油氣田開(kāi)發(fā)的海上平臺(tái)工藝設(shè)計(jì)案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u29062油氣田開(kāi)發(fā)的海上平臺(tái)工藝設(shè)計(jì)案例概述 159821.1計(jì)量器選型 1123461.2化學(xué)藥劑系統(tǒng) 3174521.3供電系統(tǒng) 5132381.4清管 6基于半海半陸式開(kāi)發(fā)，需將井產(chǎn)物油、氣、水三相經(jīng)海底管道混輸?shù)疥懙亟K端，利用混輸泵增壓至終端可代替造價(jià)昂貴的海上平臺(tái)，從而在一定程度上降低開(kāi)發(fā)成本。在此平臺(tái)上最主要的是計(jì)量工藝、分離工藝，模擬計(jì)算出的外輸起點(diǎn)壓力為6MPa，而來(lái)氣壓力10MPa，故平臺(tái)上不需要設(shè)置增壓系統(tǒng)。1.1計(jì)量器選型（1）海上平臺(tái)計(jì)量要求因?yàn)楹Ｉ蠚馓镩_(kāi)發(fā)模式很特殊，需要有更先進(jìn)的氣井計(jì)量手段：①計(jì)量準(zhǔn)確、精度等級(jí)高；②小巧；③自動(dòng)化程度高；④具有防霉、防潮、防鹽霧的能力，適應(yīng)海洋不斷變化的環(huán)境。（2）測(cè)量方法的比選多相計(jì)量技術(shù)愈來(lái)愈受到海上平臺(tái)設(shè)計(jì)的青睞。傳統(tǒng)的計(jì)量方式控制儀表多，流程復(fù)雜，而采用多相流量計(jì)，則是在三相不分離的情況下對(duì)油、氣、水進(jìn)行計(jì)量，從而使流程大大簡(jiǎn)化，而且便于操作管理，減少維修工作量，同時(shí)又因其體積小、重量輕而節(jié)省了平臺(tái)面積，縮小平臺(tái)規(guī)模。[1]因多相流的特點(diǎn)，逐漸發(fā)展出兩種計(jì)量方式：即基于混合技術(shù)的多相流計(jì)量和基于分離技術(shù)的多相流計(jì)量。[1]①基于混合型的多相流量計(jì)檢測(cè)技術(shù)多相完全混合的有核放射源，可以放出穿透能力超級(jí)強(qiáng)的射線(xiàn)。多相流中的不同介質(zhì)對(duì)射線(xiàn)的吸收能力也不同，所以多相流被這種射線(xiàn)穿透時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的衰減，這樣就可以很好地測(cè)出多相介質(zhì)的分率。部分分離的無(wú)核放射源。它通過(guò)雙文丘里管、雙孔板或雙Ｖ錐技術(shù)測(cè)量差壓流量，采用電容、電導(dǎo)測(cè)含水率，并采用差壓原理和持液率系數(shù)進(jìn)行綜合計(jì)算，最終求出各單相流量。②基于分離的多相流量計(jì)檢測(cè)技術(shù)先進(jìn)行兩相分離，再分別計(jì)量。氣相采用氣體流量?jī)x表，液相使用液體流量?jī)x表，最后用含水儀測(cè)出介質(zhì)中的含水量，從而測(cè)量出兩分相的流量。其原理圖如圖1.5所示。圖1.5分離式多相流量計(jì)原理圖不同工藝種類(lèi)的三相流量計(jì)具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，具體見(jiàn)表1.3。表1.3不同種類(lèi)三相流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)基于混合型的多相流量計(jì)基于分離的多相流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕；壓損?。灰昧薖VT參數(shù)修正，提高了測(cè)量精度。非放射性；可有效緩沖斷塞流，操作范圍寬，實(shí)用性廣；使用高精度儀表，測(cè)量誤差相對(duì)小，穩(wěn)定性好，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。缺點(diǎn)價(jià)格昂貴；服務(wù)費(fèi)用昂貴。體積大，占地面積大；帶輔助電控系統(tǒng)，壓損較大。在針對(duì)基于混合型的多相計(jì)量及基于分離的多相計(jì)量技術(shù)對(duì)比過(guò)程中，基于混合型的多相流量計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、壓力損失小且測(cè)量精度較高，更適合海上油氣田開(kāi)發(fā)使用，且應(yīng)用較為廣泛。本方案選取其作為單井計(jì)量工藝。（3）流量計(jì)的選型按生產(chǎn)實(shí)際來(lái)選型。本方案多相流量計(jì)安裝位置為海上平臺(tái)，平臺(tái)空間較小，尺寸不大，所以結(jié)構(gòu)緊湊的流量器更加使用。本方案選用蘭州海默的MFM2000-NG多相流量計(jì)，并配備流型調(diào)整器，進(jìn)行單井計(jì)量。其測(cè)量原理及技術(shù)特點(diǎn)為：采用單能伽馬互相關(guān)流量計(jì)測(cè)定各種流速，雙能伽馬射線(xiàn)相分率計(jì)測(cè)定含水率和含氣率。[2]該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為緊湊，壓力損失較小。圖1.4蘭州海默多相流量計(jì)（4）井口計(jì)量工藝本方案采用輪換計(jì)量的方式進(jìn)行單井計(jì)量，因流量計(jì)測(cè)量周期短，選用一臺(tái)即可。