本专著通过介绍世界和我国深水油气田开发工程装备和技术现状，以及我国深水油气田开发工程装备和技术发展历程，结合我国南海及海外深水油气田开发的实际需求，分析了我国南海深水油气田开发面临的挑战，然后分别归纳和总结了深水油田和气田开发工程工程模式、工程模式选择的原则等，基于我国南海深水油气田开发工程模式所需的关键装备和技术，结合深水油气田开发工程的特点，分别从深水钻完井、深水平台、水下生产系统、深水流动**保障、深水海底管道和立管、浮式钻井生产储卸油装置、深水油气田开发应急救援等进行介绍，分别介绍每种关键装备和技术的组成、特点、选用原则、设计/实验技术等相关内容。

第 1章 深水油气田开发工程技术概述 ………………………1 1.1世界深水油气资源开发现状 ……………………………………………………… 3 1.2我国深水油气资源开发现状 ……………………………………………………………… 4 1.3 世界深水油气田开发工程装备和技术现状 ……………………………………… 5 1.4 我国深水油气田开发工程装备、技术发展历程和现状分析 ………………… 7 1.4.1 深水勘探装备和技术 …………………………………………………… 9 1.4.2 深水钻井装备��技术 ………………………………………………… 12 1.4.3 深水施工作业装备和技术 …………………………………………… 16 1.4.4 深水油气田生产装备和技术 ………………………………………… 20 1.4.5 我国深水应急救援装备和技术 ……………………………………… 30 1.5 我国南海深水油气田开发面临的挑战 ……………………………………… 34 1.6 展望 …………………………………………………………………………… 35 第 2 章 深水油气田开发的典型工程模式 …………………………………………… 37 2.1 深水油田开发的典型工程模式 ………………………………………………… 39 2.1.1 干式井口为主的深水油田开发典型模式 ……………………………… 39 2.1.2 湿式井口为主的深水油田开发典型模式 …………………………… 40 2.2 深水气田开发的典型工程模式 …………………………………………… 46 2.2.1 干式井口为主的深水气田开发典型模式 …………………………… 46 2.2.2 湿式井口为主的深水气田开发典型模式 ………………………… 47 2.3 深水油气田开发工程模式选择的原则 ……………………………………… 54 2.4 展望 …………………………………………57 第 3 章 深水钻完井工程技术与装备 ………………………………………59 3.1 深水钻采装备及设施 …………………………………………………61 3.1.1 深水钻井平台 …………………………………………………………… 61 3.1.2 隔水管与防喷器系统 ………………………………………………………… 64 3.1.3 水下井口和水下采油树系统 ……………………………………… 66 3.1.4 压力控制系统 ……………………………………………………………… 70 3.1.5 深水弃井工具 …………………………………………………………………… 71 3.1.6 连续循环钻井系统 ………………………………………………………… 75 3.1.7 智能完井井下流量控制系统 ………………………………………… 76 3.2 深水钻井工程设计 ………………………………………………………………… 78 3.2.1 表层地质灾害预测 ………………………………………………… 78 3.2.2 表层钻井作业工艺 ………………………………………………………………………79 3.2.3 深水地层压力预测技术 ……………………………………………………… 80 3.2.4 深水钻井水力学设计技术 …………………………………………… 82 3.2.5 深水钻井井涌和井控技术 ……………………………………………………… 83 3.3 深水完井测试技术 …………………………………………………………… 83 3.3.1 深水完井策略 …………………………………………………83 3.3.2 深水测试策略………………………………………………………………………86 3.3.3 完井测试的设计要求 ……………………………………………… 86 3.3.4 完井测试现场工艺 …………………………………………………………… 87 3.4 深水钻井液和固井水泥浆体系 ……………………………………………… 89 3.4.1 深水环境对钻井液水泥浆的影响 ……………………………… 89 3.4.2 深水钻井液体系设计原则 ………………………………………………… 89 3.4.3 深水固井水泥浆体系设计 ………………………………………………… 89 3.5 救援井技术 …………………………………………………………………… 90 3.6 展望 ………………………………………………………… 91 第4章 深水平台工程技术 ……………………………………………………………93 4.1 深水平台类型及特点 ………………………………………………………… 95 4.1.1 传统平台 ……………………………………………………………………… 95 4.1.2 新型平台 …………………………………………………………………… 100 4.2 深水平台选型原则 ……………………………………………………………… 102 4.3 深水平台关键技术 …………………………………………………………………… 104 4.3.1 总体系统布置与规划设计 ………………………………………………… 104 4.3.2 总体性能 ……………………………………………………………… 106 4.3.3 结构强度分析 ………………………………………………………… 110 4.3.4 平台稳性 …………………………………………………………………… 114 4.3.5 定位系统 …………………………………………………………… 115 4.3.6 模型试验 ……………………………………………………………………… 118 4.3.7 建造和安装 ………………………………………………………… 120 4.3.8 平台弃置 …………………………………………………………… 124 4.4 展望 ………………………………………………………………………………………125 第5 章 水下生产系统技术与设备 …………………………………………………… 127 5.1 水下生产系统设计技术 …………………………………………………………… 129 5.2 水下生产系统关键设备 ……………………………………………………… 130 5.2.1 水下采油树 ………………………………………………………………… 130 5.2.2 水下控制系统 ……………………………………………………… 131 5.2.3 水下脐带缆 …………………………………………………………………134 5.2.4 水下管汇 …………………………………………………………… 135 5.2.5 水下阀门及执行机构 …………………………………………………… 138 5.2.6 水下连接器 ………………………………………………………… 140 5.2.7 水下多相流量计 ………………………………………………………………… 