深水SDPSO平台油水置换储卸油系统排出水含油量研究

深水立柱式干树钻井生产储卸油平台(SDPSO)平台是一种具有采油与储卸油功能的新型多功能深水浮式平台,油水置换储油技术是其核心技术,为保证平台投产后不会对海洋环境造成污染,需对平台油水置换储油系统排出水的含油量进行研究。为阐明置换次数、平台运动和环境温度等对储油舱底部水中含油量的影响,按1∶15的缩尺比设计建造了一座深水SDPSO平台储油系统中尺度模型试验(简称"中试")装置,根据上述试验目的设计了多组试验工况,并将中试得到的水中含油量数据与多组小尺度模型试验(简称"小试")得到的数据进行了对比,探讨了模型试验的尺度效应对试验结果的影响。结果表明:深水SDPSO平台储油系统模型试验的尺度效应不明显,缩尺比对储油舱内水中含油量的试验结果影响不大;储油舱内水中含油量不会随着置换次数的增加而明显升高;风、浪、流导致的平台运动会增大储油舱内水中含油量;环境温度降低时,平台储油舱内水中含油量也会随之增大;平台储存重质油相比储存中质油,储油舱内水中含油量会有一定幅度升高;平台中心井能有效地起到分离油水的作用,从中心井排出到舱外的水中含油量远低于国内外含油污水排放标准。本文研究结果揭示了平台储油系统油水置换工艺的可行性,为深水SDPSO的研发提供了借鉴。     

SDPSO油水置换模拟试验研究

SDPSO是一种集国外成熟的Spar平台技术与传统FPSO技术于一体的新型深水浮式平台形式,其深吃水的主体内部有巨大的空间可以通过油水置换技术来对生产出的原油进行储油和卸油。为了验证该储油系统的实用性,该项目在完成1∶83缩尺比的模型试验后,又进行了1∶50缩尺比的模型试验,旨在通过油水置换工艺模拟试验,对新概念Spar深水钻井生产储卸油平台(SDPSO)的储油系统油水置换工艺进行功能验证,通过检测并分析两次油水分离后水中含油量和油中含水量,确定SDPSO在满足储油功能的同时,置换出的水达到排放标准且不致油中含水量过高。     

新型储油Spar油水置换工艺试验研究

新型钻井储油Spar平台的储油卸油功能的实现是该平台的关键技术及难点之一。该平台的储油和卸油功能依靠水与油的自然密度差,通过油水置换实现。为了验证该工艺的可行性,进行了1:83缩尺比的模型试验,试验包括储油系统油水置换过程模拟和平台运动油水界面晃荡模拟两部分。油水置换模型试验对储油卸油过程中排出的水样进行多次检验,水样含油量低于50mg/L。油密度越高,排出水样含油量越大,油水置换循环次数越多,水样含油量越大。模型试验验证了新型钻井储油Spar油水置换工艺这一关键技术的可行性,使新型钻井储油Spar平台的应用前景更明朗。     

油水置换水下储油技术在海上油田开发中的应用

通过大量调研,对干式储油模式和湿式储油模式进行分析比较,回顾油水置换水下储油技术发展历史,给出国外已建成的26座湿式储油结构物的基本情况。以Hebron平台为例,介绍了混凝土湿式储油平台的主要特点,分析总结了油水置换储油的关键技术问题。介绍了国内油水置换技术的研究情况,提出了一种新型深水Spar钻井生产储卸油平台,并介绍了该平台储油系统的储卸油操作工艺流程、已完成的相关试验与计算研究工作。     

SDPSO平台储油系统油水置换工艺设计

新型Spar钻井生产储油平台(SDPSO)是一种新型的集"钻-采-储-运"四大功能为一体,具有干树钻井和干树采油能力的Spar平台。由于采用了经典Spar平台形式,新型SDPSO平台深吃水的浮体结构中部存在很大的自然空间,具备大量储油条件,因此可利用其进行原油储存,摆脱对浮式储油轮的依赖。利用Spar的结构空间进行原油储存涉及油水置换问题,需进行试验验证油水置换工艺的可行性。针对中轻质原油,进行新型SDPSO平台浮式储油装置油水置换系统的工艺方案设计。     

三立柱大型半潜式生产储卸油平台设计

针对中国南海典型深水油气田开采,结合陵水17-2深水油气田开发工程项目,提出一种三立柱高效大型半潜式生产储卸油平台新船型概念,具有2万t上部组块有效载荷和2万m3原油储油功能。该三立柱深水半潜式生产储卸油平台与目前四立柱半潜式生产平台船型相比,减少1组立柱-浮箱-锚链,采用大跨度三角形桁架式轻型甲板设计和自主研发油水置换高效储油技术,有效载荷比显著提高,可以大幅降低平台建造与安装工程总成本,为南海深水油气田开发提供一种高效低成本的技术解决方案。     

油水置换式水下储油舱原油输送方式研究

采用油水置换式水下储油舱储存原油有很多优点,但是需要解决水下储油舱与上部平台之间的原油输送问题.介绍了水下储油舱及油水置换工艺,分析了原油注入及输出储油舱时的动力、阻力情况.确定了方式I2、方式O2分别作为原油进入及输出储油舱的方式.以重质油标准和某边际油田的产能为例,研究了原油注入及输出储油舱的阻力△FI与△FO与水深、流速等参数的关系.无论水深多少,对于方式I2,原油必须依靠外力进入水下储油舱;对于方式O2,海水能直接将原油压至上部平台.降低原油流速,减小管路内壁粗糙度,可以降低油水置换过程中的阻力.     

