超深水油田开发及水下生产系统概述-37页的简介

水下生产系统（SPS）
水深 1314米
油田简介：合同策略
FPSO – TECHNIP / HHI (TECHNIP为合同主要负责方), EPSCC合同 SPS – CAMERON OFFSHORE SYSTEM LTD (EPS合同) UFR – SAIBOS (EPSCC合同) 长交货期设备 –道达尔授标，Technip / HHI管理 ＩＣＳＳ系统 透平发电机 气体压缩机 外输油泵 注水泵 主柴油发电机及应急柴油发电机 钻完井 – Transocean, Schlumberger, Franks, Weatherford, etc.
汇报大纲
AKPO油田简介 AKPO油田开发建设 FPSO SPS UFR 钻完井 结论
SPS- Subsea production system 水下生产系统介绍
44口水下井口&采油树：22 采油井， 2 注气井，20 注水井， 9个水下管汇（包括20%的备用容量），1个注气管汇； 65公里的静态和动态缆，所有水下跨接短管与170个水平接头； 1 套控制系统，2 套修完井系统（IWOCS） 控制模块位于每个采油树和管汇，主控制系统位于FPSO，并与FPSO生产控制系统相 结合。
管汇、基座及SUT基座
在基本设计阶段，对上部井眼位置进行了优化，采用标准的4井槽管汇。通过详细 的热损失和阀门布局分析，每个管汇减少到只需两次吊装，最大120吨，以便安装 船进行安装。通过土壤特性分析允许使用大直径薄壁吸力桩； 管汇由CAMERON公司在HOUSTON设计，首次采用新的CHC水平接头； 每个管汇对Байду номын сангаас口井有一个多相流量计 (MPFM) ； 首批两个管汇在Berwick, Louisiana 制造。冷却测试通过了48小时内从48°C 降至 23°C 的标准。其余8个管汇和10个吸力桩在尼日利亚的Warri 完成制造。
采油树
水下脐带缆终端
水下管汇模块
柔性液压管线
电力控制电缆
井口 水平接头及护罩
生产管线
管汇吸地桩
液压控制管线
水下生产系统由英国 CAMERON 总承包
SPS设计的指导原则
AKPO油田的SPS的设计原则可以用RAM (Reliability, Availability & Maintenance)来描述，在项目早期，即开始 了RAM研究； 考虑到水合物、蜡和污垢的危险：
FPSO ：分散式的电器仪表间
FPSO上几乎每个模块都有一个专有的电器仪表间，且 其几乎独立。在陆地和海上都可以对每个模块进行调试 工作，加快调试工作； 和传统的集中的电器仪表间相比，时间和效率显得非常 高效。和全电概念相结合，使海上生产得到快速启动。
FPSO ：大范围隔热防护罩和128米高燃烧火炬
2005年5月3日：签订FPSO正式合同 2006年8月8日：DWD深水钻井船开钻第一口开发井 2007年6月20日：深水钻井船Jack Ryan开始作业 2008年8月8日：深水钻井船Stena Tay开始作业
2009年6月3日：AKPO举行投产庆 典
2009年6月22日：开始注气 2009年6月27日：海上生活支持船复员 2009年7月23日：原油外输浮筒安装和调试完 毕，可以采用浮筒方式外输原油
超深水油田开发及水下生产系统概述
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深水油田开发工程的成功典范 —— AKPO油田开发项目
汇报大纲
AKPO油田简介 AKPO油田开发建设 FPSO SPS UFR 钻完井 结论
油田简介：地理位置
尼日利亚
200km
油田位于 Harcourt 港以南200公里的OML130区块 水深1300-1450 米 CNOOC于2006年1月收购OML130区块45%的权益
油田简介： OML130概况
Preowei： 水深1100-1300 米
总面积1295km2 ，现已 发现4个油田，总的2P 可采储量约为15亿桶
