海上退役平台改作鱼礁体的稳定性及流场效应研究

海洋油气平台在达到作业寿命后必须进行废弃处置,将海上退役平台改作人工鱼礁投放,对优化渔业资源、促进海洋经济持续发展具有重要意义。基于平台拆卸结构,共制作了箱状、管状、柱状、网状4种典型鱼礁实物模型,通过室内模拟试验和数值模拟研究,分析了不同鱼礁类型单体的稳定性和流场效应。结果表明：开口率0.1至0.8的箱状礁的稳定性均能满足要求,但开口率高于0.6的箱状礁难以形成连续的背涡流区域,设计时应使开口率低于0.6;管状礁应选择堆叠放置方式投放,且堆叠层数与稳定性和流场造成能力均呈正相关,在设计时尽量提高管状礁的堆叠层数;柱状礁设计时应尽量降低其重心,并减小迎流投影面的中空面积投放;基于平台的钻井架、火炬臂、栈桥设计的3种网状礁,均满足礁体稳定条件,且均能形成大范围的背涡流区域,可作为人工鱼礁投放。研究成果为平台造礁礁体结构设计提供了理论依据与实践基础,对海上退役平台的废弃处置具有一定的参考价值。     

海洋碱性矿物增汇技术发展方向研究

工业革命以来,近1/3人为排放的二氧化碳被海洋吸收,海洋负排放潜力巨大。海洋碱化技术被认为是最具有固碳潜力的海洋负排放技术之一。硅酸盐碱性矿物橄榄石风化速率高,在自然界中具有广泛的分布。海水增汇效率受到橄榄石的溶解速率、扩散速率等因素的影响。基于近海橄榄石海上反应平台,利用清洁能源将橄榄石破碎、研磨加速其溶解,再由海流将高碱度海水进行扩散促进毗邻海域对大气二氧化碳吸收的方法具有广阔的应用前景。随着我国近海油气资源的开发,基于海上油气平台发展橄榄石碱化增汇技术,降低海上碱化反应平台基建成本的同时,可捕集油气生产过程中的二氧化碳,随碱化后海水入海,进一步提高碱性矿物增汇技术的碳封存效能。     

基于多源卫星遥感的渤海海上油气平台识别

针对海上油气平台信息不足的问题,开展多源卫星遥感的油气平台识别方法研究。基于Landsat-8光学遥感影像(2018—2021年)应用阈值分割法、K-means分类法和最大似然分类法分别识别出渤海海域油气平台136座、166座和113座;基于Sentinel-1 SAR影像(2018—2021年)应用阈值分割法识别出油气平台338座;对上述结果进行决策级融合,识别出渤海油气平台428座。利用ZY-3高分辨率影像对融合方法的识别结果进行验证,结果显示识别油气平台的正确率达到85.2%,错判率、漏判率分别为10.9%和3.9%;油气平台位置与相关文献和公开资料一致。研究结果表明,决策级融合方法能够实现海上油气平台的有效判别,具有推广、应用价值。     

海上退役石油平台造礁的流场效应研究

将海上石油平台改建为人工鱼礁是一种理想的退役平台处置方式,流场对人工鱼礁发挥功效起着重要作用,而目前对平台造礁的流场效应仍有待研究。基于埕岛油田退役平台造礁示范工程,构建了渤海埕岛油田海域三维水动力数值模型,在实际海况条件下定量研究不同规模平台造礁对流场影响效应。结果表明：当布设鱼礁山后,在鱼礁山两侧及上方沿水平来流方向均形成流速增大区域,而迎流面和背流面出现了流速减小区域;与无鱼礁山时相比,随着鱼礁山高度增加和来流速度增大,鱼礁山区域流速变化幅度和变化区域面积逐渐增大,且鱼礁山高度对流速影响范围更大,来流速度则决定流速变化幅度;在垂向上会产生明显的上升流与背涡流,随着水平来流速度增大,鱼礁山高度对垂向流场的影响程度逐渐减小。     

海上油气生产设施弃置的限定性技术要求综述

在全球范围海上油气生产设施弃置问题凸显的背景下,为完善我国相关技术要求,为相关管理工作提供技术依据和支撑,满足实际管理工作的需要,文章综述国内外海上油气生产设施弃置的限定性技术要求,并提出启示和建议。结果表明:全球范围涉及海上油气生产设施弃置限定性技术要求的文件主要包括国际海事组织《指南和标准》和《辛特拉宣言》,技术要求集中在海上设施原地弃置的条件、全部拆除设施的深度、留置设施的水深以及海底管道弃置规范等方面;英国、马来西亚、美国和泰国等典型国家分别以上述国际公约、专项指南和本国技术指南为主要框架制定相关技术要求,以保障通航安全、防止对其他用海和海洋环境造成影响等;我国海上油气生产设施弃置的限定性技术要求主要针对平台、钢质固定平台、井口、浮式装置、系泊系统、连接管缆和水下生产系统等方面,但存在技术要求原则化和碎片化、法律效力较低以及类型覆盖不全面等问题;通过归纳和比较,未来我国应加快制定相关国家标准、与国际公约和专项指南有效衔接、完善海底管道弃置技术要求以及对不同海域实施分类管理等。     

