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[摘要]本文研究了中國南海海域某油田群在臺風(fēng)模式下遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn)的工藝方案，針對油田高凝原油的特點(diǎn)，研究了在臺風(fēng)模式生產(chǎn)下，油田遠(yuǎn)程關(guān)停后，工藝系統(tǒng)及管線的置換方案，分析了FPSO搖擺對工藝設(shè)備及生產(chǎn)造成影響，本文對臺風(fēng)模式生產(chǎn)的設(shè)計(jì)理念和原則進(jìn)行了探索和創(chuàng)新。在“增儲上產(chǎn)”日益緊迫的大背景下，通過本文的研究可以為將來臺風(fēng)海域油田的開發(fā)設(shè)計(jì)提供一定的參考和借鑒。

[關(guān)鍵詞]臺風(fēng)模式；遠(yuǎn)程控制；高凝原油；超限工況；遠(yuǎn)程置換

1研究背景

中國南海海域油氣田，長期以來遭受臺風(fēng)的困擾。一旦強(qiáng)熱帶風(fēng)暴中心或者10級風(fēng)的前沿進(jìn)入距平臺450海里黃色警戒區(qū)內(nèi)時(shí)（或者將于24小時(shí)后進(jìn)入距平臺250海里紅色警戒區(qū)內(nèi)時(shí)），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(fēng)中心沒有經(jīng)過油田，每次避臺后復(fù)產(chǎn)油田損失2-3天的產(chǎn)量，如果遇到連續(xù)兩個(gè)臺風(fēng)的情況，油田損失的產(chǎn)量更多。因此，為了減少臺風(fēng)對油田產(chǎn)量的影響，對臺風(fēng)模式下“油田延后停產(chǎn)”進(jìn)行研究。“油田延后停產(chǎn)”是指生產(chǎn)人員為避臺，從平臺撤離后，在臺風(fēng)中心到達(dá)油田之前或者不經(jīng)過油田，風(fēng)浪海況條件在一定范圍內(nèi)，通過陸地遠(yuǎn)程遙控海上設(shè)施在臺風(fēng)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(shí)施遠(yuǎn)程遙控關(guān)停。

2油田群概況

2.1工藝流程介紹

南海海域油田采用“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。南海某油田群海上設(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)管匯匯合后進(jìn)入生產(chǎn)分離器，進(jìn)行油、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(jìn)入B平臺生產(chǎn)分離器處理后輸送至FPSO進(jìn)行進(jìn)一步處理。A平臺生產(chǎn)井產(chǎn)液經(jīng)生產(chǎn)管匯匯合后，進(jìn)入平臺生產(chǎn)分離器進(jìn)行油、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(jìn)入海管外輸至FPSO上進(jìn)行進(jìn)一步的處理。來自A/B/C三個(gè)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進(jìn)行供電。

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(diǎn)均為26℃。C平臺產(chǎn)原油凝點(diǎn)較低，低于-15℃。A/B/C三個(gè)平臺原油混合之后的凝點(diǎn)為23℃。

3臺風(fēng)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(zhǔn)備

由于該油田群的油品凝點(diǎn)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)進(jìn)行隔離。FPSO上的燃料油系統(tǒng)在人員撤離之前進(jìn)行置換，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(fēng)模式生產(chǎn)下的柴油發(fā)電用量。

3.2臺風(fēng)模式下生產(chǎn)工藝流程研究

“臺風(fēng)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(yīng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，且儀表需具備高可靠性。為應(yīng)對停產(chǎn)后平臺/FPSO上部工藝設(shè)備管線、海底管線的遠(yuǎn)程置換，工藝流程上、海管出/入口SDV閥應(yīng)具備遠(yuǎn)程復(fù)位功能，置換泵等設(shè)備應(yīng)具備遠(yuǎn)程啟/停和狀態(tài)顯示功能。在臺風(fēng)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)備的支撐結(jié)構(gòu)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(yuǎn)程排空的設(shè)計(jì)，分離器和電脫水器底部宜設(shè)置遠(yuǎn)程遙控排空流程，頂部宜設(shè)置遠(yuǎn)程遙控補(bǔ)氮?dú)饬鞒獭PSO上的合格油/不合格油下艙流程應(yīng)具備遠(yuǎn)程切換功能，以應(yīng)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(xué)藥劑泵應(yīng)具備遠(yuǎn)程啟/停和狀態(tài)顯示功能。公用/儀表風(fēng)系統(tǒng)和氮?dú)庀到y(tǒng)應(yīng)具備遠(yuǎn)程啟/停功能，并由應(yīng)急電源供電，保障平臺失主電后，系統(tǒng)能正常的運(yùn)行?；鹁嫦到y(tǒng)點(diǎn)火盤應(yīng)具備遠(yuǎn)程點(diǎn)火及遠(yuǎn)程復(fù)位功能，防止火炬被吹滅的工況?；鹁婀軈R的氮?dú)獯祾吡鞒虘?yīng)具備遠(yuǎn)程控制功能，以實(shí)現(xiàn)設(shè)施關(guān)停后火炬系統(tǒng)的惰化。

