“海洋石油113” 號(hào)FPSO永久復(fù)產(chǎn)水系統(tǒng)擴(kuò)容改造

王 蓉 徐 閩 蔣 濤

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司 油田建設(shè)工程設(shè)計(jì)研發(fā)中心 天津300452；2.中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司 天津300461；3.中海油能源發(fā)展股份有限公司銷售服務(wù)分公司 天津300452）

“海洋石油113” 號(hào)FPSO永久復(fù)產(chǎn)水系統(tǒng)擴(kuò)容改造

王 蓉1徐 閩2蔣 濤3

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司 油田建設(shè)工程設(shè)計(jì)研發(fā)中心 天津300452；2.中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司 天津300461；3.中海油能源發(fā)展股份有限公司銷售服務(wù)分公司 天津300452）

隨著渤中25-1/S油田及周邊渤中19-4油田的開(kāi)發(fā)，“海洋石油113”號(hào)FPSO上部組塊水系統(tǒng)已無(wú)法滿足目前的生產(chǎn)需求。此次借油田復(fù)產(chǎn)之際進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容改造，在大幅提升FPSO水系統(tǒng)的生產(chǎn)處理能力的同時(shí)也增加了注水外輸能力，為整個(gè)區(qū)塊油田進(jìn)一步提高產(chǎn)量發(fā)揮重要作用。文中簡(jiǎn)要闡述了“海洋石油113”號(hào)FPSO上部組塊水系統(tǒng)的擴(kuò)容改造，并提出需注意的問(wèn)題，從而為后期類似項(xiàng)目的建設(shè)改造提供借鑒。

FPSO；“海洋石油113” 號(hào)；上部組塊； 水系統(tǒng)；擴(kuò)容改造

引 言

渤中25-1/S油田位于中國(guó)渤海灣東南部海域。整個(gè)區(qū)塊包括WHPA、WHPB、WHPC、WHPD、WHPE、WHPF 6座井口平臺(tái)、1座單點(diǎn)系泊系統(tǒng)（SPM）和1艘浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油輪（FPSO）?！昂Ｑ笫?13”號(hào)是一艘集原油生產(chǎn)處理、儲(chǔ)存外輸及生活、動(dòng)力供應(yīng)于一體的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置（簡(jiǎn)稱FPSO）。該FPSO除了處理渤中25-1/渤中25-1南油田中的6座井口平臺(tái)物流外，也處理來(lái)自渤中19-4油田的物流。同時(shí)將處理合格后的生產(chǎn)水作為注水水源分配到整個(gè)油田及渤中19-4油田。

2009年由于颶風(fēng)導(dǎo)致“海洋石油113”號(hào)FPSO漂離系泊系統(tǒng)導(dǎo)致渤中25-1/S油田停產(chǎn)。為盡快恢復(fù)油田生產(chǎn)，啟動(dòng)了渤中25-1/S油田永久復(fù)產(chǎn)項(xiàng)目。同時(shí)，隨著渤中25-1/渤中25-1南油田進(jìn)入生產(chǎn)中后期及周邊新平臺(tái)的投產(chǎn)，“海洋石油113”號(hào)FPSO的處理能力，尤其是生產(chǎn)水處理及注水系統(tǒng)能力已不能滿足整個(gè)區(qū)塊，作業(yè)區(qū)決定對(duì)渤中25-1/S油田永久復(fù)產(chǎn)及升級(jí)改造。本文介紹了本次永久復(fù)產(chǎn)及升級(jí)改造中水系統(tǒng)改造校核及方案確定，并對(duì)日后類似改造項(xiàng)目提供參考。

1 水工藝系統(tǒng)改造

表1 是“海洋石油113”號(hào)FPSO生產(chǎn)水處理系統(tǒng)及注水系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力與實(shí)際需求對(duì)比。

表1 FPSO生產(chǎn)水處理及注水系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力與實(shí)際需求對(duì)比表m3/d

從表1 看出，生產(chǎn)水系統(tǒng)及注水系統(tǒng)實(shí)際需求已超出FPSO上的設(shè)備能力，必須對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)容改造，滿足本油田及周邊油田的生產(chǎn)需求；同時(shí)，生產(chǎn)水量超出注水量，須對(duì)多余污水的接收問(wèn)題進(jìn)行考慮。

1.1 改造思路及可行性分析［1］

1.1.1 改造思路

（1）對(duì)生產(chǎn)污水處理及注水系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容改造，增大其處理能力；