Akpo：水深1300~1400 米。独立开发；2009.3.4 投产，目前日产原油18万 桶
Egina： Egina South： 水深1150~1750 米
油田简介：合同策略
钻完井 管理与概念研究
基本设计 详细设计
水下生产系统
UFR与 原油外输终端 TUPNI
DORIS
FPSO 船体 上部模块
采办
陆地制造 陆地试验与调式 运输 海上安装 海上连接 海上调式 投产与生产
钻井船
Transocean Globel SF Stena Tay
EPS Cameron
在正常的FPSO运转时，生活楼的容量为160人； 在基本设计阶段，决定在每一个房间额外增加一 个人 。为此添加额外的折叠式双层床及所有相关 的房间柜子，允许最大人数（240人）在FPSO上 住宿。这可以让更多的海上工程按要求顺利完成， 并不需要额外的住宿驳船； 这也将是Total今后FPSO建造的标准 之一。
FPSO：全电设计
在FEED研究阶段，对电力的需求进行了透彻的分析，其中考虑了以 下因素： 不同的用户的能源需求（天然气压缩机，注水泵和原油外输泵 是最重要的用户之一）,―全电”的FPSO被认为是最佳解决方 案之一 ; 经济性; 适用性，满足各种用户的功率需求，特别是最大的用户; 针对调试和启动工作的灵活性 ; 在装置的的正常运行期，更好的可用性和可操作性。 选择6台（5 +1）罗尔斯罗伊斯RB211双燃料发电机组作为集中电站。 4 涡轮发电机设有余热回收装置（WHRU），回收发电机组产生的热 量用于加热处理需要（在存储前，凝析油稳定），从而消除了对天然 气加热器的需要，减少二氧化碳和VOC的排放。 3台关键发电机(Caterpillar,柴油驱动,3 x 1.4兆瓦, 在主透平发电机故 障时向油轮关键用户提供电力,如海管驱替泵，甲醇泵,海水泵，空气 仪表气系统等关键用户)，1台应急柴油发电机（1.4兆瓦）。
FPSO ：维修和吊装所需的空间的专题研究
在基本设计阶段，对于维修工作和作业期间必要的吊装作 业所需的空间进行了专题研究； 整个FPSO必须提供足够的空间来进行维修和吊装。特别 是在主甲板和上部甲板上，有两个重要的中央处理通道； 中央管廊设计成提供一个特有的吊装和储存零部件的空间。
FPSO ：生活楼住宿能力的灵活性
FPSO
EXPORT 185 kbd
CONDENSATE
To tanker
150 kbd
Crude Storage 2,000,000 bbl
PRODUCED WATER
To the sea
320 mmscfd @ 200 barg
GAS EXPORT
To Amenam
420 kbd @ 220 barg
2005年4月15日：签订UPR正式合同
2009年4月27日：所有透平发电机转为天然气 发电模式
2009年5月8日：外输第一船油（100万桶） 2009年5月17日：开始注水
2005年4月25日：AKPO油田FDP获尼日 利亚政府批准
2005年4月26日：签订SPS 正式合同
在深水环境中，井和FPSO的位移可能导致水合物的问题， 特别是在关停的情况下。 由于产品的流动温度预计将达到115º C，到经过成分的调查 研究，选用酚醛树脂作为保温材料，而不用常用的GPSU聚 氨酯。
设备设计尽量减少安装成本 与回收成本； 同时考虑尼日利亚制造业的制造能力和人力资源。
注气能力：每天2.15亿标准立方英尺；
上部模块总重量（干重）：4万吨； 床位：240 ； 发电能力：6 x 28 兆瓦； 船体尺寸：310m x 61m x 30m； 总吨位：30万吨，总排水量 ： 405,000吨 锚链长度：2340米/每根 设计寿命：20年 船体设计为驳船式、双侧单底
上部模块共设4级分离(80, 24, 9 & 2 bara)
水深1650 米
油田简介：原油性质
油藏埋深2950-3750mSS 五个主要油层 原油性质：轻质凝析油（42°API~53°API） 气液比1600~7300scf/bbl 最高井口温度116 °C，最大井口关井压力400bar
