海洋石油資源勘探開發(fā)技術(shù)

1、 深水地平線近海鉆井平臺(tái)起火并最終于2010年4月24日沉入墨西哥灣 油井每天泄漏21萬加侖的原油（約800噸）目前清污費(fèi)用1000萬美圓/天,賠償預(yù)計(jì)高于50億美圓 股價(jià)已經(jīng)下跌300億美元 關(guān)于海洋石油一些基本了解關(guān)于海洋石油一些基本了解 石油被稱為現(xiàn)代工業(yè)的血液 化工原料： 產(chǎn)品達(dá)5000多種，如塑料、合成橡膠、電影膠片、合成纖維、化肥、合成洗滌劑、潤(rùn)滑油等。 能源： 石油在世界能源消耗中也占有重要的地位，目前人類所需要的能源，幾乎有一半以上要依賴石油和天然氣，其中，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大約要占75%。 世界海洋石油： 1991年 億噸 2008占世界石油產(chǎn)量（日消費(fèi)日消費(fèi)85708570萬桶萬

2、桶）35% 35% 。 海洋石油開發(fā)歷程：海洋石油開發(fā)歷程：從近岸的沼澤地帶、湖泊河流的入?？?、海灣、逐步發(fā)展到大陸架海域。由于發(fā)展海洋石油的生產(chǎn)設(shè)施更加復(fù)雜，所以采油作業(yè)的水深能力總是落后于鉆探水平。 海洋石油經(jīng)濟(jì)地位：海洋石油經(jīng)濟(jì)地位：海洋石油占海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值60%以上，加上天然氣達(dá)70%。投入產(chǎn)出比1:2。 儲(chǔ)量排名：儲(chǔ)量排名：波斯灣探明儲(chǔ)量達(dá)120億噸，占全世界海洋石油探明儲(chǔ)量50%以上；歐洲的北海第二；墨西哥灣列第三；中國(guó)南海潛力也很大。 龍頭作用：龍頭作用：海洋石油開發(fā)產(chǎn)業(yè)由于高收益、高風(fēng)險(xiǎn)，所以各種高新技術(shù)會(huì)得到迅速的應(yīng)用，從而拉動(dòng)諸如機(jī)械、造船、通訊、海運(yùn)、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)等等相

3、關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 典型例證：典型例證：挪威，在二戰(zhàn)前的一個(gè)窮國(guó)，2008年人均國(guó)民收入76450美元，世界第一。20世紀(jì)60年代中期的北海油田，1975年使挪威成為石油出口國(guó)；1991年海洋石油產(chǎn)量已達(dá)9240萬噸，產(chǎn)值約142億美元，國(guó)家財(cái)政收入的大約55%來自北海油田，僅開發(fā)北海石油雇用的工人就有30多萬，拉動(dòng)的行業(yè)就業(yè)的人員，已占挪威全國(guó)就業(yè)人數(shù)的13。海洋石油工業(yè)的迅速發(fā)展了機(jī)械、造船工業(yè)、為石油工業(yè)設(shè)備服務(wù)。 我國(guó)歷程：我國(guó)歷程：1959年開始勘探，到1978年，年產(chǎn)量萬噸； 1991年年產(chǎn)已達(dá)239萬噸；2010年中國(guó)海洋石油產(chǎn)量為5000萬噸（大部分是外資），目前在海洋地質(zhì)勘探、鉆

4、井技術(shù)和設(shè)備的某些技術(shù)方面已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，擁有現(xiàn)代化的裝備和設(shè)施。 資金密集資金密集 (在渤海淺海區(qū)一般一口探井30005000萬元) 表現(xiàn)在： 1.投資大 海上調(diào)查勘探或開發(fā)的裝備條件投資是陸地油田3倍，幾千萬一口探井，中心采油平臺(tái)上億美元，尋找1億噸的石油儲(chǔ)量需要約億美元。 隨水深的增加投資成倍增加：而在水深300m處油氣投資是水深180m的兩倍。水深180m的是水深20m兩倍，例如：杜邦公司1989年用于開發(fā)墨西哥灣深海石油生產(chǎn)平臺(tái)，預(yù)算4億美元。 2.再者，海上的實(shí)施、維持費(fèi)用也很大。 風(fēng)險(xiǎn)大風(fēng)險(xiǎn)大 主要表現(xiàn)在：1.判斷失誤比率高：勘察投資大且可能查不清、使后續(xù)投資無效；一夜暴富、一