（2）改造后，生產(chǎn)水處理能力滿足渤中25-1/S油田及渤中19-4油田潛力方案，并滿足處理合格生產(chǎn)水及全部外輸注水；

（3）改造流程盡可能簡(jiǎn)單，減少施工作業(yè)難度及費(fèi)用；

（4）盡量保證船體最小改動(dòng)，改造后不影響船體的穩(wěn)定；

（5）改造后便于現(xiàn)場(chǎng)人員作業(yè)及維護(hù)。

1.1.2 可行性分析

為了能最大限度利用已有設(shè)備，因此對(duì)現(xiàn)有污水艙作了調(diào)研與分析。目前共有3臺(tái)污水增壓泵，出口總管線φ406.4 mm。由于水量增加較大，必須考慮更換原污水增壓泵或者增加1臺(tái)污水增壓泵。但調(diào)研發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)空間狹小，更換設(shè)備及管線的施工難度巨大，因此借鑒原油艙內(nèi)的潛沒(méi)式泵，考慮在生產(chǎn)水艙內(nèi)增加一個(gè)潛沒(méi)式泵為擴(kuò)容后的設(shè)備提供生產(chǎn)水。

在FPSO上右舷原氣浮旁有一個(gè)預(yù)留區(qū)域，可考慮布置部分設(shè)備。除此之外， FPSO上其余空間緊湊，均無(wú)法完成工藝改造方案中的剩余設(shè)備，需對(duì)FPSO上的兩層工藝甲板進(jìn)行外擴(kuò)。經(jīng)校核計(jì)算，并經(jīng)船體穩(wěn)定性試驗(yàn)分析，外擴(kuò)工藝甲板滿足工藝擴(kuò)容需求外不影響船體穩(wěn)定性。

對(duì)于富裕污水，則要求在此次改造項(xiàng)目中滿足全部生產(chǎn)水處理合格并全部外輸。

1.2 改造方案

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)調(diào)研、論證及實(shí)驗(yàn)室模擬，最終的改造方案確定為并聯(lián)一套與原處理流程相同的設(shè)備，具體為：新增一臺(tái)生產(chǎn)水增壓泵（潛沒(méi)式泵），改造后三用一備；一臺(tái)氣浮機(jī)與原氣浮并聯(lián)；兩臺(tái)生產(chǎn)水泵，改造后新增兩臺(tái)生產(chǎn)水泵一用一備；三臺(tái)雙介質(zhì)核桃殼過(guò)濾器，改造后八用一備。擴(kuò)容后生產(chǎn)水處理系統(tǒng)處理能力為36 720 m3/d。注水系統(tǒng)中將原90 m3容積的凈水緩沖罐更換為132 m3；新增兩臺(tái)注水增壓泵改造后五用一備。擴(kuò)容后的注水系統(tǒng)注水能力為40 800 m3/d。改造方案流程示意圖見(jiàn)圖1，圖中實(shí)線為擴(kuò)容改造部分。

經(jīng)設(shè)計(jì)人員分析，改造方案采用與FPSO上原生產(chǎn)水處理流程及參數(shù)相同的設(shè)備，不僅可以保證生產(chǎn)水處理合格，也避免由于新工藝新設(shè)備造成現(xiàn)場(chǎng)操作及維護(hù)困難。在便于采辦的同時(shí)也減少了現(xiàn)場(chǎng)改造的施工量及難度。

圖1 改造方案流程圖

2 注水海管校核

除以上FPSO上工藝擴(kuò)容改造外，必須對(duì)FPSO去往各周邊井口平臺(tái)的注水海管進(jìn)行校核，分析其是否能滿足最新配產(chǎn)中的注水分配。全油田區(qū)塊的注水流程圖見(jiàn)圖2。

經(jīng)校核， SPM～BZ25-1WHPB及SPM～BZ25-1WHPD兩條注水管道在最大輸水年時(shí)負(fù)擔(dān)較重（校核結(jié)果見(jiàn)表2），但經(jīng)海管結(jié)構(gòu)校核及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，兩條海管均可滿足最新輸量要求?？紤]到在最大輸水年出現(xiàn)較晚，后期新油田的新規(guī)劃會(huì)考慮緩解輸水壓力，因此，目前暫不對(duì)其進(jìn)行更換。

