浅水油气田开发水下干式采油装置

针对我国浅水海域敏感区、航道等受限区域的油气田难以实现经济有效开发的问题,借鉴港口工程行业成熟的大直径钢圆筒技术,结合常规水下干式舱及常规油田处理工艺技术,开展水下干式采油装置技术研究并形成方案,其投资较常规水下生产系统显著降低,可进一步提高受限油气田开发的经济收益,对推动浅水受限油气田开发具有重要意义。

水下沉箱冲淤特性模型实验研究

水下沉箱是渤海通航区水下生产系统的重要防护装置,但海流冲刷作用可能导致沉箱暴露,使其面临被渔业活动、船舶抛锚等破坏的风险。为支撑渤海浅水水下生产系统水下沉箱方案设计,以某实际工程闭口型水下沉箱为例,通过物理模型实验,研究沉箱凸出高度、回填砂与原场砂等对沉箱冲淤特性的影响。实验中考虑海床面与沉箱顶面相对位置的不同,设置了凸出式、齐平式(沉箱顶面与海床表面齐平)与掩埋式3种水下沉箱模型实验,研究沉箱在不同掩埋情况下其周边海床土层的冲淤特性。结果表明,闭口型沉箱顶部高于海床面或与海床面齐平时,沉箱来流方向上游发生了局部冲刷,下游则出现了不同程度的淤积,且淤积高度随沉箱凸出高度增大而增大;对于掩埋式沉箱,回填沙在极限流速下会被完全冲走,但原场砂会重新回填、淤积并覆盖沉箱;但如果上游泥砂量供给不足,随着时间发展,沉箱周围的泥砂将被冲刷并导致沉箱暴露。综合模型实验结果,建议该工程使用齐平式或者掩埋式闭口沉箱形式。本研究为水下生产系统水下沉箱的设计提供了参考。

渤海通航区海床下防护系统设计方案及关键技术

考虑通航和水下设备安全,海床下浅水水下生产系统开发模式是通航区油气资源开发的唯一有效途径,而海床下防护系统是该类水下生产系统正常工作的基本保障。以渤海通航区某油田水下开发方案为例,针对湿式和干式、基槽开挖和钢圆筒支护、多井口和单井口等多种防护系统方案开展研究,综合技术可行性、经济性及对海洋环境的影响等,提出了一体化钢圆筒湿式防护系统方案,并对方案所涉的岩土设计、钢圆筒结构设计、槽口密封、安全预警、设备安装等核心技术开展了研究。结果表明:钢圆筒结构可振沉至设计深度且具备一定安全储备,基坑稳定性亦满足规范要求;考虑钻井船插桩产生的挤土力和抛锚荷载,所设计的钢圆筒筒体和顶盖结构均满足强度和刚度要求;钢性补板结构+橡胶密封的槽口密封方案,可有效避免钢圆筒外部海床土体进入钢圆筒内部,满足工程密封需求;所研发的安全预警系统,可实现监测数据的实时采集及整理。此外,提出了一体化钢圆筒水下防护系统安装方案,解决了钢圆筒振沉和水下生产系统电液飞线的连接等难题。海床下水下防护系统总体设计方案和关键技术的提出与形成,为渤海通航区油气资源的开发提供了有效解决方案。

浅水干式沉箱水下生产系统爆炸风险分析

浅水干式沉箱水下生产作为一种全新海上油气田开发模式,为浅水受限海域开发提供科学的解决方案。采用危险源辨识(Hazard Identification,HAZID)分析,识别干式沉箱水下方案的危险因素。引入定量爆炸风险分析,对干式沉箱潜在的烃类气体泄漏及爆炸风险进行分析。浅水干式沉箱水下生产系统最大爆炸超压为0.0178 bar,对应累计概率为2.78×10^(7)/a,从风险角度来看,爆炸超压值和概率在可接受范围内。分析方法可准确评估浅水干式沉箱水下生产系统各设施的风险水平,研究内容可为干式沉箱防爆设计及运维阶段的人员救生、逃生工作提供参考依据。

基于多传感器的内陆水域水上水下一体化测绘技术探索

根据自然资源部关于形成三维一体化自然资源监测评价体系的发展需求,针对内陆水域水下地形测绘中存在的多波束测深仪浅水区域数据空白及水上水下多元数据融合等难点,文章提出多波束侧扫手段结合单波束无人船的方式对浅水空白区补测的方法,利用兼容多格式点云数据处理和分析软件进行点云数据融合处理,并形成水上水下一体化数字产品。提出适用于内陆水域环境的水上水下一体化工艺体系,有效提高测量效率及成果精度。