基于多功能支持平臺(tái)的海洋平臺(tái)熱采作業(yè)

林濤，孫永濤，馬增華，王少華

中海油田服務(wù)股份有限公司油田生產(chǎn)研究院，天津300450

基于多功能支持平臺(tái)的海洋平臺(tái)熱采作業(yè)

林濤，孫永濤，馬增華，王少華

中海油田服務(wù)股份有限公司油田生產(chǎn)研究院，天津300450

文章針對(duì)海洋平臺(tái)熱采作業(yè)的發(fā)展需求，提出了一種基于多功能支持平臺(tái)的海洋平臺(tái)的熱采作業(yè)模式。通過(guò)對(duì)海洋生產(chǎn)平臺(tái)和多功能支持平臺(tái)的性能分析，并與海上熱采作業(yè)的需求進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合適應(yīng)性改造，優(yōu)化了基于多功能支持平臺(tái)的海洋平臺(tái)熱采工藝流程。實(shí)踐表明該作業(yè)模式是科學(xué)的，為后續(xù)油田的開(kāi)發(fā)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

海上油田；多功能；支持平臺(tái)；熱采作業(yè)

0 引言

海上稠油儲(chǔ)量豐富，隨著海上稠油熱力開(kāi)采步伐的加快，海上稠油熱采取得了顯著的效果，目前主要以多元熱流體吞吐熱采為主。該技術(shù)是一種新型復(fù)合熱采技術(shù)，符合當(dāng)前熱采技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，其是通過(guò)燃燒產(chǎn)生高溫高壓的水蒸氣、CO2及N2等混合氣體[1]，將其注入井下、油層，具有氣體混相驅(qū)（氮?dú)怛?qū)、二氧化碳驅(qū)）和熱力采油（蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)）的特點(diǎn)[2-4]，適合在海上稠油油田的熱采開(kāi)發(fā)。

海洋生產(chǎn)平臺(tái)僅能滿足單井注多元熱流體作業(yè)的需求，隨著海上熱采規(guī)?；膶?shí)施，以及與生產(chǎn)平臺(tái)的增產(chǎn)、增注措施和常規(guī)修井作業(yè)交叉，導(dǎo)致平臺(tái)的場(chǎng)地作業(yè)有限、外輸能力有限、生活支持有限，迫切需要一種新的熱采開(kāi)采模式[5]。

1 海洋平臺(tái)與多功能支持平臺(tái)基本參數(shù)

1.1 海洋平臺(tái)基本參數(shù)

以渤海灣A-1平臺(tái)為例（見(jiàn)圖1），該平臺(tái)為6腿導(dǎo)管架采油平臺(tái)，設(shè)計(jì)水深12.6 m，平臺(tái)包括導(dǎo)管架、上部組塊（四層）、鉆井模塊（包括鉆機(jī)模塊和支持模塊）和生活樓模塊。分上、中、下甲板及工作甲板。上層甲板規(guī)格約為56 m×33.2 m，標(biāo)高為24.3 m，此層甲板主要分為兩個(gè)區(qū)域，即生活區(qū)和鉆井模塊區(qū)；中層甲板規(guī)格約為44 m×33.2 m，標(biāo)高為19.3 m，此層甲板主要布置公用設(shè)備及公用房間；下層甲板規(guī)格約為44 m×33.2 m，標(biāo)高為14.3 m，為井口、生產(chǎn)區(qū)和公用設(shè)備區(qū)；工作甲板規(guī)格約為12 m×19.2 m，標(biāo)高為10.8 m。

圖1 A-1采油平臺(tái)實(shí)物照

1.2 多功能支持平臺(tái)基本參數(shù)