5、夜破產(chǎn)；2.周期長(zhǎng)(5-10年)：資金積壓、追加投資、不可預(yù)見，使回收投資難度增大；3.海洋自然條件風(fēng)險(xiǎn)：影響正常生產(chǎn)作業(yè)、惡性事故，“渤海二號(hào)沉沒事件”；4.環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)：溢油賠償。 技術(shù)密集技術(shù)密集 主要表現(xiàn)在1.應(yīng)用技術(shù)本身就非常復(fù)雜：上天容易入地難，涉及數(shù)據(jù)傳輸、自動(dòng)化、自動(dòng)定位、數(shù)控成像、水下遙控等；2.技術(shù)更新快：由于高的經(jīng)濟(jì)收益和高風(fēng)險(xiǎn)，使更新技術(shù)的投資顯得微不足道，從而海洋石油開發(fā)行業(yè)大大拉動(dòng)相應(yīng)技術(shù)群的發(fā)展。 海洋上石油勘探就是尋找那些既有生油生油地層和儲(chǔ)油儲(chǔ)油地層，又有很好的蓋層蓋層保護(hù)的儲(chǔ)油構(gòu)造區(qū)。 1.1.地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)調(diào)查( (第一階段第一階段)： 在沿岸地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查分析的

6、基礎(chǔ)上，用回聲測(cè)深儀(或用航空拍照的資料)來研究海底地形的特點(diǎn)和采集巖樣，采集巖樣，確定可以形成或儲(chǔ)油構(gòu)造的海區(qū)，地質(zhì)調(diào)查的主要方式為路線調(diào)查路線調(diào)查和面積調(diào)查面積調(diào)查 (是按任務(wù)規(guī)定的成圖比例尺，在調(diào)查海區(qū)布設(shè)一定間距的測(cè)網(wǎng)或測(cè)線而進(jìn)行的調(diào)查)。 2. 2.地球物理勘探地球物理勘探( (第二階段第二階段) ) 對(duì)重點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行海上石油地球物理勘探，以圈出沉積盆地的范圍，了解地層、巖性和構(gòu)造狀況。海上石油勘探，地震勘探方法最重要，最深入。 地震勘探地震勘探：分反射法和折射法兩種，尋找石油反射地震勘探是最基本、最重要的方法最基本、最重要的方法。由于海底地層的物質(zhì)組成和構(gòu)造不同，對(duì)同一地震波產(chǎn)生的反

7、射波也不同。地震波在地下傳播時(shí)，在不同介質(zhì)中以不同速度傳播，遇到不同的地層分界面，會(huì)產(chǎn)生反射和折射而返回地面。反射地震勘探是用專門儀器記錄這些返回地面的反射波，分析其傳播時(shí)間、振動(dòng)波形等特點(diǎn)，再借用計(jì)算機(jī)和儀器進(jìn)行處理，就能測(cè)定界面的深度和形態(tài)，判斷地層的巖性和含油氣構(gòu)造。 在海水中用炸藥爆炸，或用壓縮空氣、電火花瞬時(shí)釋放大量的能量，都能產(chǎn)生人工地震波。壓縮空氣又稱“氣槍法”(利用氣槍將高壓空氣迅速送入水中，形成氣泡，借氣泡在水中膨脹與收縮交替振蕩產(chǎn)生震波的一種非炸藥震源)。電火花震源為利用電容器將儲(chǔ)藏的電能加到放置于水中的電極上，由于放電效應(yīng)產(chǎn)生火花而造成振動(dòng)。地震波傳到海底遇到不同物質(zhì)（石