油田简介：工程设施示意图
FPSO
浮式外输终端
海 脐 立 管 带 管 缆
由于AKPO油田高的气液比、高的气体压力，天然气产量很高。在最 坏的情况下所有的装置减压，按照相应的流量，火炬的高度设计成 128米，为FPSO火炬的世界纪录。 凝析油的产量受到FPSO火炬燃烧辐射的限制。为了优化产能，并进 一步保护上部模块设备，隔热防护罩被广泛安装在E /I等建筑物的顶部。 值得注意的是， 在生产的前几个星期，由于天然气流不是一个优先考 虑的事项，FPSO经历了热辐射问题，产生了很多不需要的有害辐射 （最高燃烧量达100mmscf/天） 。 在以后的FPSO设计中，在基本设计阶段就应考虑到辐射的计算和相 应的防护措施。
2008年6月26日：FPSO从韩国蔚山（Ulsan）起拖， 2008年10月18日FPSO到达AKPO油田
汇报大纲
AKPO油田简介 AKPO油田开发建设 FPSO SPS UFR 钻完井 结论
FPSO
储油能力： 2百万桶; 处理原油能力：每天18.5 万桶; 注水能力：每天42万桶; 气体外输能力：每天3.2亿标准立方英尺；
EPSCC Saibos
EPSCC Technip/HHI
TUPNI
油田简介：项目里程碑
2003年1月31日—12月31日：基本设计
2004年4月5日：签订SPS前期设计协议
2009年3月4日：油田投产
2009年4月21日：开始外输天然气
2004年9月30日：签订FPSO和UFR合同临时协议， 开始详细设计
FPSO： 早期选择ICSS
集成控制系统（ICSS）由船体的ICSS、上部模块的 ICSS和水下系统的ICSS组成。所有这些不同的系统需 要采用最佳的有效途径来协调和沟通； 为了确保有效协调和沟通，在基本设计阶段，AKPO 油田ICSS系统的供应商参与整个ICSS系统的建立，并 提供服务； 不同上部模块所要求的电力逻辑控制供应商也提前选 择，让供应商更多的参与，使不同系统之间的沟通变 得容易。
设备设计的3R概念
RELIABILITY：可靠性是设备成功运行的首要的也是最重要的关键事项，包括： 制造前的广泛的资格审查 质量保证和控制 工厂验收测试 FAT 扩展测试 EFAT 冷却/浅水/系统集成测试 REDUNDANCY：冗余度。所有关键设备必须至少有一级的冗余度。例如，每个采油 树有两条独立的控制线 ，没有两个采油树由相同的两条控制线控制。 RETRIEVABILITY：可回收性。部件设计成容易安装、回收和模块化更换。模块化的 方法包括： 垂直采油树上的一个部件失效并不需要拆除油管挂和完井设备； 水平接头在断开跨接管和拆除采油树、管汇时，无需断开跨接管两端； 通用的安装工具适用于所有的节流器插头、采油树和管汇的控制模块； 采用独立的（双冗余度）电、液控制跨接线，只需更换失效的组件。
185 mmscfd @ 400 barg
235 kbd + 545 mmscfd
AKPO是一个典型的、高压/高温天然气凝析油气田。 FPSO包括一个四级分离的单一处理系统（第一级的 工作压力为80bar、温度为100摄氏度）和电脱水装置。 未稳定的冷凝油被加热（用安装在电力单元上的余热 回收装置产生的热水）到10psi的RVP雷德蒸气压后， 进入储油舱。生产水通过处理，油含量小于30ppm后 排海。天然气通过离心压缩机，进入乙二醇（甘醇） 接触塔脱水，计量，进一步压缩到200bar外输，部分 天然气压缩至400bar的注入地层。
RESERVOIR
WATER INJECTION
GAS INJECTION
PRODUCTION
FPSO
与其他规模类似的FPSO相比，AKPO油田的 FPSO有其独特的技术细节和设计原则，如： 全电设计 早期选择ICSS 分散式的电器仪表间 128米高的燃烧火炬和大范围隔热防护罩 维修和吊装所需的空间的专题研究 生活楼住宿能力的灵活性