陵水17-2气田“深海一号”能源站立柱储油关键技术北大核心CSCD

“深海一号”能源站是部署在陵水17-2气田之上的深吃水半潜式生产平台,为世界首个深水半潜式立柱储油生产平台。与常规半潜式生产平台不同,该平台需要在立柱内储存最多2×10^(4)m^(3)的凝析油,给平台立柱结构设计、平台在位性能、凝析油储卸安全控制等方面带来前所未有的技术挑战。本文基于半潜式生产平台立柱储油面临的技术难题,对立柱凝析油舱的舱容计算及布置方案、装载变化对平台在位性能的影响、平台立柱结构设计与防碰撞分析以及凝析油储卸安全控制措施等关键技术进行了研究。相关成果为“深海一号”能源站的成功研制提供了强有力的技术支持,有效解决了中国南海天然气开发凝析油管网依托设施缺乏的难题。目前该平台已建造完成,即将用于陵水17-2气田的开发。本文所涉及的深水油气开发高端装备技术,为深水油气田开发提供了借鉴。     

陵水17-2气田“深海一号”能源站立柱储油关键技术

"深海一号"能源站是部署在陵水17-2气田之上的深吃水半潜式生产平台,为世界首个深水半潜式立柱储油生产平台。与常规半潜式生产平台不同,该平台需要在立柱内储存最多2×10~4m~3的凝析油,给平台立柱结构设计、平台在位性能、凝析油储卸安全控制等方面带来前所未有的技术挑战。本文基于半潜式生产平台立柱储油面临的技术难题,对立柱凝析油舱的舱容计算及布置方案、装载变化对平台在位性能的影响、平台立柱结构设计与防碰撞分析以及凝析油储卸安全控制措施等关键技术进行了研究。相关成果为"深海一号"能源站的成功研制提供了强有力的技术支持,有效解决了中国南海天然气开发凝析油管网依托设施缺乏的难题。目前该平台已建造完成,即将用于陵水17-2气田的开发。本文所涉及的深水油气开发高端装备技术,为深水油气田开发提供了借鉴。     

自升式平台沉垫储油舱油水界面传热学研究

使用油水置换式水下储油舱储存原油时,油水界面附近原油热量散失过多,会造成原油黏度过高,甚至出现凝油层,进而阻碍油水置换工艺的顺利进行。建立了油水界面附近原油温度随时间和位置变化的数学模型,通过油水界面传热学分析得知,原油温度只与傅里叶数、毕渥数和z/δ值有关。油水置换时间的长短是影响油水隔离层的作用重点,时间较短主要起隔离作用,时间较长时其保温作用才明显。水下储油舱应该设计成多个舱室,以缩短油水置换工艺时间。有效隔热厚度达到0.02~0.03 m的TPU隔离层能满足油水置换工艺需要。     

深水油气田开发工程中的基础应用探讨

在对国内外深水油气田开发中的张力腿平台(TLP)、深水柱筒平台(SPAR)、半潜式生产平台、浮式生产储油卸油装置( FPSO)和水下生产系统(SBS)所采用的基础型式进行较详细调研的基础上,讨论了常见的基础型式的特点,考虑其实际应用情况并结合我国南海深水油气开发中可能采用的工程开发模式,探讨我国深水油气田开发适用的基础...     

水下油罐贮存高凝原油采用油水置换工艺可行性研究

本文论述了油水置换工艺的应用原理,使用特点及目前国内外的研究概况。试验研究结合我国生产高凝原油的特点,通过试验室小试和模拟试验两个阶段,对热油和冷水两相直接接触的传质和传热机理作了探讨,通过试灌温度场的测试,油样,水样的分析,油水界面温度变化规律的研究及数模计算,分析研究表明:水下油罐散热登主要集中在罐顶和罐壁,油水界面散热量仅占总散热曼的2-4%;排出海水的含油量小于2.5ppm.油中含水量小于0.03%,未发现原油含水量有递增的现象,置换过程中,只要排出管路中的气体,以1-6m/h的界面速度进排油,可以保持界面的稳定,界面不会产生乳化现象,油水界面形成的凝油层起到了减缓传质和传热作用,从而揭示了高凝原油油水置换过程中传质和传热的基本规律,论证了我国生产高凝原油采用油水置换工艺的可行性。     