8、油、天然氣與巖鹽等）、不同地層（砂巖層與頁巖層）、不同的構(gòu)造（背斜構(gòu)造與向斜構(gòu)造），而產(chǎn)生各種類型的反射波。通過拖在調(diào)查船后一定距離裝有接收換能器的組合電纜接收和記錄不斷反射回來的各種信號(hào)。根據(jù)信號(hào)繪出各種復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造圖。 下圖所示為裝有6個(gè)接收器的反射地震測(cè)量，而實(shí)際工作中接收器的數(shù)目遠(yuǎn)大于此。海上二維地震費(fèi)用：1010萬萬/ /平方公里；平方公里； 三維（接收信號(hào)線多幾到十幾倍）：三維（接收信號(hào)線多幾到十幾倍）：3030萬萬/ /平方公里平方公里(2000(2000年中國(guó)淺海價(jià)格年中國(guó)淺海價(jià)格) )。 重力勘探：重力勘探： 為利用重力儀和“扭稱”等精密重力測(cè)量?jī)x器，地殼中各種巖體和礦體密

9、度差異引起的重力變化。重力在消除各種干擾因素后，就可用重力測(cè)量?jī)x器找出就可用重力測(cè)量?jī)x器找出埋藏深度比較小的勘探地質(zhì)體的重力異常埋藏深度比較小的勘探地質(zhì)體的重力異常。不同地方由于組成巖石密度、埋藏深淺、地質(zhì)構(gòu)造不同，重力也不相同。重力儀就像一桿重力儀就像一桿“秤秤”，它非常靈敏，能，它非常靈敏，能測(cè)出測(cè)出1010-5-5cm/scm/s2 2這樣微小的重力變化這樣微小的重力變化。 近年來，由于衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)的發(fā)展，利用衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)反算重力測(cè)量精度可達(dá)百萬分之一。重力勘探就是通過在海上精確的重力測(cè)量，得到所測(cè)海區(qū)海底沉積巖的性質(zhì)、厚度和埋藏的深淺，了解測(cè)區(qū)的構(gòu)造情況，結(jié)合地球物理勘探資料圈定石油的

10、遠(yuǎn)景區(qū)結(jié)合地球物理勘探資料圈定石油的遠(yuǎn)景區(qū)。 磁力勘探磁力勘探 它是通過在調(diào)查船后或飛機(jī)后拖著的磁力儀來進(jìn)行測(cè)量的，分航空磁測(cè)和海洋磁測(cè)。地球磁場(chǎng)所以出現(xiàn)異常，是由于地球局部地區(qū)的巖石和礦石具有不同的磁性，能產(chǎn)生各不相同的磁場(chǎng)，這樣通過磁力測(cè)量，就能確定磁性基底的位置和確定磁性基底的位置和沉積巖的厚度，沉積巖的厚度，并了解海底的地質(zhì)構(gòu)造并了解海底的地質(zhì)構(gòu)造。 以上三種石油地球物理勘探方法均已獲得廣泛應(yīng)用。由于每種方法都有其局限性，因而在實(shí)際測(cè)量中三種方法總是互相配合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，但在實(shí)際生產(chǎn)工作中以地震勘探為主。 3. 3.鉆探鉆探( (第三階段第三階段) ) “地質(zhì)指路，物探先行，鉆探驗(yàn)證”。

11、 地球物理勘探的結(jié)果只能說明海底有沒有儲(chǔ)油構(gòu)造（有油的必要條件），要知道究竟有沒有石油，最直接的方法是鉆探。在海上打多口探井，通過每口井中所取巖心樣品的分析，來搞清海底地層的巖性、油層的分布和厚度等情況，就能通過各種方法計(jì)算出海底石油的儲(chǔ)量來（控制儲(chǔ)量至少需要一口控制儲(chǔ)量至少需要一口井、探明儲(chǔ)量需要幾口井、可采儲(chǔ)量需要對(duì)油品地井、探明儲(chǔ)量需要幾口井、可采儲(chǔ)量需要對(duì)油品地層等進(jìn)行深入研究層等進(jìn)行深入研究）。 “微輕子(10-15電子伏特)”理論，“微輕子揮發(fā)出蓋層”，實(shí)證科學(xué)能夠檢驗(yàn)到10-5微粒電子伏特。 海洋石油鉆探與生產(chǎn)所需的平臺(tái)，主要分鉆井平臺(tái)和生產(chǎn)(采油)平臺(tái)兩大類。在鉆井平臺(tái)上設(shè)有鉆

