Раздел 2. Морская стационарная
 Скачать 4.78 Mb.
|
|
ПОДВОДНЫЕ ПРОМЫСЛОВЫЕ СИСТЕМЫ 1 Способ применения подводных промыслов является наиболее перспективным при освоении глубоководных месторождений. Он основан на использовании так называемых систем подводного заканчивания скважин, у которых устья располагаются на морском дне. Там же находятся оборудование системы сбора и транспорта продукции скважин, подводные нефтепроводы, системы ППД, энергоснабжения, телекоммуникаций и управления. Подводные промыслы могут быть полностью автономными, а также применяться в сочетании со стационарными или плавучими технологическими платформами. 2 По сравнению с традиционными методами освоения, когда устья скважин размещены на стационарных платформах, данный способ имеет следующие преимущества: ускоренный вывод месторождения на проектную мощность за счет пуска в эксплуатацию ранее пробуренных с ПБУ скважин; гибкость технологии подводной добычи из-за возможности быстрой смены оборудования (например, при переходе с фонтанного на газлифтный способ добычи путем замены одной технологической платформы на другую); возможность сезонной и непрерывной разработки месторождений, расположенных в суровых арктических условиях, независимо от наличия ледовой обстановки, торосов, айсбергов и др. Оборудование для подводной эксплуатации подразделяют на "мокрые", "сухие" и гибридные системы. 3 Наибольшее распространение в мире получили "мокрые" системы (90% всех подводных скважин), которые отличаются большим конструктивным разнообразием. Это может быть как отдельно стоящая фонтанная арматура, так и сложные, размещенные внутри подводных гидротехнических сооружений комплексы, включающие куст из 12-24 устьев скважин и более, манифольд, энергетический блок, систему управления и т.д. Система добычи "мокрого" типа состоит из устья одной скважины, оборудованной подводной фонтанной арматурой и соединенной выкидной линией (подводным трубопроводом) и райзером со стационарной платформой или плавсредством, как правило, расположенными над скважиной. 4 5 Для этой цели могут быть использованы переоборудованные танкеры, плавучие и стационарные платформы. Для контроля за параметрами добываемой продукции, положением запорных органов и управления ими существует несколько типов систем, выполняющих указанные функции: с гидравлическим, электрическим и комбинированным приводом. При этом пульт управления расположен на платформе и связан с подводным устьем шлангокабелем. Заканчивание и ремонт подводной скважины осуществляют с ППБУ или бурового судна. В первом случае подводную арматуру монтируют на устье при использовании специального технологического стояка и автономной гидравлической станции управления. Ремонт, обследование и техническое обслуживание проводят или с помощью водолазов, или телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов либо роботов-манипуляторов. 6 "Сухие" системы представляют собой одноатмосферную камеру с расположенным внутри нее устьевым оборудованием. Камера оснащена шлюзом для стыковки с подводным аппаратом, доставляющим в нее оператора. Преимущества этого типа систем заключаются в том, что они могут работать на больших глубинах моря (до 800 - 900 м) без применения сложной водолазной техники, которая в настоящее время пока еще не соответствует требованиям для данных условий. Гибридные системы состоят из основного комплекта оборудования устья скважин, размещенного на дне, и дополнительного - на стационарной платформе. Оба они находятся один над другим и соединяются вертикальным райзером. Число таких систем составляет около 5% общего числа подводных скважин. 7 8 Анализ современных тенденций освоения морских месторождений нефти и газа на средних и больших глубинах моря с использованием систем подводного заканчивания показал, что: Для изолированных небольших (так называемых малорентабельных) месторождений, разрабатываемых 1 - 2 скважинами, в качестве технологической платформы используют переоборудованный танкер, на палубе которого размещают оборудование для подготовки нефти. 9 10 Для месторождений средних размеров предполагают применять подводный манифольдный центр, включающий куст скважин на одной донной плите и ряд сателлитных, используемых как добычные или нагнетательные. Для крупных месторождений используют систему, состоящую из центрального куста скважин с подводным манифольдом, нескольких периферийных кустов и ряда одиночных скважин, управляемых со стационарных или плавучих технологических платформ. 11 КОНСТРУКЦИИ СИСТЕМ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ НЕФТИ 1 В случае разработки морских месторождений многоскважинными системами традиционную буровую технику можно применять лишь после сооружения и ввода в эксплуатацию стационарной платформы. Это затруднило бы окупаемость исходных капиталовложений вплоть до последних этапов освоения залежей. Вследствие этого разработка глубоководных месторождений и их периферийных участков, а также месторождений в районе Арктики стала бы экономически нерентабельной. Если стоимость сооружения стационарной платформы оказывается экономически неприемлемой, следует использовать подводную добычную систему, содержащую комплекс средств эксплуатации: плавучие буровые системы, фонтанную арматуру, рабочие трубопроводы и приспособление для нагнетания газа и воды. 2 В противном случае подводная система может служить лишь коллектором для скважин-спутников, которые соединены с мелководной стационарной платформой, либо посредством гибкого стояка с плавучей платформой в пределах промысла. Такое применение подводных эксплуатационных средств позволяет рентабельно разрабатывать периферийные месторождения и даже небольшие залежи крупного промысла, доступ к которым невозможен с центральной платформы при горизонтально или наклонно направленном бурении. Подводные промысловые системы в своем многообразии могут включать как одну сателлитную освоенную скважину, так и кустовой эксплуатационный комплекс с полным обеспечением подсобной энергетикой, а также коллектор для транспортирования добытой продукции на плавучую установку. Тип выбираемой системы зависит от многих факторов: места, размера и глубины разрабатываемого месторождения и др. 3 Подводные промысловые системы подразделяют на четыре следующих варианта: Подводная промысловая система с одной сателлитной скважиной; Подводная промысловая система с несколькими сателлитными скважинами; Подводная промысловая система с кустом скважин; Подводная промысловая система с наличием подводного промыслового центра. 