海上油气开采工程与生产系统

1海上油气开采工程与生产系统中海工业第一章海上油气开采工程概述为380亿吨。世界对海上石油寄予厚望，目前全球已有100多个国家在进展海上石50—、海上油气开采历史进程、现状和将来一个多世纪以来，世界海洋油气开发经受如下几个阶段：194760油田，大多是构造简洁的木质平台，技术落后和本钱昂扬困扰着海洋石油的开发。起步阶段：1947年～1973年。1947年是海洋石油开发的划时代开端，美国在平台，并在钻井设备上取得突破性进展。到2070普及世界各大洋。进展阶段：1973～至今。1973张力腿平台TLP、浮式圆柱型平台SPAR〕等。海洋石油开发从今进入大规模开20海是近年来世界海洋石油开发的主要技术趋势之一。二、海上油气开采流程置五个阶段：：在第一口探井有油气觉察后，油气田就进入勘探评价阶段，这时开发方面的人员就开头了解该油气田状况，开展预可行性争论，将今后开发所需要的资料要求，包括销售对油气样品的要求，提交勘探人员。前期争论阶段主要完成预可行性争论、可行性争论和总体开发方案(ODP)。前期争论阶段也将打算油气田开发根底，方案的优化是最能提高油气田经济效益的手段。因此，在可行性争论和总体开发方案(ODP〕上都要组织专家进展审查，并得到石油公司高级治理层的批准。：在工程建设阶段，油藏、钻完井和海洋工程方面的主要工作是成立各自的工程组，建立有效的组织构造和治理体系，组织根本设计编写并实施，对工程质量、进度、费用、安全进展全过程的治理和掌握，使之到达方案的要求。生产方面的人员也会提前介入，并进展投产方面的预备。直至油气井废弃为止。该阶段由于平台处处有油、气的存在，操作人员除进展正常的设施操作和维护外还需要常常协作钻完井方面人员进展钻井、完井、修井等方面的作业，有时还要协作地面工程设施的改造，因此，安全工作尤为重要。弃置阶段担当的义务。三、海上油气开采工程系统构成产设施、油气储运设施及陆地终端三个局部。海上生产设施〔导管架式平台、重力式平台和人工岛以及顺应塔型平台〔TLPSPARFPSO等、水下生产设施等三大类。油气储运设施转储油库，然后再用其他运输方式运往用户。方式运往用户。陆地终端活设施。因此它具有大规模集中处理和储存油气，几乎不受气候影响的优点。其次章海上油气生产系统气生产系统的总体概况进展介绍。第一节开发模式全海式就是将开采和生产处理的全过程都在海上完成，经处理的合格原油由海上用穿梭油轮外输或管道外输。固定式生产设施、浮式生产设施和水下生产设施的不同组合形成了海上油气田全海式生产模式。国内全海式油气田的几种组合形式：〕井口平台+浮式生产储油轮〔FPSO，由海底管线和电缆相连〔涠州10-3，绥中36-1，惠州油田群等油田〕〔如南海流花11-122-1〕自升式平台+漂移软管+两点系泊的FSO〔陆上终端〕和连接它们的海底〔井口平台、中心处理平台〕上，将井流物在平台上计量并〔如液化气和轻油，再经管线或汽、火车向外运输〔20-2。从经济和安全的考虑，半海半陆式是最适宜的模式。其次节主要平台形式310因此海洋平台也设计成很多种，以更好的适应具体环境。依据其构造形式的不同，将其分为：导管架平台、重力式平台、顺应塔式平台、自升式平台、半潜式平台、张力腿平台、浮式柱状海洋平台〔以下称为SPAR〕以及FPSO一、导管架平台导管架平台是通过打桩的方法将钢质导管架式平台固定于海底的一种固定式2023导管架平台的技术特点：导管架平台主要由杆件组成。各杆件相交处形成了杆结点构造，由于结点的API导管架是刚性构造，是靠自身的构造刚性来抵抗外部载荷的，一般要求导管随着工程技术水平的进展，导管架形式越来越多。需依据这一系列工况的分析和计算，最终确定构造形式及构件尺寸。导管架的形式很大程度上取决于当地的运输及海上安装力量及设备。如海设计成滑移下水形式，需要专用的带滑道的下水驳船。在浅海和中深海区使用较为经济，海上作业平稳、安全。1〕随着水深的增加，导管架平台的造价成指数级增长，2002〕海上安装工3〕当油田推测产量发生变化时，对油田开发方案调整的敏捷性较差。二、半潜式平台半潜式生产平台是用于深海钻井及采油的一种平台型式，最初由半潜式钻井平台改造而成，由于其格外适合深水开发，现在的半潜式生产平台一般为建平台，主要集中在墨西哥湾、北海和巴西海疆，最深水深将到达2414FPSO泊定位系统、生产系统和立管等，综合生产平台可能还有钻完井系统。