12、井設(shè)備，在生產(chǎn)平臺(tái)上設(shè)有采油設(shè)備。 1.1.固定式鉆井平臺(tái)固定式鉆井平臺(tái) 該類型鉆井平臺(tái)為最早使用的鉆井和采油裝置，用于海灣淺灘、風(fēng)浪平靜的區(qū)域，由于成本高、又不能移動(dòng)再次使用，一旦鉆井沒有工業(yè)油流，就等于報(bào)廢了，目前基本不再使用。 2.2.移動(dòng)式鉆井平臺(tái)移動(dòng)式鉆井平臺(tái) 移動(dòng)式鉆井平臺(tái)也稱活動(dòng)性鉆井平臺(tái)，分為四種類型： 座底式鉆井平臺(tái)座底式鉆井平臺(tái) 早期在淺水區(qū)域作業(yè)的一種移動(dòng)式鉆井平臺(tái)。平臺(tái)分本體與下體，由若干支柱連接平臺(tái)本體與下體，平臺(tái)上設(shè)置鉆井設(shè)備、工作場(chǎng)所、儲(chǔ)藏與生活艙室等。鉆井前在下體中灌入壓載水使之沉底，下體在座底時(shí)支撐平臺(tái)的全部重量，而平臺(tái)本體仍需高出于水面之上，不受波浪沖擊。在

13、移動(dòng)時(shí)，將下體排水上浮，提供平臺(tái)所需的全部浮力。 座底式的工作水深約為座底式的工作水深約為1025m1025m。 “勝利三號(hào)”就是座底式鉆井平臺(tái)，優(yōu)點(diǎn)是對(duì)海床工程地質(zhì)條件適應(yīng)性很強(qiáng)，缺點(diǎn)海底表層有較厚的淤泥時(shí)，容易滑移導(dǎo)致生產(chǎn)事故，用拋沙袋、打防滑樁等手段預(yù)防。 座底式鉆井平臺(tái)示意圖 自升式鉆井平臺(tái) 自行升降自行升降，由平臺(tái)甲板和樁腿組成；在甲板與樁腿之間有升降機(jī)構(gòu)使兩者相對(duì)的升降。鉆井時(shí)，樁腿下降支撐于海底（的持力層上），平臺(tái)甲板沿樁腿上升，被托到水面以上，不受波浪侵襲；移動(dòng)時(shí)，平臺(tái)甲板下降浮于水面，樁腿拔起并盡量上升以減小移水的阻力。一般不能自航，由于樁腿長(zhǎng)度有限，其最大其最大工作水深一般

14、約工作水深一般約100m100m。 樁腿數(shù)三或四條。樁腿下端設(shè)有樁靴或沉墊，以加大其支撐面積而減小插入海底土中的深度。平臺(tái)一般分上下兩層甲板，作為布置鉆井設(shè)備鉆井器材和生活艙室等用。 優(yōu)點(diǎn)：自升式鉆井平臺(tái)需鋼材少，造價(jià)低，在各種海況下，幾乎都能維持工作。 缺點(diǎn)：移動(dòng)時(shí)樁腿要升得很高，造成重心高、穩(wěn)性差、抗風(fēng)能力差；到新井位時(shí)，平臺(tái)在水面因風(fēng)浪導(dǎo)致?lián)u蕩，使樁腿下降觸底時(shí)，有可能弄壞樁腿；海底工程地質(zhì)條件不好時(shí)，易導(dǎo)致刺穿事故；當(dāng)大風(fēng)暴（中國(guó)海域?yàn)?zāi)害性天氣主要為南風(fēng)北冰）來臨時(shí)，因急需拔腿移位，有可能產(chǎn)生拔不出樁腿的危險(xiǎn)。 目前海上移動(dòng)式鉆井平臺(tái)中自升式鉆井平臺(tái)仍占目前海上移動(dòng)式鉆井平臺(tái)中自升式鉆

