Курс «Применение трубопроводной арматуры». Модуль «Арматура и оборудование морских платформ»

Утилизация газов

Отгрузка газа с производственной платформы будет зависеть от сочетания объема резервуаров и экономических факторов. Если же производство скважин – это, прежде всего нефть, то газ может быть обработан в качестве побочного продукта и может быть размещен наиболее экономичным способом. Конечно же, подача газа по трубопроводу на берег для продажи и использования в качестве топлива, как правило, предпочтительна, если это можно сделать экономически выгодно. Закачка газа обратно в пласт является общей альтернативой. Это помогает поддерживать пластовое давление и экономит газ для возможной будущей продажи. В некоторых областях сжигание газа еще приемлемо, но сейчас многие страны запрещают это, за исключением коротких периодов запуска скважин, испытаний и для утилизации небольшого количества остаточных отработавших газов.

Водоотведение

Пластовая вода обычно очищается, так что она может быть слита в море на шельфе в соответствии с правительственными правилами или закачиваться в резервуар. В любом случае, используется сочетание механических и химических методов для кондиционирования пластовой воды перед утилизацией. Осаждение и фильтрация используется для удаления нефти и других загрязняющих веществ из воды. Химическая обработка является общим способом для контроля бактерий и коррозии в нагнетательных скважинах.

Инженерное обеспечение буровых работ на море

Ускоренное развитие конструкций морских стационарных платформ произошло при освоении месторождений Северного моря. Там широко применяются массивные железобетонные платформы гравитационного типа и стационарные металлические платформы, закрепляемые на морском дне сваями. Разработан ряд конструкций платформ для работы в ледовых условиях. Для глубоководных акваторий имеются платформы с натяжными опорами. Для бурения с искусственных островов используются наземные буровые установки.

Буровые установки на морских стационарных платформах используются для бурения эксплуатационных скважин и проведения специальных работ в добывающих скважинах. Общее число скважин, которое может быть пробурено с одной платформы, зависит от фильтрационно-емкостных свойств пласта и размеров залежи и обычно не превышает 50 скважин. В большинстве случаев буровая вышка находится постоянно на платформе.

Полупогружная ПБУ представляет собой плавучую конструкцию, используемую для бурения скважин при глубинах моря от 60 до 2500 м. Она буксируется или переправляется с одного места бурения на другое самостоятельно за счет имеющейся системы гребных винтов. Большинство полупогружных ПБУ закрепляется на месте бурения тросами для обеспечения стабильного положения. Некоторые современные установки для поддержания точного положения при бурении на больших глубинах снабжены системой динамического позиционирования, основанной на системе движителей и точной навигации.

Самоподъемная ПБУ представляет собой опирающуюся на дно конструкцию, используемую для бурения при глубинах моря от 20 до 120 м. Самоподъемная установка буксируется к месту бурения, после чего ноги платформы спускаются и плотно прижимаются к морскому дну, обеспечивая стабильное положение платформы при бурении.

Затраты на обустройство морских нефтегазовых месторождений составляют свыше 50% всех капиталовложений. Стоимость больших нефтегазопромысловых платформ (например, платформа Тролль в Северном море) может достигать 1 млрд. долл. Удельные затраты на прокладку глубоководного магистрального трубопровода достигают 3 млн. долл. за километр.

На современных буровых установках используется система верхнего привода (СВП), исключающая использование ротора и ведущей бурильной трубы. СВП – это силовой вертлюг, который подвешивается на талевом блоке и перемещается по направляющим рельсам, принимающим на себя реактивный вращающий момент. СВП имеет электрический или гидравлический двигатель, редуктор и ввинчивается непосредственно в бурильную свечу. При использовании СВП бурильная колонна наращивается трехтрубными свечами.

Система контроля давления в скважине, препятствующая выбросу углеводородов, имеет следующую особенность: при проведении буровых работ на стационарной платформе, самоподъемной ПБУ и при наземном бурении превенторы располагаются непосредственно под буровой площадкой; в случае применения полупогружных ПБУ и буровых судов превенторы располагаются на морском дне. Система циркуляции промывочной жидкости является закрытой напорной.

Для северных и арктических условий влияние окружающей среды является определяющим фактором стоимости работ по добыче нефти и газа.

Особенность разработки морских и газовых месторождений состоит в том, что в проектах с целью снижения затрат предусматривают разработку месторождения, включая бурение скважин, добычу и подготовку нефти с кустовых стационарных платформ. При этом часть эксплуатационного оборудования размещают на буровой стационарной платформе, а вторую часть размещают на отдельной стационарной платформе. Так, на морском месторождении Фортиз в Северном море при глубине воды 73 м, сетка разработки имеет четыре куста скважин, каждый из которых пробурен со стационарной металлической платформы. Каждый куст содержит 27 скважин при сетке разработки 48 га на каждую скважину. Максимальный зенитный угол стволов скважин 55⁰.

Скважины, пробуренные на шельфе и подготовленные к эксплуатации, можно разделить на скважины с подводным заканчиванием, которые оснащаются устьевым оборудованием, расположенным на морском дне, и скважины с расположением устьевого оборудования на платформе. Подводные скважины эффективны в тех случаях, когда небольшие залежи углеводородов расположены поблизости от существующей инфраструктуры или все отверстия платформы уже задействованы для других скважин.

Основное надводное технологическое оборудование для обеспечения добычи

Как уже упоминалось ранее, сырая нефть, как правило, подвергается обработке на надводной части морской платформы перед отгрузкой на сушу. Из-за ограничений в пространстве и весе на палубах платформы, требуется, чтобы технологический комплекс был компактным, поэтому его конструкция более сложная, чем у берегового технологического комплекса.

Требования к надводной части систем обработки зависят от условий скважины и будущих планов по расширению. В связи с этим часто предусматривается рост мощностей по добыче на 20-50%, что завышает рабочие диаметры трубопроводов и арматуры. Общие системы, устанавливаемые в надводной части морских добычных систем, и которые необходимы для обычного глубоководного месторождения приведены ниже:

– Система управления эксплуатации скважины

– Гидравлическая силовая установка

– Источники бесперебойного питания

– Регулирующие клапаны

– Мультифазные измерительные системы

– Блок перекрытия скважины

– Сепаратор сырой нефти

– Система подавления эмульсии

– Насосные и измерительные системы

– Теплообменник сырой нефти и газа

– Электрическая система нагрева

– Компрессоры газа

– Установки стабилизации конденсата

– Подводные устройства для ввода химических реагентов

– Система запуска очистителей и система их приема

– Насосы очистки и пр.

Индустриализация инженерного оборудования МП

В последнее время для скважин технологической линии добычи, сбора и предварительной подготовки к транспорту нефти, газа и конденсата применяются автоматизированное блочно-комплектное оборудование высокой заводской готовности.

Пример: Блочно-модульная установка оснащения куста газоконденсатных скважин