142 5.2.8 水下变压器 ………………………………………………………………144 5.2.9 水下生产系统集成测试技术 …………………………………… 146 5.3 展望 …………………………………………………………………………… 147 第 6章 深水流动**保障技术 …………………………… 149 6.1 海底多相流动**设计技术 ………………………………………………… 152 6.1.1 设计规范、标准及相关模拟软件 …………………………………… 152 6.1.2 海底多相流混输管道的流动**设计技术 ……………………… 153 6.2 海底多相管道内流动规律及段塞预测技术 ………………………………… 155 6.2.1 两相及多相流流型研究现状 …………………………………………… 155 6.2.2 段塞流理论预测模型研究现状 ……………………………………… 158 6.3 海底多相管道内蜡沉积规律及预测技术 …………………………………… 158 6.3.1 蜡沉积机理及其影响因素 ………………………………………… 159 6.3.2 蜡沉积预测模型 ……………………………………………………… 160 6.3.3 蜡沉积测试方法 ……………………………………………………………… 161 6.4 海底多相管道内水合物防控技术 …………………………………………… 162 6.4.1 天然气体系中水合物堵塞的机理 ……………………………………… 162 6.4.2 水合物生成预测方法 ……………………………………………… 163 6.4.3 海底油气混输管道水合物控制 ……………………………………… 163 6.4.4 海底油气混输管道水合物堵塞解堵 ………………165 6.5 流动**处理工艺技术 …………………………………………………………… 166 6.5.1 水下增压技术 ………………………………………………………… 166 6.5.2 水下分离技术 ……………………………………………………… 167 6.6 海底多相流动**实验技术 ………………………………………………… 168 6.6.1 国内外研究现状 ………………………………………………… 168 6.6.2 水合物实验技术 ………………………………………………… 169 6.6.3 蜡沉积环道实验技术 ……………………………………………………… 169 6.6.4 段塞流实验技术 ……………………………………………………… 170 6.6.5 多相腐蚀实验技术 ……………………………………………… 170 6.7 海底多相管道内流动监测技术 ……………………………………………… 171 6.7.1 虚拟计量技术 ……………………………………………………… 171 6.7.2 泄漏检测、监测技术 ……………………………………………………………172 6.7.3 流动管理技术 ………………………………………………………………173 6.8 展望 ……………………………………………………………………………… 175 第7章 深水海底管道和立管工程技术 …………………………177 7.1 深水海底管道和立管类型 ……………………………………………………… 181 7.1.1 深水海底管道类型 …………………………………………………… 181 7.1.2 深水立管类型 ……………………………………………………… 185 7.2 深水海底管道和立管设计…………………………………………………………… 195 7.2.1 深水海底管道设计 ……………………………………………………… 195 7.2.2 深水立管设计 ……………………………………………………… 197 7.3 深水海底管道和立管铺设 …………………………………………199 7.4 深水海底管道和立管检测和监测技术 ………………………………………………… 205 7.4.1 海底管道超声导波检测 …………………………………………… 206 7.4.2 水下结构气体泄漏监测系统 ……………………………………… 208 7.5 展望 …………………………………………………………………………… 210 第 8 章 浮式钻井生产储油卸油装置关键技术与装备 ………………………………… 211 8.1 发展现状与应用模式 ……………………………………………………………… 213 8.1.1 发展现状 ……………………………………………………………… 213 8.1.2 FDPSO相关船型/结构 ………………………………………………… 216 8.1.3 应用模式 ………………………………………………………………………… 218 8.2 设计基础……………………………………………………………………… 221 8.2.1 功能要求 ……………………………………………………………… 221 8.2.2 环境因素 …………………………………………………………… 222 8.2.3 标准规范 …………………………………………………………………… 224 8.2.4 主要设计参数 ………………………………………………………… 225 8.3 总体设计……………………………………………………………………… 227 8.3.1 船型选择 ………………………………………………………………… 227 8.3.2 总体布置 …………………………………………………………………… 227 8.3.3 重量**控制 ……………………………………………………… 230 8.3.4 外输系统设计 ………………………………………………………… 231 8.3.5 总体性能设计 ……………………………………………………… 232 8.4 关键系统设计 …………………………………………………………………… 235 8.4.1 定位系统设计 …………………………………………………………… 235 8.4.2 结构设计 …………………………………………………………… 238 8.4.3 钻井系统设计 ………………………………………………………… 240 8.4.4 工艺处理系统设计 …………………………………………………… 242 8.4.5 辅助系统设计 ……………………………………………………………………… 243 8.5 展望 ……………………………………………………… 244 第9 章 深水油气田开发典型事故与应急救援装备和技术 …………………………247 9.1 深水油气田开发典型事故案例……………………………………………… 249 9.1.1 井喷事故案例——"深水地平线"事故 …………………………… 249 9.1.2 操作因素引起的典型事故案例 ………………………………………… 254 9.1.3 恶劣天气引起的典型事故案例 ……………………………………… 256 9.1.4 操作因素＋恶劣天气引起的典型事故案例——Big Foot TLP安装事故 ……………………………………………………………………… 258 9.2 深水油气田开发工程应急救援装备和技术 …………………………………… 259 9.3 深水钻完井井喷应急救援装备和技术 ………………………………………… 262 9.4 展望 ………………………………………………………………………………… 269 参考文献………………………………………………271