15、井平臺(tái)仍占45%45%左右左右。自升式鉆井平臺(tái)示意圖 半潛式鉆井平臺(tái)半潛式鉆井平臺(tái) 大部分浮體沉于水面以下的一種的鉆井平臺(tái)。由平臺(tái)甲板、立柱和下體（或沉箱）所組成。平臺(tái)甲板供鉆井工作用，上面設(shè)有鉆井設(shè)備、鉆井器材和人員艙室等。下體提供主要浮力，深沉于水面之下，以減小波浪對(duì)平臺(tái)的擾動(dòng)力。淺水區(qū)，平臺(tái)也可兼作座底式平臺(tái)使用；深水區(qū)，將浮室沉降至海面以下適當(dāng)深度，平臺(tái)較大部分處于波浪有效作用深度以下，再依靠多個(gè)錨泊或動(dòng)力定位裝置，使平臺(tái)保持穩(wěn)定，進(jìn)行，進(jìn)行鉆井鉆井。鉆井結(jié)束，排出壓載水，“浮室”上升，浮至水面進(jìn)入拖航或自航狀態(tài)。依靠底部拋錨固定的半潛靠底部拋錨固定的半潛式平臺(tái)可以在水深式平臺(tái)可以在水

16、深3030300m300m處作業(yè)處作業(yè)；而依靠動(dòng)力定位動(dòng)力定位裝置穩(wěn)定的半潛式平臺(tái)能在裝置穩(wěn)定的半潛式平臺(tái)能在600m600m的海域作業(yè)的海域作業(yè)。半潛式鉆井平臺(tái) 鉆井船 鉆井船：設(shè)有鉆井設(shè)備、能在水面上鉆井和移位專用船；采用雙體船、中心拋錨式和舷外浮體等型式提高穩(wěn)定性。移動(dòng)很方便、機(jī)動(dòng)性最好、作業(yè)水深大，一般一般可在水深大于可在水深大于600m600m的海域鉆探的海域鉆探，但也需有相應(yīng)的動(dòng)力定但也需有相應(yīng)的動(dòng)力定位設(shè)施。位設(shè)施。2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代開始在鉆井船上安裝了動(dòng)力定位年代開始在鉆井船上安裝了動(dòng)力定位裝置，利用安裝在鉆井船底部的檢波器來接受海底聲納裝置，利用安裝在鉆井船底部的檢

17、波器來接受海底聲納信標(biāo)發(fā)射的信號(hào)，通過船上安裝的電子計(jì)算機(jī)，自動(dòng)指信標(biāo)發(fā)射的信號(hào)，通過船上安裝的電子計(jì)算機(jī)，自動(dòng)指令船的推進(jìn)器工作，調(diào)整船只的偏移，使鉆井船始終保令船的推進(jìn)器工作，調(diào)整船只的偏移，使鉆井船始終保持在井口上方允許鉆井作業(yè)的范圍內(nèi)。持在井口上方允許鉆井作業(yè)的范圍內(nèi)。 海洋鉆井平臺(tái)的費(fèi)用很高，一座自升式平臺(tái)一般需55005600萬美元，而建一座半潛式平臺(tái)則需億美元，鉆井船的成本會(huì)更高。 1. 1.鉆井方法鉆井方法 為了證實(shí)海底是否有石油就必須在海上打多口探井，打井時(shí)，先在海底井口處安置套管，以防井口塌方，鉆桿（一種空心的鋼管柱）經(jīng)套管打入海底。鉆桿下端的鉆頭是鉆井用的，上端連接傳動(dòng)鉆