国内外海上风电机组基础结构设计标准浅析

对国内外海上风电机组基础结构设计规范和相关标准进行了对比研究,结合我国海上风电机组基础结构设计开发中遇到的问题,论述海上风电机组基础结构设计中关于安全理念和设计荷载的设计方法和标准;分析对比各国规范对海上风电机组基础结构设计的推荐做法,剖析各国规范的设计理念和方法;比较海上风电机组基础结构与海洋石油平台在设计理念和设计标准方面的异同,并根据海上风电和海洋油气的行业特点,分析海上风电机组基础结构设计规范和海洋石油平台设计规范对于海上风电机组基础结构设计的适用性。在此基础上,基于我国海洋工程技术和海上风电产业的发展水平,提出发展我国海上风电机组基础结构的设计建议,指出我国海上风电开发中应注意和避免发生的问题。     

浅议海上油气生产设施弃置需要关注的问题

随着海洋石油工业的发展,越来越多的海上油气生产设施被建设,但是一般海上油气生产设施的寿命在20~50年,随着海上油气生产设施服役期的结束,其弃置也被提上了日程。由于我国油气开发起步较晚,海上油气设施弃置的相关法律法规和研究尚未十分成熟,文章主要探讨了油气生产设施弃置过程中需要普遍关注的几个问题:一是海上油气设施弃置的国内外相关法律法规及要求,以及我国法律法规存在不完善的问题;二是弃置的相关技术问题,需要根据油田所在周围环境、经济技术、安全可靠及相关的法律法规和规范要求,制订相应的弃置技术方案,因此需要关注每一个弃置方案的可行性;三是根据国内现有规范要求,关注弃置工程对海洋环境的影响问题;四是弃置过程中和弃置后的管理问题,针对海洋油气生产设施弃置过程和弃置后凸显的问题,提出有针对性的建议或措施,从而为油气生产设施弃置的风险防范和环境保护提供参考。     

海上平台造礁选址评价体系构建——以东营近岸海域为例

海上退役采油平台改建鱼礁是同时实现退役平台处置和渔业资源养护的重要手段,而合理选址是保障平台造礁工程顺利实施的关键工作,但目前国内缺乏相应的选址评价体系。在参考国内外文献和专家经验的基础上,筛选平台造礁选址评价指标,基于层次分析法(AHP)和多级模糊综合评价法的组合方法,构建适合国内平台及海洋环境特点的平台造礁选址评价体系,并对东营近岸平台造礁适宜区进行了优选。结果表明,共选取出15项具有代表性的平台造礁选址评价指标,平台造礁选址评价在水深、利益相关方等方面与常规人工鱼礁存在明显区别,其中水深和海洋功能区划是影响平台造礁选址评价的主要因素;东营北岸海域选址评价结果优于东岸海域,评价体系合理地表征出东营近岸海域作为平台造礁区的适宜性情况。研究结果可为东营近岸海域平台造礁示范区的选取提供技术支持,并为国内平台造礁选址规程的制定提供参考。     

海上油气平台和海底电缆管道信息化系统的设计与应用

为加强对海上油气平台和海底电缆管道的信息化管理,为海洋管理部门的使用审批和相关企业的安全生产提供信息服务和决策支持,文章基于国家海域动态监视监测管理系统,设计开发海上油气平台和海底电缆管道信息化系统。该系统采用多层架构体系,具有较强的扩展性;分为数据整理、行政审批、统计分析、综合展示和系统管理5个功能模块,采用面向服务的软件架构、模型驱动的系统设计和开发以及MVC技术框架等关键技术,实现数据标准化和共享化、审批全过程管理以及二/三维可视化等功能。目前系统运行状况良好,已获取大量海上油气平台和海底电缆管道信息,在三维展示方面仍需完善。     

星站差分在海上油气平台界址测量中的应用

为准确掌握用海单位海域使用情况,开展海域使用权续期、变更工作,获取海上油气开采平台高精度界址信息,根据实际工作经验和相关规范要求,提出并验证了MarineSTAR星站差分技术在海上油气开采平台高精度测量中的应用,以MarineSTAR星站差分观测成果作为首级平面控制施测,进而测量平台各层甲板精确的界址位置信息,作为海域使用申请或海域使用监督管理基础数据。实测数据表明,长时间观测的星站差分数据可用于海上油气开采平台的控制测量,测量成果符合相关规范要求,通过进一步坐标转换,其成果精度可达到厘米级,可以实现对远离陆地的油气开采平台等特殊区域用海设施界址的高精度测量。