多功能支持平臺(tái)能提供海上生活支持、工程支持和探井、開(kāi)發(fā)井及調(diào)整井的鉆井、修井等作業(yè)支持服務(wù)[6]。以D-1多功能支持平臺(tái)為例（見(jiàn)圖2），該平臺(tái)為多功能自升助航式工程支持平臺(tái)，三角形船體，帶3根圓柱形樁腿，自帶航行推進(jìn)器與控制系統(tǒng)，樁腿為電控液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒條，具備自升式鉆井船的升降功能。該平臺(tái)設(shè)計(jì)定位為渤海灣的石油生產(chǎn)平臺(tái)提供完井增產(chǎn)支持、修井支持、生活支持、電力供應(yīng)等支持作業(yè)，具備以下特點(diǎn)：

（1）生活支持模塊，提供至少90人的生活支持能力。

（2）場(chǎng)地支持模塊，提供較大的作業(yè)面積，承載能力強(qiáng)，可解決生產(chǎn)甲板太小，無(wú)法存放物料的問(wèn)題。

（3）作業(yè)支持模塊，具備較強(qiáng)的吊機(jī)能力，較大的油、氣、水供給能力，滿足各項(xiàng)大型作業(yè)的需求。

為滿足在采油平臺(tái)附近的定位和作業(yè)需要，設(shè)計(jì)了3根帶齒輪齒條樁腿，液壓驅(qū)動(dòng)，樁腿提升速度為0.9 m/min，樁腿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為79.3 m。能夠滿足作業(yè)需求（渤海灣作業(yè)水深在35 m左右的采油平臺(tái)居多）。

圖2 D-1多功能支持平臺(tái)實(shí)物照

2 熱采作業(yè)的需求分析

海洋平臺(tái)熱采作業(yè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要求熱采設(shè)備具有設(shè)備設(shè)施緊湊、自動(dòng)化程度高、安全性及環(huán)保要求高等特點(diǎn)，同時(shí)需要考慮生產(chǎn)平臺(tái)的空間限制、承重能力、吊裝能力、資源供給能力等，在綜合滿足上述條件后平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)熱采作業(yè)。

針對(duì)A-1平臺(tái)和D-1多功能支持平臺(tái)，其可供的資源與熱采作業(yè)的需求見(jiàn)表1。

表1 平臺(tái)資源供給與熱采需求

單獨(dú)采用A-1平臺(tái)實(shí)施海上熱采作業(yè)，僅能滿足單井熱采作業(yè)的要求，無(wú)法同時(shí)進(jìn)行多口井作業(yè)或常規(guī)修井作業(yè)；而采用“A-1海洋平臺(tái)+D-1多功能支持平臺(tái)”的模式可滿足規(guī)劃化熱采作業(yè)的需求。

3 基于多功能支持平臺(tái)的熱采工藝

采用基于多功能支持平臺(tái)的熱采工藝既可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)平臺(tái)鉆井（修井、增產(chǎn)增注措施等）作業(yè)與注熱作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，也可實(shí)現(xiàn)兩口井同時(shí)進(jìn)行熱采作業(yè)，同時(shí)可解決多項(xiàng)作業(yè)的生活支持問(wèn)題，提高作業(yè)時(shí)效。

3.1 平臺(tái)設(shè)備優(yōu)化布置

工藝的實(shí)施首先必須保證設(shè)備的安全、高效使用，D-1多功能支持平臺(tái)與A-1平臺(tái)是兩個(gè)獨(dú)立的平臺(tái)，地面注熱管道（高溫高壓）需橫跨兩平臺(tái)，這是此方案面臨的最大問(wèn)題。

A-1平臺(tái)為6腿導(dǎo)管架平臺(tái)，D-1多功能支持平臺(tái)為3樁腿結(jié)構(gòu)，在渤海海域氣候惡劣的情況下兩平臺(tái)晃動(dòng)幅度不同，會(huì)產(chǎn)生一定程度的相對(duì)位移。其中D-1多功能支持平臺(tái)的最大搖晃角度接近0.4°，放置注熱裝備的遮蔽甲板的擺動(dòng)幅度達(dá)260 mm，兩平臺(tái)的晃動(dòng)錯(cuò)位給輸送高溫、高壓多元熱流體的注熱管道帶來(lái)了安全隱患。