18、桿，穿過轉(zhuǎn)盤內(nèi)的方孔（傳動(dòng)鉆桿的截面為方形）使傳動(dòng)鉆桿在方孔中上下滑動(dòng)，又能隨轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，使鉆桿與鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)鉆頭向下鉆深時(shí)，傳動(dòng)鉆桿即由轉(zhuǎn)盤上的孔下滑，當(dāng)它滑到盡頭時(shí)，將傳動(dòng)鉆桿和鉆桿間的連接螺紋脫開，加上另一節(jié)鉆桿，使它與原來的鉆桿頂部相接。而新接上的鉆桿的上端則與傳動(dòng)鉆桿的下端相接，如此循環(huán)進(jìn)行鉆井。當(dāng)需要退出鉆桿或需要調(diào)換新鉆頭時(shí)，則反序進(jìn)行，即把鉆桿一節(jié)一節(jié)地退下來并放置在鉆井平臺(tái)的管架上。 鉆桿空心讓泥漿通過。泥漿由泥漿泵加壓傳到鉆頭，冷卻鉆頭并帶走鉆屑，并由鉆桿與井壁之間和鉆桿與隔水管（套在鉆桿外層的水下管系）間的環(huán)形空間向上返回到平臺(tái)上，除去天然氣、砂屑(地質(zhì)取樣)后導(dǎo)入泥漿池，

19、再循環(huán)使用。 泥漿的作用是：潤(rùn)滑和冷卻鉆頭；將鉆屑由井下帶；靜壓力平衡井底的壓力；粘附于井壁對(duì)井壁起保護(hù)作用。泥漿密度對(duì)于鉆井作業(yè)非常關(guān)鍵。 鉆桿重量由井架上的游動(dòng)滑車組吊住，下端另接一段伸縮鉆桿和防偏鉆桿，最后接鉆頭。 當(dāng)平臺(tái)風(fēng)浪產(chǎn)生垂蕩時(shí)，伸縮鉆桿可使鉆頭不受影響，而防偏鉆桿又可使鉆頭能經(jīng)常保持一定的鉆壓。 在海浪中鉆井時(shí)，必須考慮因風(fēng)浪產(chǎn)生的位移，因?yàn)槠脚_(tái)與海底井口之間的采油導(dǎo)管和鉆桿不能承受很大的彎曲變形和拉壓變形。 超指標(biāo)時(shí)，就必須停鉆。 鉆井平臺(tái)遇到風(fēng)暴撤走，回來時(shí)還有對(duì)孔。 2. 2.定向鉆井定向鉆井 建造一座固定式采油平臺(tái)耗資巨大建造一座固定式采油平臺(tái)耗資巨大，因此，在一座平臺(tái)

20、上打了一口直井以外，還要打幾十口斜井。以開采海底下更大范圍的石油。此外，采用方向井還有其它各種原因：由于油田上方有某種建筑設(shè)施或由于某種地質(zhì)上的原因而不便直接下鉆； 因鉆井中發(fā)生卡鉆、斷鉆等事故而不能繼續(xù)只好改道為定向井；發(fā)生井噴起火，在遠(yuǎn)離火區(qū)的地方打定向井，使油氣能從定向井噴出。 打定向井需借助特殊工具，鉆頭偏斜，同時(shí)要有測(cè)斜儀器，及時(shí)準(zhǔn)確地了解井的方向（斜度和方位）的變化，以便采取措施控制和調(diào)整，使其達(dá)到目的。 定向鉆井的直井和斜井示意圖 目前，定向鉆井傾角不斷增大，水平鉆井迅速發(fā)展，水平井目前最大傾斜角為150.5，不僅能達(dá)到與鉆井平臺(tái)垂直的90，而且還能超過60.5。鉆這樣大角度的井