三、张力腿平台1954R.O.Marsh20台得到飞速进展，在建和在役的张力腿平台共有23座，大局部在墨西哥湾，最深工1425船体通过由钢管组成的张力腿与固定于海底的锚桩相连。船体的浮力使得张力腿始终处于张紧状态，从而使平台保持垂直方向的稳定。和其次代张力腿平台。和连接立柱的浮筒组成。张力腿与立柱的数量关系一般是一一对应的，每条张力腿是直接接连在桩基顶端。台优良的稳定性和良好的经济效益同时，同时又降低了建筑本钱，使张力腿平台更适合于深海环境。可分为三大系列：AtlantiaSeaStarMODECMosesABB〔ETLP。虽然张力腿平台种类、形式繁多，但总体上仍可将其按构造分成五局部：平台〔含横撑、斜撑、浮体〔含沉箱、张力腿、锚固根底。平台上部TLP掌握着平台与井口的相对位置，还对其安全性起着打算性的作用。张力腿平台的系泊系统主要由两局部组成：〔Tendon61011002035锚固根底〔Anchorfoundation局部，起着固定平台、准确定位的作用。其类型主要有打入桩根底、重力式根底、吸力锚根底等三种形式。其中打入桩根底是目前使用最广泛最具牢靠性的根底形式。张力腿平台的优点：1〕可承受干式采油树，钻井、完井、修井等作业和井口操完全在水面以上作业，采油操作费用低；4〕简化了钢制悬链式立管的连接，可同时承受张紧式立管和刚性悬链立管；5〕技术成熟，可应用于大型和小型油气田，水深从几百米到二千米左右。张力腿平台的缺点：1〕无储油功能，需海底管线或FPSO2〕对上部构造的重量格外敏感。载重的增加需要排水量增加，因此又会增加张力腿的预张力和尺寸；3〕4〕由于张力腿长度与水深2023SPAR平台1987，EdwardEHortonSPAR水深588米，取得了良好的经济效益。目前，全世界共有13座SPAR平台，继张力腿平台之后，SPARDevilsTrussSPAR1710它是桁架式单柱平台。其进展的时间挨次，SPARSPAR〔ClassicSPASPAR〔TrussSPARSPAR〔CellSPAR〕SPAR〔WettreeSPAR。板构造，并通过具有张力的系泊系统固定在海底。这种平台的上部甲板由一根或多根的圆筒形柱体构造支撑，柱体下方用垂直的或斜向张力索系泊定位，具有很好的稳定性。并通过底部压载使浮心高于平台重心，形成不倒翁的浮体性能。浮体也称SPARSPAR〔ClassicSPAR〕平台，其主体为封闭式单柱圆筒构造，主体长度硬舱、中段、软舱。SPAR比传统SPAR50%SPAR〔SPAR：主体构造是由几个直径较小的筒体〔垂直的构造单元将整个构造连接起来。SPARSPAR一种半张紧半松弛的状态，因此能够在其自身重力作用下自然悬垂形成悬链线形，下桩点在水平距离上远离平台主体，由多条系泊索构成的缆索系统掩盖了很宽阔的区域。平台的定位力主要由各条系泊缆索的位能和平台主体的惯性力来供给。SPAR1〕具有可迁移性；2〕对上部重量不敏感；通常主体构造的3〕可同时承受张紧式立4〕升沉运动和张力腿式平台比较要大的多，但和半潜式平台比较仍旧很小。5〕TLP；6〕由于其浮心高于重心，因此能保证无条件稳定；7〕SPAR8〕机动性较大。通过调整系泊系统可在肯定范围内移动进展钻井，9〕可支持水上干式采油树，直接进展井口作业，便于修理。SPAR1〕顶端张紧立管〔TTR〕和支撑以及筒体底部的立管简洁产2〕筒体易产生涡激振动，使浮筒、立管和系泊系统产生疲乏。〔FPSO〕〔FPSO70FPSO148北海、巴西沿海、中国沿海、东南亚海疆、地中海、澳大利亚沿海和非洲西海岸等世界各大海疆，成为海上浮式油气生产的主流设施。FPSO一般上甲板尾部布置用于穿梭油船串靠的系泊设备及卸油系统。生活模块布置在上甲板首部或尾部。在上甲板上布置生产工艺、热介质、计量、发电、变压器室和掌握室模块。在上甲板或顶层甲板上设置肯定高度的火炬塔。FPSO的船体很大局部舱室是用来储存经处理合格的原油，其储油力量一般由油田的产量和穿梭邮轮的来回周期打算。其他还有压载水舱、燃油舱、淡水舱、机泵舱、工艺舱室等。特定的操作要求，尤其是深水和超深水。主要考虑以下几点因素：最大波高、风速和流速、船体尺寸、水深、立管系统对船体运动的要求。现有的FPSO固定系泊系统〔使用锚和锚链〕和动力定位系统〔GPS技术〕两大类。