文丘里測(cè)量混相的總流量，單能伽馬流量計(jì)測(cè)量含氣率，可以計(jì)算出氣量和液量，雙能伽馬射線(xiàn)相分率計(jì)測(cè)定含水率和含氣率，[3]然后得到三相各自的流量。計(jì)量流程如圖1.5。1-入口；2-流量計(jì)；3-文丘里管；4-壓力變送器；5-段塞流捕集器；6-雙能伽馬傳感器；7-信號(hào)接收裝置；8-出口圖1.5在線(xiàn)不分離多相流量計(jì)工藝流程1.2化學(xué)藥劑系統(tǒng)為確保油氣的正常分離、運(yùn)送，減緩設(shè)備和管線(xiàn)的腐蝕，化學(xué)藥劑注入系統(tǒng)是將不同藥劑注入不同處理點(diǎn)來(lái)處理原油及污水，防止設(shè)施腐蝕、結(jié)垢等。連續(xù)注入和間歇注入，注入量都取決于難題的嚴(yán)重度、藥劑的類(lèi)型及性能。系統(tǒng)包括：兩個(gè)橇塊，分別為油處理系統(tǒng)注入撬和水處理系統(tǒng)注入撬；其主要設(shè)備有化學(xué)藥劑儲(chǔ)罐、化學(xué)藥劑注入泵和化學(xué)藥劑混合器，混合器由電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行攪拌，化學(xué)藥劑由注入泵注入處理流程管線(xiàn)。（1）油處理部分根據(jù)生產(chǎn)情況初步選擇加入破乳劑。具體的種類(lèi)和注入量，將根據(jù)氣田投產(chǎn)后的實(shí)際情況加以調(diào)整。其主要工藝流程，見(jiàn)圖1.6。圖1.6油處理部分化學(xué)藥劑注入工藝（2）水處理部分根據(jù)生產(chǎn)情況初步選擇加入2種化學(xué)藥劑：反向破乳劑和絮凝劑。反向破乳劑：改變水包油乳液的界面張力，讓膠體顆粒失去吸引力或排斥力；最終失穩(wěn)，形成絮體，使污水中的油、水分離，脫除有害雜質(zhì)；絮凝劑：使帶正、負(fù)電性的基團(tuán)聚集，保持這種不穩(wěn)定狀態(tài)，再利用聚合性讓這些顆粒聚集，用物理、化學(xué)法將他們分離。其注入工藝見(jiàn)圖1.7。圖1.7水處理系統(tǒng)化學(xué)劑注入工藝1.3供電系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供海上電氣設(shè)備能源，作為保證氣田安全和正常生產(chǎn)的前提。（1）主電源：距離本區(qū)塊100km以外的陸地處理終端設(shè)10kV陸上變電所一座，它的負(fù)荷容量可以滿(mǎn)足海上區(qū)塊的全部用電需求。鋪設(shè)海底電纜連接陸上變電所與海上平臺(tái)，為平臺(tái)上各系統(tǒng)提供電源。（2）應(yīng)急電源：選用氣動(dòng)迅速的柴油發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組依托平臺(tái)柴油系統(tǒng)提供柴油作為能源。任意一臺(tái)柴油輸送泵從任意一個(gè)柴油儲(chǔ)存罐中抽出柴油，泵送到機(jī)房?jī)?nèi)的日用柴油柜，從而形成應(yīng)急電站裝置獨(dú)立的燃油系統(tǒng)。1）柴油發(fā)電機(jī)組的選擇柴油發(fā)電機(jī)的工作循環(huán)：進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣?？紤]本區(qū)塊氣田海洋環(huán)境情況，本方案選擇海上QSK60CPower型應(yīng)急發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急發(fā)電機(jī)組。并配備冷卻散熱器和獨(dú)立的兩個(gè)啟動(dòng)系統(tǒng)，確保機(jī)組操作獨(dú)立在其他系統(tǒng)外。選用轉(zhuǎn)速為1800r/min（60Hz）、電功率為1440kW的應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，即可滿(mǎn)足方案A計(jì)量的需要。2）應(yīng)急發(fā)電機(jī)反送電運(yùn)行在初期調(diào)試階段，發(fā)電機(jī)在電氣系統(tǒng)里為反送電的作用，相當(dāng)于是整個(gè)系統(tǒng)的電力來(lái)源都是來(lái)自給主配電盤(pán)供電的應(yīng)急裝置。1.4清管凝析氣產(chǎn)能和壓力變化較大，為了隨時(shí)掌握管道的運(yùn)行狀況，全線(xiàn)應(yīng)定期采取清管作業(yè)來(lái)保證管道安全作業(yè)。類(lèi)型和特點(diǎn)如下表1.4所示。表1.4清管器類(lèi)型、優(yōu)缺點(diǎn)比較清管器優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)過(guò)盈量清管球通用性強(qiáng)，使用廣泛；變形能力最好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單消除塊狀物體的效果不好；不能定向攜帶檢測(cè)儀器2%～5%皮碗型清管器能攜帶檢測(cè)儀器運(yùn)行時(shí)保持固定方向2%～5%泡沫塑料清管器很好的變形能力和彈性；良好的密封性不能在管道的任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)2%～5%智能清管器可檢測(cè)管道變形、管道腐蝕、管道埋深一旦放進(jìn)管道遭破壞，將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)后續(xù)處理也很麻煩2