21、是為了開采更大范圍的海底油藏。 3.3.水平鉆井水平鉆井 水平鉆井開發(fā)海上油氣藏效果十分明顯，水平鉆井不僅能從垂直方向作引90的延伸鉆進(jìn)，而且能橫穿油層并使之與層面平行產(chǎn)生一條油路延伸通道。要達(dá)到這一目的，往往需要在油層中水平鉆井。因?yàn)檫\(yùn)用這一技術(shù)，可以從多個(gè)油層中采油，能夠經(jīng)濟(jì)地開采直井所無法采出的仍留在油藏中的大部分石油。 1. 1.采油平臺(tái)采油平臺(tái) 采油平臺(tái)又稱生產(chǎn)平臺(tái)，從事海上油氣等生產(chǎn)性的開采、處理、貯藏、監(jiān)控、測(cè)量等作業(yè)的平臺(tái)。有的是單個(gè)平臺(tái)、也有用引橋相連，組成生產(chǎn)基地。 固定式采油平臺(tái)固定式采油平臺(tái) 是目前開采海洋石油最常用的采油裝置，又分為樁基式與重力式兩種。鋼導(dǎo)管架樁基平臺(tái)

22、是用鋼鐵焊接而成的平臺(tái)。它的下部插入海底一定深度，使平臺(tái)固定于海底。優(yōu)點(diǎn)：是重量輕、建造速度快，但是造重量輕、建造速度快，但是造價(jià)較高價(jià)較高( (水深為水深為101020m20m的固定式平臺(tái)僅鋼材要消耗上的固定式平臺(tái)僅鋼材要消耗上千噸千噸) ) 和需要處理鋼材的腐蝕問題，所以一般都用于和需要處理鋼材的腐蝕問題，所以一般都用于開采大中型海洋油田開采大中型海洋油田。 鋼筋混凝土重力平臺(tái)重力平臺(tái)：比鋼導(dǎo)管架平臺(tái)重10倍也不節(jié)省投資。優(yōu)點(diǎn)：更加穩(wěn)定，適用于風(fēng)浪大、水流優(yōu)點(diǎn)：更加穩(wěn)定，適用于風(fēng)浪大、水流急、產(chǎn)油量高的海域。如果把重力平臺(tái)把底座建成油急、產(chǎn)油量高的海域。如果把重力平臺(tái)把底座建成油庫，經(jīng)濟(jì)上

23、較合算庫，經(jīng)濟(jì)上較合算。 例如：世界上最大的鋼導(dǎo)管架樁基平臺(tái)建在美國(guó)路易斯安那州墨西哥灣水深312m的地方，整個(gè)平臺(tái)高368m，比紐約的摩天大樓還高出，總重量達(dá) 59000t，建造費(fèi)為億美元建造費(fèi)為億美元； 目前世界上最大的混凝土平臺(tái)是北海的“斯塔福德-B”平臺(tái)，耗混凝土13萬立方米、鋼筋萬噸，貯油罐容量33萬立方米，平臺(tái)總重量萬噸，甲板面積116m50m，總高度271m，耗資約耗資約2020億美元億美元。典型生產(chǎn)平臺(tái)示意圖 張力腿平臺(tái)張力腿平臺(tái) 適宜深海水域作業(yè)，為克服錨泊定位系統(tǒng)中半潛式平臺(tái)向深水發(fā)展的障礙而發(fā)展起來的，與一般半潛式平臺(tái)不同，其所用的錨索是繃緊成直線的，用的錨其所用的錨索是

24、繃緊成直線的，用的錨是樁錨（即打入水底的樁作為錨）或錨（重塊）等。是樁錨（即打入水底的樁作為錨）或錨（重塊）等。張力腿平臺(tái)的重力小于浮力，所相差的力量可依靠錨張力腿平臺(tái)的重力小于浮力，所相差的力量可依靠錨索向下的拉力來補(bǔ)償，而且此拉力大于由波浪產(chǎn)生的索向下的拉力來補(bǔ)償，而且此拉力大于由波浪產(chǎn)生的力，使錨索上起著繃緊平臺(tái)的作用。力，使錨索上起著繃緊平臺(tái)的作用。 實(shí)踐證明這種平臺(tái)穩(wěn)定性較好，張力腿平臺(tái)向著實(shí)踐證明這種平臺(tái)穩(wěn)定性較好，張力腿平臺(tái)向著作業(yè)水深加大的方向發(fā)展作業(yè)水深加大的方向發(fā)展。張力腿平臺(tái)自1954年提出設(shè)想以來；1989年9月張力腿平臺(tái)“喬利埃特”號(hào)在墨西哥灣中部水深水深587m58