水下储油方式

1.水下储油方式的特点水下储油由于位于水面以下,与火源、雷电隔离,不仅油气损耗小而且不易着火;具有天然的防爆性能,在海况恶劣时油井也可连续生产;由于波浪能量主要集中在水面附近,油罐置于水下避开了波浪的主要作用,受波浪力小。此外,与水上储油相比,水下油罐可节省昂贵的平台建造费用,而且储罐容量不受限制,具有巨大的储油能力。水下储油一般采用油水置换工艺。利用油水重度差的原理,采用进油排水、进水排油的工艺流程。采用该工艺,由于罐体保持充满液体状况,还可省去常规储油方式所需的安全防爆系统装置。水下储油的缺点:由于储罐长期…     

风浪联合作用下深水半潜式平台运动响应模型试验研究

以一座工作水深为1 500 m的深海半潜式钻井平台为例,采用混合模型试验技术,对其在400 m等效截断水深锚泊系统系泊下进行模型试验研究,缩尺比取为1∶100,分别进行了静水试验、规则波以及不规则波试验.对比数值计算结果与试验结果,对平台的运动响应进行研究分析.     

FLNG拖曳晃荡试验研究

在波浪等外载荷的影响下,FLNG液舱内的LNG(液化天然气)在运输过程中会产生剧烈的晃荡作用,对液舱舱壁产生冲击,这对船体及液舱结构的设计以及船舶拖航的稳定性提出了挑战。液舱晃荡与船舶运动的耦合作用是当前的研究热点,研究过程中模型试验的方法得到越来越广泛的应用。基于推板造波理论,设计并制作出一套单向推板造波系统,并按照1/300的缩尺比设计制作出FLNG及液舱模型,进行了模型试验。通过试验研究了载液率对液舱晃荡剧烈程度的影响效果,对匀速拖航过程中影响拖缆张力的部分因素进行了对比研究。研究结果可为后续相关研究工作提供基础。     

深水半潜平台船体管道应力分析

深水半潜平台作为大型深水浮式结构物,是集油气处理、储卸油、供电、人员生活等多功能于一体的深海油气综合开发处理中心,国内针对深水半潜平台的设计还处于起步阶段,特别是在深水半潜平台船体管道应力分析方面仍面临着巨大挑战.基于CAESAR Ⅱ软件,以ASME B31.1为计算评判标准,研究了适用于船体管道应力分析的计算标准,给...     

超大型平台安装试验研究——以荔湾3-1气田中心平台为例

以荔湾3-1气田中心平台导管架和组块安装设计为例,分析了超大型导管架和平台组块安装设计及安装实施过程中的关键风险点,针对这些风险点,采用水池模型试验方法进行了验证。对于基本设计结果与模型试验结果之间由于尺度效应造成的差异,进行了模型尺度的数值分析以保证设计成果的可靠性。本文提出的超大型平台安装设计的技术流程,对于后续超大型深水平台安装方案的设计具有借鉴意义。     

深水浮式生产平台特点对上部模块总体布置影响的研究

随着海洋工程油气开发逐渐走向深水,深水浮式生产平台得到广泛应用。深水浮式生产平台类型主要包括张力腿平台(TLP)、立柱式平台(SPAR)、半潜式生产平台(SEMI)以及浮式生产储卸油系统(FPSO)。浮式生产平台的特点影响着上部组块的总体布置,由于这四类平台都具有浮式的特性,在总体布置上有共性的规律,同时也由于不同类型浮式生产平台有其自身的特点,在总体布置上也存在一定差异。本文以南海目标油气田不同深水开发方案为研究对象,对这四种浮式生产平台特点进行了对比分析,并对不同类型浮式平台总体布置的共性和特性进行了研究,为我国深海浮式生产平台的总体布置设计提供参考。     

影响深水油气项目主机系统选择的多种因素

<正>在深水区域的油气项目中,一般其初始投资的大约1/3都与主机系统有关。在项目期限内,主机在提供经济效益最大化的解决方案、减小固有油藏和开采的不确定性、捕获近邻开发区域内有助于实现增产措施的灵活性等方面都起着重要作用,是整个开发系统的关键所在。从较高层次而言,深水主机的开发已发展到四个主要的选项,张力腿平台(TLP)、系泊半潜式平台、深水浮筒平台概念(传统的构架式单柱浮式平台)和浮式生产储油卸油船(FPSO),每种选项在形状和结构方面都有不同程度的灵活性。     

地下水封储油洞库渗流及油品储存试验研究

文章以实际地下水封石油洞库为原型,在室内构建了花岗岩的洞库模型,以等比例缩尺设计了水平裂隙和倾斜裂隙,并开展了渗漏、油品储存试验。对比了裂隙渗透系数的立方定律计算值和达西定理计算值,发现达西定理计算值只有立方定律计算值的15%左右。观察与计算了油水界面的变化规律及渗流场的运动规律,得出:连通器原理可用于计算地下水水位提升时的油水界面,地下水位小幅度下降时水垫层排水有助于保持洞室内储油的稳定。