石油,被称为“工业血液”、“黑金”,关系到我们生活的方方面面。人一生的衣食住行会消耗约8.5吨的石油,石油绝对是最为重要的能源。
而因其不可再生,石油的开采一直以来也是世界各国最为关注的问题。
就在今年2月6日,我国首套自主研发的海底注水树正式投用,这也标志着我国海洋石油工业有了新的发展。
那么,海底注水树到底是什么?海底注水树的正式投用到底意味着什么呢?
海底注水树是什么?
海底注水树,对于许多人来说,这几个字分开来都认识,可是连起来就不明白是什么意思了。
要想搞懂海底注水树到底是什么,我们首先要了解石油是怎样开采的。
找到地底有石油的地方,钻个孔,石油就自己冒出来了?
一开始确实是这样,单靠地层压力形成的自喷采油。就像是被摇晃了的可乐,里面有压力,一打开可乐就喷出来了。这也被称为一次采油。
然而,这种形式的采油是有一定限度的。当这部分能量被消耗到一定程度,石油自然就没办法“主动”喷出来了。这个时候就需要二次采油。
二次采油主要是依靠向油层中注入水,提高地层的压力,推动石油向指定位置也就是我们采油树的位置移动,就像是将石油挤出来一样。
仅靠一二次采油还有剩余石油怎么办?当然还有三次采油,通过注入化学物质来开采出更多的石油。
说到这里,注水树到底是什么就很清晰明了了。二次采油中向油层注水的设备,这就是注水树。
海底注水树,自然就是在海底作业,向油层注水,有很多管道结构形状如同树一样的设备。
在油田的水下生产中,海底注水树是绝对的核心设备之一,它主要由功能性阀门、注水树帽和注水树本体三部分组成。将地层深处的油层和平台水下注水管道装置连接到一起,以远程遥控的方式进行作业。
通过注水来保持甚至提高地层压力,从而实现油田的稳产、增产,降低采油成本,甚至还能保护地下水资源,防止油井坍塌,是海洋石油开采中不可或缺的一环。
而本次投用的海底注水树长3.5米,宽3.2米,高3米,重约22吨,以最大压力约17兆帕的过滤海水驱油。
最重要的是,这套海底注水树不靠别人,完全由我国独立自主研发,突破了国外的垄断,是我国在海洋石油工业方面的重要进步。
突破封锁
长久以来,海洋石油开发的装备都由国外垄断,并且就算在国外,也只有少数几家公司可以制造。
像是油田水下作业最关键的设备之一水下采油树,美国早在1976年就制造出了第一台,其他设备更不用多说。
在2022年以前,我国想要开采石油,没办法,只能买。从购买到安装,甚至连开采作业都要跟着人家走,在无奈的情况下,连设备的高昂价格都算不上大事了。
但一直这样下去肯定不行,为了不被外企持续垄断,将能源开采握在自己手中,无数研究人员早就夜以继日的展开了探索和研究。
水下作业不比地面作业,要解决的第一个问题就是如何应对海洋环境。百米甚至千米深的海洋,怎么把“树”牢固的种下去才是关键。
这个问题研发团队用了两年之久才完全解决。
紧接着第二个问题就来了,零部件的设计。为了应对海洋环境,这类油田水下作业设备的零部件自然也有要相应的改变。
这个问题涉及到了多个专业的协同运作,材料工程、海生物防治、水下防腐工艺等。
经过无数次加工和测试工作,这项技术才终于被攻破。
从2023年7月的首套自主研发水下采油树上线,到同年8月首套自研浅水水下注水井口和注水树完成海底安装,再到今年2月6日,首套自研海底注水树正式投用,这期间究竟有过多少磨难是我们难以想象的。
但如今,我们能够看到,这套由我国研发的海底注水树已经突破了国外的技术封锁,完全不输于国外那些曾经需要我们高价购买的同类型设备。
它的重量降低了40%,成本降低了60%,能够普遍适用于浅水海域。
除此以外,还有着一系列独特的创新设计,使用了液压对接衬套,可以让注水树与油管挂的对接更加简单,并且配合大直径隔水高压立管,解决了自升式平台安装水下井口“水土不服”的问题。
同时,它的耐压和防腐性能也十分卓越,还可以通过智能遥控实现注水控制,更有效提升了开采作业效率。
重要意义
作为不可再生资源,石油可以说是用一点就少一点,因此每一滴石油都弥足珍贵。
根据统计,全球海域在产油气田中有超过三分之二都处在二次采油阶段,尤其是浅海区域。
这也就意味着这些油气田都是地层压力降低,需要通过注水等手段才能有效开采的油田。
随着我国自主研发的海底注水树正式投入使用,我们无需再依靠购买别人的设备来进行开采,这一问题也得到了完美的解决。
同时也再一次验证了国产油田水下作业设备的安全性和可靠性,可以大面积投用,从而提高我国海洋石油开采效率,让海上老油田“焕发新生”。
例如,在涠洲油田投用的注水树,就可帮助增产5万吨原油;像是北部湾海域这种剩余目标多是高难区域的地方,在使用了这套海底注水树后采收率可以从以前的20%到30%再提高10%。
结语
这一次,“中国制造”再度打破了国外垄断,在海洋石油工业的发展上迈出了坚实的一步。
而我们也相信,随着我国科技的不断发展,我们会在海洋石油工业上取得更多的突破与创新,让相关的产业能够得到更好的发展与进步。
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