25、7m處就位處就位，11月開始生產(chǎn)。目前，張力腿平臺(tái)向著作業(yè)水深加大的方向發(fā)展。 張力腿平臺(tái)示意圖 拉索塔平臺(tái)拉索塔平臺(tái) 又稱“繃?yán)K塔架”。特征在于拉索塔，是一座高高聳立于海底的鐵塔式平臺(tái)，周圍靠纜繩將其固定。垂直的塔形結(jié)構(gòu)支撐于海底，頂端的工作平臺(tái)被托出于水面以上。它的下部樁腿固定在海底，橫截面很小，因而節(jié)省鋼材。工作水深在457610m之間，可鉆生產(chǎn)井2540口。由于它的橫截面積小，所以在安裝和建造中，剛度要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它平臺(tái)。已經(jīng)在美國(guó)墨西哥灣水深610m安裝成功。 拉索塔平臺(tái)示意圖 浮式采油系統(tǒng)（浮式采油系統(tǒng)（FPSO） ） 使用浮于水面的船或半潛式平臺(tái)以代替固定式平臺(tái)的采油方式。這種方

26、式可以節(jié)省設(shè)計(jì)、建造和安裝固定式采油平臺(tái)所需的大量時(shí)間而提早采油和提早采油和提早回收投資提早回收投資。它由井口裝置、采油分離裝置、隔水管、采油平臺(tái)和系泊系統(tǒng)等組成，具有可移動(dòng)，并適宜深海區(qū)開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于海上油田的早期開發(fā)最為經(jīng)濟(jì)，近年來這種采油裝置發(fā)展較快。 最深的浮式采油系統(tǒng)由殼牌石油公司應(yīng)用在的最深的浮式采油系統(tǒng)由殼牌石油公司應(yīng)用在的“傅里葉傅里葉”油田，水深達(dá)油田，水深達(dá)2120m2120m。 海底采油裝置海底采油裝置 隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展和潛水器的應(yīng)用，已出現(xiàn)了把整個(gè)海底采油系統(tǒng)、油氣分離裝置、貯油裝置完全置于水下的海底采油裝置。這種裝置可以避免風(fēng)可以避免風(fēng)浪對(duì)石油生產(chǎn)作業(yè)帶來的

27、影響，浪對(duì)石油生產(chǎn)作業(yè)帶來的影響，而且建造成本低、完建造成本低、完井時(shí)間短，適用于開發(fā)邊緣油田、深水油田井時(shí)間短，適用于開發(fā)邊緣油田、深水油田。 這種裝置于1960年由美國(guó)最早研制成功，它通過采油裝置和許多匯集石油的管道把海底多口油井開采出來的石油集中到貯油系統(tǒng)（海底儲(chǔ)油罐、采油平臺(tái)或系泊船）中；陸地建造、拖至海底安裝，石油開采則由陸上或船上的人遙控進(jìn)行。 人工島人工島 人工島是在海中填砂石、泥土、廢料等建成的島嶼，島與海岸通過堤壩或棧橋相連，鉆井裝置安在島上便可進(jìn)行鉆井采油，這種方法與陸上鉆井采油完全相同。在島上建有貯集石油和輸送石油的泵站，通過海底管道或棧橋上的油管把石油輸送到岸上。最大的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性能好，但一最大的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性能好，但一般只適用于離海岸不遠(yuǎn)、水深小的近岸油田開采般只適用于離海岸不遠(yuǎn)、水深小的近岸油田開采。 中國(guó)石油天然氣總公司在開發(fā)灘海區(qū)域的油田時(shí)多采用這種方式。 未來的平臺(tái)結(jié)構(gòu)和工藝流程，將更趨向于簡(jiǎn)化、輕小型、移動(dòng)式，并實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)和無人操作