4 В начальный период разработки месторождения одиночные скважины-спутники могут служить для ранней добычи флюида. Разведочно-эксплуатационные скважины могут быть завершены посредством подводной "елки". Эксплуатацию осуществляют с помощью выкидных линий, подающих продукцию на подводный коллектор или платформу. Такой тип разработки пригоден и для дальнейшего использования в зависимости от глубины воды, в которой планируется размещение промысла. Важное значение имеет защита устьев подводных скважин от механических повреждений льдом, тралами судов, якорями, при прокладке трубопроводов. Существует несколько способов защиты устья скважины с помощью размещения фонтанной арматуры в углублении бункера под дном, либо использования специальной вставки или кессона. 5 Подводная промысловая система с одной сателлитной скважиной Одиночные скважины соединяют с платформой, находящейся на расстоянии в несколько километров. Сателлитные скважины также можно использовать с целью нагнетания воды для увеличения отборов. На небольшой глубине (меньше 50 м) особенно важным параметром является высота устья скважины и его защитной и его защитной крыши. Такая система подвергается высоким нагрузкам окружающей среды и представляет потенциальную опасность для мореходства. В случае мелководной конструкции следует учитывать следующие факторы: воздействие сильных течений, трение и перемещение волн; расстояние между защитной крышкой и уровнем моря, соотнесенное с осадкой судов, ожидаемых в зоне. 6 7 Подводная промысловая система с несколькими сателлитными скважинами Система, состоящая из нескольких скважин-спутников, включает центральный коллектор, связанный с ними выкидными линиями. Последний является центром сбора, распределения и управления сателлитными скважинами. Данный вариант обладает следующими преимуществами: новые скважины могут осваиваться, подсоединяться к коллектору и вводиться в эксплуатацию с минимальным нарушением работающих; требуется только вертикальное бурение одиночных скважин, так как они размещаются в оптимальных местах; можно подсоединять любое число скважин к коллектору, что обеспечивает гибкость разработки месторождения; есть возможность вводить в коллектор контуры очистных скребковых устройств. 8 9 К недостаткам относятся следующие аспекты: для каждой сателлитной скважины требуются собственные выкидные линии и устройство управления, из-за чего компоновка морского основания может оказаться перегруженной, что способствует повреждениям при отсутствии защитных мер; разброс сателлитных скважин повышает возможность их повреждения рыболовными снастями или незакрепленными якорями; в зависимости от условий эксплуатации каждой скважине могут потребоваться индивидуальные защитные конструкции, изготовление и установка которых влечет за собой большие расходы, в особенности если необходимо применять опорные сваи; ремонтные работы предполагают значительные передвижения между скважинами, поэтому во избежание повреждения других установок следует тщательно укреплять ремонтные суда якорями; повреждение трубопровода управления либо нефтегазового экспортного влечет за собой потерю добычи всей установки. 10 Подводная промысловая система с кустом скважин Система куста состоит из центрального коллектора и индивидуальных скважин, расположенных в непосредственной близости одна от другой и коллектора, причем скважины обычно размещают одно- или двухрядно. Рассматриваемая система имеет следующие преимущества: промысел имеет компактные размеры и не подвергается опасности повреждения рыболовными снастями или якорями; ремонтные работы довольно просты и требуют незначительных перемещений судов между скважинами; коллектор на 50 - 60% меньше по объему и массе, поэтому его гораздо легче изготовить, чем рабочий темплет. Конструкция позволяет также предусматривать дальнейшие изменения и дополнения; число переходных соединительных муфт минимально, причем они могут быть стандартизированы; • в коллектор можно включать очистные скребковые устройства. 11 12 Недостатки данного варианта состоят в следующем: полная эксплуатация промысла может потребовать бурения наклонно направленных скважин; больший риск повреждения предметами других подводных установок в период бурения и ремонтных работ; отсутствие темплетов для бурения скважин; могут понадобиться индивидуальные защитные крышки; необходимость установки между устьями скважин и коллектором переходных муфт, на что уходит много времени; возможность потери добычи с помощью всей установки при повреждении главного трубопровода управления жизнеобеспечением промысла либо экспортного (магистрального) трубопровода. 13 Подводная промысловая система с наличием подводного промыслового центра Подводный промысловый центр аналогичен кустовой системе, но в этом случае все устья скважин, трубопроводы-коллекторы, блоки управления и дозировки химических реагентов объединены в одну конструкцию. Преимущества такой системы состоят в следующем: схема имеет компактные размеры; нет необходимости в наличии связующих выкидных линий и переходных муфт, а нужна только магистраль к главной установке; имеет место более эффективная компоновка трубопроводов и коллектора; в конструкцию можно включать очистные скребковые устройства; минимальное число перемещений судов между отдельными скважинами, что снижает стоимость ремонтных работ; конструкция выполняет роль подводного комплекса для бурения; имеется возможность привязки скважин-спутников; требуется всего одна установка за исключением крепления фонтанной арматуры; несомненная универсальность обслуживания устья скважины одна рама защищает все подводные системы. 14 15 Недостатки данной схемы состоят в следующем: большие капитальные затраты; необходимость наклонно направленного бурения; требование при необходимости значительной подъемной мощности для установки; возможная перегрузка запорной арматуры, что обусловлено сложными требованиями управления в связи с сообщением между собой разнопараметрических скважин при различных значениях расхода и давления потоков. 16 |