固定系泊系统可以分为可解脱系统和永久系泊系统。目前，大多数FPSO是永久系泊方式，设计成可以抵挡在服役期间可能消灭的各种环境工况。固定系泊系统通常又被分为多点锚泊系统〔SpreadMooring〕和单点系泊系统〔SinglePointMooring。管系统不是一个整体，而是各自独立的。系泊链直接与FPSO360°旋转，但可以通过对锚链的张紧和放松掌握形成肯定角度的风标效应。多点锚泊系统主要用于环境条件温顺、风浪方向比较固定的海疆，例如西非和东南亚，而在环FPSO来削减环境因素产生的荷载。360°，使船体受力到达最小。单点系泊装置〔〕作为浮式储油装置的系泊点具360浮式生产储油装置油、气、水进出的通道。FPSO〔初始投资低、可储油、可海上卸油〔不需要海底管线〕等优点。FPSO的缺点：1〕目前只能使用于油田，用于气田开发的LNGFPSO现在处于论第三节上部组块一、 上部组块概述〔气〕藏中的原油或自然气开采出来，经过采集、油气水初步分别与加工，短期的储存，装船运输或经海管外输。海上上部组块的特点：备的正常运行和维护。海上油气生产设施应设置污水处理设备，还应备有原油泄漏的处理设施。置中心掌握系统来对海上油气集输和公用设施运行进展集中监控。7～10天的自持力量，以保证正常的生产运行和人员生活。用燃气透平驱动发电机发电，平台间的供电是通过海底电缆实现的。海上生产和安全的保证通讯系统对于海上安全生产是必不行少的。二、上部组块的模块的系统构成(一) 生产系统定，下面介绍几种主要的系统。油气的开采和集合多路阀进展。油气处理系统从生产管聚集合的井液输送至三相分别器中，三相分别器将油、气、水进展初步能使处理后的原油到达合格的外输要求原油稳定，海上油田原油稳定的方法承受级次分别工艺，最多级数不超过三级。处理合格的原油需要储存。储存的方法一般有两种：一是在平台设原油储罐，另一种是在浮式储油轮的油舱中储存。一般状况下，海上原油的储存周期为7天。储存的合格原油经计量后可以用穿梭油轮输送走，也可以建长距离海底管线直接输送到陆上。分别器分别出的自然气进入燃料气系统中，燃料气系统将自然气脱水后安排到各个用户。平台上的用户一般为：燃气透平发电机、热介质加热炉、蒸气炉等。对于某些油田来说，自然气经压缩可供注气或气举使用。低压自然气可以作为密封气使用，也可以用做仪表气。多余的自然气可通过火炬臂上的火炬头烧掉。分别器分别出的含油污水进人含油污水处理系统中进展处理。生产水处理系统水处理系统包括含油污水处理系统和注水系统。含油污水处理系统海上油田污水来源于在油气生产过程中所产出的地层伴生水；为获得合格的及其他杂质，这些含有肯定量原油和其他杂质的伴生水称之为含油污水。含油污水一般偏碱性，硬度较低，含铁少，矿化度高、含油污水中含有以下有害物质分散油、乳化油、溶解油、某些阴阳离子、溶解有害气体OCOHS、细菌等杂质。

2 2 2处理含油污水的目的是要求排放水或回注水到达相应的排放或回注标准，同时应充分考虑防止系统内腐蚀。含油污水处理方法有物理方法和化学方法，但在生产实践过程中两种方法往往结合应用。注水系统注水系统从注水的来源不同而分为三类：注海水、注地层水和污水回注。海水细过滤器过滤掉悬浮固体，再进入脱氧塔中脱去海水中的氧，脱氧后的海水经增压泵，注水泵注人到地层中去。近年来由于环境保护的要求，经处理后的含油污水也回注到地层中去。水源井注水是从采水地层，利用深井泵将地层水抽出，经粗、细过滤器滤掉悬浮颗粒达要求后，经注水泵将地层水注入到油层中。(二) 海上生产关心系统海上油气田生产关心设施是平台维持正常的生产活动和人员生存所必需重设备，开、闭式排放系统，通讯系统，管道系统，防腐系统，化学药剂系统。第四节水下生产系统相当优势。(一)历史与现状从1961年Shell在墨西哥湾安装了第一套水下采油树，到80年月末为水下生90水油气开发承受了浮式生产系统结合水下井口的开发方式，使水下生产系统的设计202320232023据有关询问机构〔InfieldSystemLtd〕2023100011-122-232-5和26-1N等少数几个与300(二)水下生产系统构造水下生产系统主要由水下设施、管缆系统和依托设施三局部组成。口和采油树是水下油气开发必需的设备。理设施，而要完成油气开发的全部功能，还必需有下游的依托设施〔HOST。依托Tieba