水下生产系统的发展现状及未来预测

徐晓丽?赵宇欣

摘 要：本文在收集了大量统计数据的基础上，对水下生产系统的构成、发展情况以及水下采油树的建造市场发展情况、主要建造企业情况进行了分析。并在分析市场趋势的基础上，对未来水下生产系统的需求量进行预测。

关键词：水下生产系统；水下采油树；技术发展现状；需求预测

水下生产系统是深水油气开采中的重要组成部分，与陆上设备相比，水下生产系统的专业性强，具有高技术含量、高可靠性要求，以及高利润等特点。水下生产系统正在成为经济高效地开发深水油气田和边际油田的重要技术手段。

一 、水下生产系统简介

传统水下生产系统是指采用湿式采油树，将多口油井的产出物经管线汇集后不经任何处理而直接输送到水面的系统；而当前的水下生产系统是指对开采油气进行初期处理以实现对生产设施提供稳定供给的系统，功能复杂：例如放置海底多相流增压泵系统、海底多相流分离系统等，将经过一定程度处理后的油气送回到生产平台或直接送到岸基设施。主要部件包括水下采油树、水下井口、水下管汇、跨接管以及相关水下控制系统。

1.水下采油树。水下采油树是阀的集成，它和井口连接，对生产出的流体进行多层隔离和控制，以保证作业安全。

2.水下井口。水下井口装置是加压式圆筒管道，包围了水下采油树等在内的油气井旁设备。

3.水下管汇。水下管汇主要用来连接固定结构以输出所产油气。

4.跨接管。跨接管是一个短的管道连接器，用来运输在水下结构间产出的液体：例如采油树和管汇之间，管汇和管汇之间，或是管汇和出口底盘之间。

5.水下控制系统。水下控制系统主要对安装在采油树、管汇/基座和管道上的阀门和节流器进行操作，也可用于在水上和水下之间接收和传送数据。通过对温度、压力等数据检测，工程师可以了解水下生产系统的运行情况。

二、水下生产系统发展现状

随着各种新技术的发展，水下生产系统已发展出多种形式，并且应用水深越来越深，离岸距离越来越远。

1.水下采油树发展出多种形式。目前已有卧式采油树、立式采油树、有导向绳采油树和无导向绳采油树等多种结构形式。

2.水下生产系统适应深度不断增加。以水下采油树为例。当前，水下采油树能够满足的水深范围已达到3000m。

3.水下回接距离不断加长。2007年，挪威Statoil公司Snohvit/Albatross项目的回接长度为156km。2016年Chevron公司的澳大利亚Gorgon项目及在2017年的Woodside公司Browse项目的回接长度将分别增加到188km及280km。

总的来说，近年来水下市场的技术得到了巨大的发展，已逐渐实现在超深水地区的碳氢化合物生产及北极地区的勘探项目，并提高了已有油气埋藏地区的回报率。

三、 水下生产系统需求分析

1.市场现状

（1）主要影响因素。石油价格是影响水下生产系统活动的主要因素。

（2）市场分析。

全球水下采油树订单分布情况如图2所示。

美国水下采油树技术和生产能力处于世界领先地位。

2 .需求预测。未来世界海洋油气开发投资旺盛，前景看好。资料表明，全球的海底石油总蕴藏量约有1400亿吨至2000亿吨，占陆地石油储量的30%～50%，海洋油气在全球油气開发中的占比已由1970年的10%迅速增加到2012年的33%。随着大陆架油气资源的日益枯竭，深水及超深水域油气开发将成为世界海洋油气工业发展的必然趋势。另一方面，目前海洋油气开发的主要模式为“水面装备+水下生产系统”，随着海洋油气开发向深远海不断发展，以及各种水下技术的日趋完善，未来海洋油气开发将向“全水下”模式过渡，水下生产系统需求潜力极为巨大。根据英国著名能源分析研究机构Infield System预测，水下油气田开发市场在2012-2020年或达到11.9%的复合年均增长率。

水下采油树的订购数量在一定程度上反映了整个水下生产系统市场的需求。基于以上考虑，对未来5年间的采油树订单量进行了预测，如图3所示，呈总体上升态势。

四、 结语

本文在收集了大量统计数据的基础上，对水下生产系统的构成、发展情况以及水下采油树的建造市场发展情况、主要建造企业情况进行了分析。并在分析市场趋势的基础上，对未来水下生产系统的需求量进行了预测。总体说来，随着对能源需求的快速上升，人类也逐渐加快了朝深海迈进的步伐，水下生产系统在深海油气开采中占有非常重要的地位，市场发展潜力巨大。但目前来看，水下生产系统的高端技术长期以来被欧美国家的少数企业垄断，进入此领域有很大的难度，建议国内企业可以采取企业战略合作、建立合资企业，或高端技术引进等措施消化国外核心技术。在此基础上，积极进行自主开发、创新发展，以期在庞大的水下生产系统产业中分一杯羹。

参考文献：

[1]金向东，林华春。海上油气田水下生产系统的关键设备与技术[J]。油气田地面工程。2012（4）：55～56.

[2]于成龙，李慧敏。水下采油树在深海油气田开发中的应用[J]，油气田开发，2014（2）：53～56.

作者简介：徐晓丽（1987—），女，硕士，工程师，研究方向：海洋工程装备产业发展技术和战略研究。

赵宇欣（1990—），男，硕士，助理工程师，研究方向：海洋工程装备配套设备和系统，船舶与海洋工程标准规范研究。

资助项目：国家科技支撑计划项目（2014BAH17F01）；国家发改委2015年海洋工程装备研发及产业化专项项目。