3.3臺風(fēng)模式下遠(yuǎn)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(diǎn)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的海底管線均需進(jìn)行置換。雖然C平臺的凝點(diǎn)較低，考慮到其粘度較大，尤其是停產(chǎn)時(shí)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(yuǎn)程停產(chǎn)之后C平臺到FPSO的海底管線也需要進(jìn)行遠(yuǎn)程置換，為此本文在進(jìn)行研究時(shí)考慮如下三種工況，在遠(yuǎn)程遙控置換時(shí)按照如下置換流程進(jìn)行：1、主發(fā)電機(jī)正常工作在此工況下，通過遠(yuǎn)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(yīng)急機(jī)遠(yuǎn)程啟動在此工況下，通過遠(yuǎn)程遙控利用海水提升泵（掛應(yīng)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(yīng)急電源）置換海底管線。3、失主電、應(yīng)急機(jī)也無法啟動如果出現(xiàn)應(yīng)急機(jī)無法啟動或者遙控信號故障，通過遠(yuǎn)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(fù)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(gè)平臺混合原油的凝點(diǎn)較高，高于海床最低溫度，為保證油田關(guān)停后，能順利置換，本文在進(jìn)行研究時(shí)考慮如下三種工況，在遠(yuǎn)程遙控置換時(shí)按照如下置換流程進(jìn)行：（1）FPSO主發(fā)電機(jī)正常工作通過上游海管來液進(jìn)行置換，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(yuǎn)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(jī)關(guān)停，應(yīng)急機(jī)或備用發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程啟動通過上游海管來液進(jìn)行置換，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(yuǎn)程遙控啟停功能且液壓系統(tǒng)掛應(yīng)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(jī)、應(yīng)急機(jī)&備用機(jī)都無法工作通過上游海管來液進(jìn)行置換，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(fēng)來臨之前，海上一般風(fēng)浪較大，遠(yuǎn)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(dá)標(biāo)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(diǎn)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(shí)間內(nèi)進(jìn)行軟處理，達(dá)到過濾干擾，平滑實(shí)時(shí)曲線的目的。

5結(jié)論

1.在臺風(fēng)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(jì)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(yuǎn)程置換方案。針對臺風(fēng)海況下可能出現(xiàn)各個(gè)的工況，在設(shè)計(jì)上要考慮不同的置換方案。置換流程上的SDV閥應(yīng)具備遠(yuǎn)程復(fù)位功能，置換泵等設(shè)備應(yīng)具備遠(yuǎn)程啟/停功能。

3.在臺風(fēng)模式生產(chǎn)工況下，要充分考慮FPSO在極端天氣下晃動對大型壓力容器本體及生產(chǎn)造成的影響。在設(shè)計(jì)上要考慮FPSO搖擺造成分離器液位晃動的影響，可通過分離器內(nèi)部增加穩(wěn)流隔板、分離器增加多點(diǎn)液位分析系統(tǒng)減少晃動對生產(chǎn)造成的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]苗建,劉政洪，吳小輝，王凱.番禺氣田臺風(fēng)模式生產(chǎn)問題及解決措施[J].天然氣與石油，2015，33(6)：66-69.

[2]周曉紅，李達(dá)，易叢，張超，謝波濤，朱小松，劉向東.中國海域浮式天然氣生產(chǎn)液化儲卸裝置（FLNG）臺風(fēng)模式研究[J].集輸與加工，2017，37(1)：131-136.

作者：胡冬 單位：中海油研究總院有限責(zé)任公司