油田群臺風模式生產(chǎn)工藝方案探究

第頁油田群臺風模式生產(chǎn)工藝方案探究1研究背景

中國***海域油氣田，長期以來遭受臺風的困擾。一旦強熱帶風暴中心或者10級風的前沿進入距平臺450海里黃色警戒區(qū)內(nèi)時（或者將于24小時后進入距平臺250海里紅色警戒區(qū)內(nèi)時），開始停產(chǎn)和關(guān)閉海上設(shè)施，并撤離全部人員。即使臺風中心沒有經(jīng)過油田，每次避臺后復產(chǎn)油田損失2-3天的產(chǎn)量，如果遇到連續(xù)兩個臺風的情況，油田損失的產(chǎn)量更多。因此，為了減少臺風對油田產(chǎn)量的影響，對臺風模式下“油田延后停產(chǎn)”開展研究?！坝吞镅雍笸．a(chǎn)”是指生產(chǎn)人員為避臺，從平臺撤離后，在臺風中心到達油田之前或者不經(jīng)過油田，風浪海況條件在一定范圍內(nèi)，通過陸地遠程遙控海上設(shè)施在臺風模式下生產(chǎn)的非常規(guī)生產(chǎn)模式，一旦發(fā)生“超限工況”油田實施遠程遙控關(guān)停。

2油田群概況

2.1工藝流程介紹

***海域油田采用“全海式”開發(fā)較為常見，油田普遍設(shè)有FPSO等浮式生產(chǎn)裝置，很多油田面臨高凝油停產(chǎn)置換等難題。***某油田群海上設(shè)施有四座，包括3座綜合性鉆采平臺（以下簡稱A、B、C平臺）和一艘15萬噸級FPSO。油田群開發(fā)示意圖見圖1。C平臺生產(chǎn)井產(chǎn)液經(jīng)生產(chǎn)管匯集合后進入生產(chǎn)分離器，開展油、氣、水三相分離，分離后含水原油經(jīng)外輸泵增壓后通過海底管線輸送至B平臺，與B平臺產(chǎn)液混合進入B平臺生產(chǎn)分離器處理后輸送至FPSO開展進一步處理。A平臺生產(chǎn)井產(chǎn)液經(jīng)生產(chǎn)管匯集合后，進入平臺生產(chǎn)分離器開展油、氣、水三相分離，分離出后的含水原油經(jīng)過外輸泵增壓后進入海管外輸至FPSO上開展進一步的處理。來自A/B/C三個平臺的物流在FPSO上經(jīng)過一級分離器、二級分離器、電脫水器處理后下艙儲存、外輸。正產(chǎn)生產(chǎn)工況下，A/B/C三座平臺均由FPSO開展供電。

2.2油品物性

該油田油品屬于高凝原油，其中A、B平臺產(chǎn)原油的凝點均為26℃。C平臺產(chǎn)原油凝點較低，低于-15℃。A/B/C三個平臺原油混合之后的凝點為23℃。

3臺風模式下生產(chǎn)工藝方案研究

3.1平臺人員撤臺前工藝流程準備

由于該油田群的油品凝點較高，為保證遙控生產(chǎn)工況下，平臺順利完成置換，在人員撤離前將單井測試管匯、測試分離器及相關(guān)管線手動置換完畢，提前將測試系統(tǒng)開展隔離。FPSO上的燃料油系統(tǒng)在人員撤離之前開展置換，隔離。將FPSO上的原油電站切換至柴油發(fā)電模式，F(xiàn)PSO柴油艙內(nèi)儲存充足柴油量，保證臺風模式生產(chǎn)下的柴油發(fā)電用量。

3.2臺風模式下生產(chǎn)工藝流程研究

“臺風模式”生產(chǎn)工況下，A/B/C三座平臺以及FPSO均為短期無人值守，關(guān)鍵流程及設(shè)備上的壓力、溫度、液位、流量等參數(shù)應實現(xiàn)遠程監(jiān)控，且儀表需具備高可靠性。為應對停產(chǎn)后平臺/FPSO上部工藝設(shè)備管線、海底管線的遠程置換，工藝流程上、海管出/入口SDV閥應具備遠程復位功能，置換泵等設(shè)備應具備遠程啟/停和狀態(tài)顯示功能。在臺風極端工況下，F(xiàn)PSO船體晃動對上部分離器等大型壓力容器設(shè)備的支撐構(gòu)造可能造成破壞。在FPSO停產(chǎn)后，考慮將FPSO上的分離器、電脫水器等設(shè)備遠程排空的設(shè)計，分離器和電脫水器底部宜設(shè)置遠程遙控排空流程，頂部宜設(shè)置遠程遙控補氮氣流程。FPSO上的合格油/不合格油下艙流程應具備遠程切換功能，以應對生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的原油處理不合格的工況。正產(chǎn)生產(chǎn)工況下柴油輸送泵、化學藥劑泵應具備遠程啟/停和狀態(tài)顯示功能。公用/儀表風系統(tǒng)和氮氣系統(tǒng)應具備遠程啟/停功能，并由應急電源供電，保障平臺失主電后，系統(tǒng)能正常的運行?；鹁嫦到y(tǒng)點火盤應具備遠程點火及遠程復位功能，防止火炬被吹滅的工況?；鹁婀軈R的氮氣吹掃流程應具備遠程控制功能，以實現(xiàn)設(shè)施關(guān)停后火炬系統(tǒng)的惰化。