圖2 全區(qū)塊油田注水流程圖

表2 SPM～BZ25-1WHPB及SPM～BZ25-1WHPD注水海管校核結(jié)果

3 消防水系統(tǒng)改造

由于部分工藝設(shè)備增加，工藝設(shè)備集中的上部組塊的消防水系統(tǒng)也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)改造以滿足消防要求，F(xiàn)PSO上部組塊消防水由船體供給?！昂Ｑ笫?13”號(hào)FPSO上部組塊分為6個(gè)火區(qū)，分別為火區(qū)705、706、707、708、709、710。在每個(gè)模塊之間均設(shè)有水幕系統(tǒng)進(jìn)行水幕分隔及消防防護(hù)?；饏^(qū)706、707、709、710都有工藝系統(tǒng)新增設(shè)備。經(jīng)校核新增設(shè)備使火區(qū)706及707所需消防水量已超出“海洋石油113”號(hào)FPSO消防水系統(tǒng)能接受的范圍?？紤]到船體消防泵能力及改造難度限制，因此必須盡量減少船體改動(dòng)，設(shè)計(jì)人員考慮將水幕重新分配，分隔最大火區(qū)。將火區(qū)706、707分隔成火區(qū)706、707、720、721，減小火區(qū)消防水用量，使最大火區(qū)需要的冷卻水量與現(xiàn)有消防泵匹配。改造前后水幕分隔示意圖見(jiàn)圖3、圖4。

圖3 改造前水幕分隔示意圖

圖4 改造后水幕分隔示意圖

4 改造中注意的問(wèn)題

由于FPSO設(shè)施形式與固定平臺(tái)不同，其主要由船體、上部組塊、動(dòng)力模塊及生活模塊等組成。文中簡(jiǎn)介了此次FPSO上部組塊水系統(tǒng)擴(kuò)容改造。在改造設(shè)計(jì)中，需要注意考慮以下問(wèn)題：

（1）涉及到全油田的突出問(wèn)題，告知業(yè)主提出解決方案，并由業(yè)主確認(rèn)；

（2）方案的確定應(yīng)考慮盡最大可能減少施工作業(yè)難度及費(fèi)用；

（3）注重現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，根據(jù)實(shí)際情況不斷調(diào)整方案；

（4）注重現(xiàn)場(chǎng)人員的反饋情況，盡可能避免改造后現(xiàn)場(chǎng)操作及維修困難；

（5）注重與船體及其他專業(yè)間界面溝通，避免現(xiàn)場(chǎng)缺漏及重復(fù)。

5 結(jié) 論

隨著油田生產(chǎn)的調(diào)整及周邊新油田的陸續(xù)介入，老油田油井含水量增加，全海式開(kāi)發(fā)中的中心處理平臺(tái)及FPSO上的水處理系統(tǒng)能力也遭受?chē)?yán)峻考驗(yàn)，因此，可通過(guò)自身挖潛與擴(kuò)容改造，充分利用現(xiàn)有資源，來(lái)解決當(dāng)前的難題［1］。此次，利用“海洋石油113”號(hào)FPSO永久復(fù)產(chǎn)之際，對(duì)其水工藝系統(tǒng)進(jìn)行改造與實(shí)踐，解決了全油田處理能力不足的問(wèn)題，為油田群的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)及周邊油田順利開(kāi)發(fā)發(fā)揮了重要作用。本項(xiàng)目的成功實(shí)施為日后類似的油田改造提供借鑒。

［1］ 張紹廣. “海洋石油102”FPSO生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程改造與實(shí)踐［J］.中國(guó)海上油氣，2012，24（2），70-72.

［2］ 趙耕賢. FPSO設(shè)計(jì)綜述［J］. 船舶，2005（6）：1-5.

［3］ DNV. DNV-OS-D301 Fire Protectinon ［S］. Norway：2005.

Capacity expansion and reconstruction of permanent reopened
“HYSY 113” FPSO water system

WANG Rong1XU Min2JIANG Tao3

(1. Engineering Research & Design Center, CNOOC Energy Technology & Services Co., Oilfield Construction Engineering Co., Tianjin 300452, China; 2. Tianjin Branch of CNOOC(China) Ltd., Tianjin 300461, China; 3. CNOOC Energy Technology & Services-Marketing Services Co., Tianjin 300452, China)

With the development of BZ25-1/S and peripheral BZ19-4 Oil field, the water system on topside of“HYSY 113” FPSO cannot satisfy the current production demand. The capacity expansion and reconstruction of this system is carried out with permanent reopening. It can increase the processing capacity of FSPO water system and transport capacity of injection water, which plays an important role in the increasing output of the overall oil field. The paper briefly introduces the capacity expansion and reconstruction of the water system on the topside of“HYSY 113” FPSO, and puts forward the questions that should be noticed, and which can provide reference for further similar designs.

“HYSY 113”FPSO; topside; water system; capacity expansion and reconstruction

U664.8

A

1001-9855（2014）01-0058-04

2013-08-01；

2013-09-05

王 蓉（1982-），女，工程師，主要從事海上油田工藝設(shè)計(jì)工作。

徐 閩（1981-），男，工程師，主要從事海上油田項(xiàng)目管理工作。

蔣 濤（1971-），男，高級(jí)工程師，主要從事海洋裝備工程技術(shù)研究。