為此通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將多元熱流體發(fā)生器主機(jī)艙的燃燒器及輸出部分單獨(dú)成橇置于A-1平臺(tái)的中層甲板，使地面注熱管道集中于A-1平臺(tái)；同時(shí)將油、氣、水三路供給的系統(tǒng)管道橫跨棧橋連接至燃燒器艙，由于三路供給管道都是低溫介質(zhì)，在設(shè)計(jì)上采用部分高強(qiáng)度的高壓軟管配合硬管連接方式，用以消除兩平臺(tái)晃動(dòng)錯(cuò)位給供給管道帶來(lái)的安全隱患。

3.2 熱采工藝流程優(yōu)化

遵循設(shè)備布置原則，結(jié)合熱采工藝方案的需求，對(duì)多元熱流體注熱裝備所需的場(chǎng)地、水、電、油等進(jìn)行了合理的配置和優(yōu)化，高壓油管、高壓水管、高壓空氣管等采用37°球面型管路連接件，公稱壓力≤35 MPa，管路試驗(yàn)壓力40 MPa，管道用管夾固定，在兩平臺(tái)連接的棧橋處用2 m高壓軟管過(guò)渡，高壓軟管外表面包裹金屬編織，具體工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 基于多功能支持平臺(tái)的海洋平臺(tái)熱采工藝流程示意

4 現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)效果

已成功實(shí)施A-1和D-1平臺(tái)聯(lián)合作業(yè)共7井次，取得明顯成效。以A-3井為例，該井自噴生產(chǎn)期間，最高日產(chǎn)液107 m3，最高日產(chǎn)油94 m3，第一周期累產(chǎn)超過(guò)2萬(wàn)m3。該作業(yè)模式有效解決了A-1平臺(tái)鉆/修井期間無(wú)法進(jìn)行熱采作業(yè)以及多口井不能同時(shí)進(jìn)行熱采作業(yè)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了鉆井和熱采作業(yè)共同開(kāi)展的目標(biāo)，提高了作業(yè)時(shí)效。

[1]林濤，孫永濤，馬增華，等.多元熱流體熱采技術(shù)在海上探井測(cè)試中適應(yīng)性研究[J].海洋石油，2012，32（2）：51-53.

[2]唐曉旭，馬躍，孫永濤.海上稠油多元熱流體吞吐工藝研究及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)[J].中國(guó)海上油氣，2011，23（3）：185-188.

[3]林濤，孫永濤，馬增華，等.多元熱流體熱-氣降黏作用初步探討[J].海洋石油，2012，32（3）：74-76.

[4]孫玉豹，孫永濤，林濤.渤海油田多元熱流體吞吐自噴期生產(chǎn)控制[J].石油化工應(yīng)用，2012，31（5）：10-12.

[5]陳明.海上稠油熱采技術(shù)探索與實(shí)踐[M].北京：石油工業(yè)出版社，2012．

[6]司江舸，周炳.多功能自升式平臺(tái)研制[J].中國(guó)海洋平臺(tái)，2012，27（2）：10-13.

ThermalRecoveryOperation Based on MultifunctionalSupporting Platform and Offshore Production Platform

Lin Tao，Sun Yongtao，Ma Zenghua，Wang Shaohua
COSLOilfield Optimization R&D Institute，Tianjin 300450，China

According to the development need in heavy oil thermal recovery operation of offshore platform，a new mode of thermal recovery operation is proposed based on an offshore production platform and a multifunctional platform.By conducting function analysis of the offshore production platform and the multifunctional supporting platform and comparing platform functions with the requirements of thermal recovery operation，the optimization of thermal recovery process flow based on the new thermal recovery mode is applied in combination with the adaptive transformation.The practice shows that this thermal recovery mode is scientific and provides valuable experience for subsequent development of oilfields.

offshore oilfields；multifunction；supporting platform；thermalrecovery operation

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.01.007

林濤（1983－），男，四川成都人，工程師，2008年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院油氣田開(kāi)發(fā)工程專業(yè)，碩士，現(xiàn)從事海上油田采油工藝技術(shù)研究。

2014-03-21；

2014-10-15