3.3臺風模式下遠程關(guān)停工藝流程研究

3.3.1平臺及海底管線停產(chǎn)解決方案研究

該油田群所處海域海床最低溫度為15℃，根據(jù)油品物性，A、B平臺原油的凝點均高于海床溫度。平臺停產(chǎn)后，A、B平臺上的原油處理設(shè)備和管線以及A、B平臺分別到FPSO的海底管線均需開展置換。雖然C平臺的凝點較低，考慮到其粘度較大，尤其是停產(chǎn)時間過長后，海管中原油的溫度降至環(huán)境溫度后，海管流體再啟動的壓力非常大，所以在遠程停產(chǎn)之后C平臺到FPSO的海底管線也需要開展遠程置換，為此本文在開展研究時考慮如下三種工況，在遠程遙控置換時按照如下置換流程開展：1、主發(fā)電機正常工作在此工況下，通過遠程遙控利用海水提升泵驅(qū)動海水置換生產(chǎn)管匯和生產(chǎn)分離器置換；利用海水提升泵+外輸泵置換海底管線。2、失主電、應急機遠程啟動在此工況下，通過遠程遙控利用海水提升泵（掛應急電源）驅(qū)動海水置換生產(chǎn)管匯和生產(chǎn)分離器，利用海水提升泵+外輸泵（外輸泵掛應急電源）置換海底管線。3、失主電、應急機也無法啟動如果出現(xiàn)應急機無法啟動或者遙控信號故障，通過遠程遙控利用柴油驅(qū)消防泵驅(qū)動海水置換分離器油相出口，使用專用控制系統(tǒng)控制置換流程。若復臺后海底管線凝管，則可考慮使用平臺壓井泵頂擠啟動海底管道。

3.3.2FPSO上部工藝設(shè)備及管線停產(chǎn)解決方案研究

由于A、B、C三個平臺混合原油的凝點較高，高于海床最低溫度，為保證油田關(guān)停后，能順利置換，本文在開展研究時考慮如下三種工況，在遠程遙控置換時按照如下置換流程開展：（1）FPSO主發(fā)電機正常工作通過上游海管來液開展置換，或者通過FPSO生產(chǎn)水艙中生產(chǎn)水置換工藝系統(tǒng)，生產(chǎn)水艙泵增設(shè)遠程遙控啟停功能。其置換流程為：上游海管來液/生產(chǎn)水艙→一級分離器→二級分離器→電脫水增壓泵→電脫水器→不合格原油艙。（2）FPSO主發(fā)電機關(guān)停，應急機或備用發(fā)電機遠程啟動通過上游海管來液開展置換，或者通過FPSO生產(chǎn)水艙中生產(chǎn)水置換工藝系統(tǒng)，生產(chǎn)水艙泵增設(shè)遠程遙控啟停功能且液壓系統(tǒng)掛應急電源。其置換流程為：上游海管來液/生產(chǎn)水艙→一級分離器→二級分離器→電脫水增壓泵→電脫水器→下不合格原油艙（3）FPSO主發(fā)電機、應急機&備用機都無法工作通過上游海管來液開展置換，其置換流程為：上游海管來液→一級分離器旁通管線→二級分離器旁通管線→電脫水增壓泵旁通管線→電脫水器→下不合格原油艙。

4FPSO晃動對生產(chǎn)工藝設(shè)備影響分析

臺風來臨之前，海上一般風浪較大，遠程遙控模式下，F(xiàn)PSO搖擺很有可能成為觸發(fā)生產(chǎn)關(guān)停的首要因素。FPSO搖擺造成分離器液位晃動，惡化處理效果，引起合格油處理不達標或者分離器液位紊亂造成調(diào)節(jié)閥失效，造成工藝流程操作不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)液位高高或者低低造成生產(chǎn)關(guān)斷。針對這一現(xiàn)狀，可以通過分離器內(nèi)部增加穩(wěn)流隔板，分離器增加多點液位分析系統(tǒng)等措施予以解決。在液位數(shù)據(jù)處理方面可以將測量的液位值在設(shè)定時間內(nèi)開展軟處理，到達過濾干擾，平滑實時曲線的目的。

5結(jié)論

1.在臺風模式下生產(chǎn)工況下，設(shè)施將會出現(xiàn)短期無人值守狀態(tài)，在設(shè)計上需要考慮關(guān)鍵流程及設(shè)備上的壓力、溫度、液位、流量等參數(shù)實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

2.對于高凝油田，要充分考慮油田停產(chǎn)后，上部工藝管線及海底管線的遠程置換方案。針對臺風海況下可能出現(xiàn)各個的工況，在設(shè)計上要考慮不同的置換方案。置換流程