【正文】 中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)論文 ABSTRACT This presented paper summarizes the world’s marine reserves of oil and gas resources, distribution and development, and it gives us an overview of our country’s marine reserves of oil and gas resources as well as the challenges facing to develop these resources. Meanwhile, the paper introduces the exploit history, the presented situation and the tendency of subsea production system. It also analyzes the advantage of subsea system and the challenge of developing subsea system. This paper gives detail information about the principles, structures, advantages and disadvantages of different kinds of pact gasliquid and liquidliquid separator, furthermore, it analyzes the possibilities of them being used in seabed, the benefits brought and the problem may faced. Meanwhile, the paper describes the methods, benefits and the necessity of subsea produced water management and subsea sand management. The paper also introduces several kinds of subsea produced water and subsea sand management technology. Finally, the paper outlines the standards of designing and manufacturing subsea production system, Also, it briefly introduces the modular technology of the subsea system. Keywords: Deepwater。 Compact separator。 sand management 中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)論文 目 錄 第 1 章 前 言 ................................................. 1 課題研究的目的和意義 .................................... 1 世界海洋油氣資源及開發(fā) .................................. 1 世界海洋油氣資源分布 .............................. 1 世界海洋油氣資源開發(fā)歷史 .......................... 2 世界海洋油氣產(chǎn)量 .................................. 3 我國海洋油氣資源 ........................................ 4 我國海洋油氣資源分布 .............................. 4 我國海洋油氣資源的開發(fā) ............................ 5 開發(fā)我國深水資源的意義 .................................. 5 第 2 章 深水系統(tǒng) ............................................... 8 深水系統(tǒng)的組成 .......................................... 9 深水系統(tǒng)的發(fā)展史 ....................................... 10 海底分離技術(shù)的 發(fā)展 ............................... 10 海底多相增壓泵的發(fā)展 ............................. 11 深水系統(tǒng)的優(yōu)勢 ......................................... 11 深水系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn) ..................................... 12 第 3 章 緊湊型分離設(shè)備 ........................................ 14 海底增壓和注水站 ....................................... 15 海底增壓注水站的結(jié)構(gòu)與原理 ....................... 15 SSBI 站的優(yōu)勢 ..................................... 17 垂直環(huán)形分離泵送系統(tǒng) ................................... 17 VASPS 的結(jié)構(gòu)與原理 ................................ 17 VASPS 系統(tǒng)的優(yōu)勢 .................................. 20 中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)論文 管式分離器 ............................................. 20 管式分離器的結(jié)構(gòu)和原理 ........................... 21 管式分離器的優(yōu)勢 ................................. 24 超音速氣 液分離器 ...................................... 24 超音速氣 液分離器簡介 ............................ 24 超音速氣 液分離器的原理 .......................... 25 超音速氣 液分離器的結(jié)構(gòu) .......................... 26 超音速氣 液分離器的優(yōu)勢 .......................... 27 旋流緊湊式分離器 ....................................... 28 水力旋流分離的原理 ............................... 28 水力旋流分離器的優(yōu)勢 ............................. 29 旋流分離系統(tǒng) ..................................... 30 Aker Kvaerner 的氣 液旋流分離器 ................... 31 靜電聚結(jié)器 ............................................. 32 靜電預(yù)聚結(jié)理論 ................................... 33 緊湊型靜電預(yù)聚結(jié)器 (CEC) ......................... 34 VIEC 和 LOWACC .................................... 35 靜電聚結(jié)器的優(yōu)勢和劣勢 ........................... 36 井下分離技術(shù) ........................................... 37 以旋流為基礎(chǔ)的 DOWS 系統(tǒng) ........................... 37 以重力為基礎(chǔ)的 DOWS 系統(tǒng) .......................... 38 薄膜井下分離系統(tǒng) ................................. 39 井下分離的優(yōu)勢與劣勢 ............................. 40 第 4 章 緊湊型水處理設(shè)備 ...................................... 42 水力旋流器 ............................................. 42 水力旋流器的結(jié)構(gòu) ................................. 42 中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)論文 水力旋流器的工 作原理 ............................. 43 水力旋流器分離性能的決定因素 ..................... 43 水力旋流器的優(yōu)點 ................................. 45 Epcon 緊湊浮式處理 裝置 ................................. 46 MaresTail 系統(tǒng) ......................................... 47 第 5 章 深水砂處理技術(shù) ........................................ 49 砂產(chǎn)生引起的危害 ....................................... 49 砂產(chǎn)生的監(jiān)測 ........................................... 49 砂清除 ................................................. 50 分離器的上游 ..................................... 50 分離器的下游 ..................................... 51 砂處理 ................................................. 52 第 6 章 深水分離系統(tǒng)設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)和成撬技術(shù) .................... 54 深水分離系統(tǒng)的設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn) ............................. 54 深水分離系統(tǒng)的成撬技術(shù) ................................. 54 第 7 章 結(jié) 論 ................................................ 57 致謝 .......................................................... 58 參考文獻(xiàn) ...................................................... 58 第 1章 前 言 1 第 1 章 前 言 課題研究的目的和意義 隨著全球 經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，石油的消費需求進(jìn)一步增加，能源危機(jī)已經(jīng)成為一個世界性的難題。相比之下，世界海洋油氣勘探開發(fā)迅 速發(fā)展，尤其是勘探程度相對較低的深海地區(qū)，不斷獲得重大發(fā)現(xiàn)，所發(fā)現(xiàn)油氣田規(guī)模大、產(chǎn)能高，其油氣產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的比例不斷增加。 雖然不同時期、不同國家和地區(qū)對淺海和深海的劃分方法不盡相同，但當(dāng)前國際上盛行的劃分方法是：水深小于 500m 為淺海，大于 500m 為深海，1500m 以上為超深海。 深水開發(fā)技術(shù)經(jīng)歷了從無到有的過程，雖然已經(jīng)出現(xiàn)了商業(yè)化運作的深水生產(chǎn)系統(tǒng)，但是深水開發(fā)技術(shù)在很多方面還不成熟，仍然就有很大的提升空間。本課題著重研究各種緊湊型海底分離設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點，以期在橫向 和縱向的對比中獲得海底緊湊型 分離器設(shè)計的最新理念。據(jù)估計，海洋石油資源量約占全球石油資源總量的 34％，累計獲探明儲量約 400 億噸，探明率 30％左右，尚處于勘探早第 1章 前 言 2 期階段。因此，全球海洋油氣資源潛力巨大，勘探前景良好，為今后世界油氣勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域。從區(qū)域看，海上石油勘探開發(fā)形成三灣、兩海、兩湖的格局。其中，波斯灣的沙特、塔爾和阿聯(lián)酋，里海沿岸的哈薩克斯坦、阿塞拜疆和伊朗，北海沿岸的英國和挪威，還有美國、墨西哥、委內(nèi)瑞拉、尼日利亞等，都是世界重要的海上油氣勘探開發(fā)國。 [2] 表 11 世界主要深海區(qū)油氣資源量 國家 海域 油氣儲量（億噸當(dāng)量） 石油（億噸） 天然氣（億立方米） 美國 墨西哥灣北部 21 15 6000 巴西 東南部海域 4100 西非 三角洲、下剛果 4100 澳大利亞 南北陸架 13100 東南亞 婆羅洲 2 3300 挪威 挪威海 4000 埃及 尼羅三角洲 —— 4800 中國 南海北部