BR112020024616A2

BR112020024616A2 - layout de um campo de produção de hidrocarbonetos

Info

Publication number: BR112020024616A2
Application number: BR112020024616-6A
Authority: BR
Inventors: Steinar Lindemann HESTETUN
Original assignee: Vetco Gray Scandinavia As
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2021-03-02
Also published as: WO2019240594A1; GB202020751D0; US11542790B2; NO20180820A1; US20210238963A1; GB2589772A; AU2019286118A1; AU2019286118B2; GB2589772B

Abstract

A invenção se refere a um layout de campo de produção de hidrocarbonetos que compreende um primeiro duto (1) com um primeiro diâmetro interno e um segundo duto (2) com o primeiro diâmetro interno. Uma válvula de corte (20) com um furo interno com o primeiro diâmetro é disposta em uma disposição de conexão entre uma extremidade do primeiro duto (1) e uma extremidade do segundo duto (2). Pelo menos uma tubulação de distribuição de dois condutos principais (3) está em conexão fluida com ao menos um poço de hidrocarbonetos (8, 9). Um primeiro tubo de ramificação (16, 18) com uma primeira válvula (5, 6) é ramificado a partir do primeiro duto (1) e um segundo tubo de ramificação (17, 19) com uma segunda válvula (5, 7) é ramificado a partir do segundo duto (2). Os tubos de ramificação são conectados à pelo menos uma tubulação de distribuição (3, 4).

Description

“LAYOUT DE UM CAMPO DE PRODUÇÃO DE HIDROCARBONETOS"

[0001] O presente pedido se refere a uma configuração ou layout de campo de um duto em conexão fluida com as tubulações de distribuição utilizadas em conexão com poços, em particular para a produção de hidrocarbonetos. A presente invenção é usada para operação de inspeção ou limpeza de dutos com o uso de raspa-tubos, e inclui o uso de tubulações de distribuição de dois condutos principais.

[0002] O termo "tubulação de distribuição", em conexão com o relatório descrito apresentado a seguir, destina-se a abranger tubulações de distribuição tipicamente usadas em conexão com os campos de produção de óleo e gás e não se destina a abranger nenhum tubo ramiíificado ou conduto principal. Esses elementos também têm significado específico neste campo.

[0003] Na produção de hidrocarbonetos e no transporte de fluidos de hidrocarbonetos através de um duto, às vezes é necessário realizar várias tarefas no interior do duto. Uma maneira de realizar tais tarefas envolve o uso de um raspa- tubos que é um bujão que é bombeado através do duto para realizar a tarefa. As tarefas a serem realizadas incluem limpeza e inspeção do duto. A operação de deslocamento de um bujão envolve inserir o raspa-tubos em uma estação de lançamento e aplicar uma diferença de pressão ao bujão para deslocá-lo. O duto precisa se estender em um circuito fechado para permitir que o bujão seja deslocado através do duto e para retornar o bujão.

[0004] Cera e depósitos provenientes dos fluidos de hidrocarbonetos tendem a grudar nas paredes internas do duto em áreas frias do duto a uma certa distância dos poços, depois de o duto resfriar o fluido o suficiente para ocorrer o acúmulo de cera. Os depósitos de cera não são, portanto, tipicamente um problema nas cabeças de poço e em tubulações de distribuição e outros equipamentos próximos aos poços, uma vez que os fluidos são quentes o suficiente para evitar depósitos de cera.

[0005] O duto não pode ter o raspa-tubos realizando um percurso completo se o duto incluir equipamentos/seções com um diâmetro reduzido, se o duto não for disposto em um circuito fechado, ou se o duto não puder ser convertido em um circuito fechado.

[0006] Sistemas tradicionais com dutos estendendo-se a partir de tubulações de distribuição em um leito oceânico tipicamente incluem dois dutos. O uso de dois ou mais dutos fomece trajetórias de fluxo com baixa resistência ao fluxo, fornece um sistema à prova de falhas em caso de falha de um duto ou de algum equipamento associado a esse duto, e permite realizar manutenção sem interromper a produção.

[0007] O uso de dois dutos possibilita também que os dutos sejam dispostos em um circuito fechado para permitir que um raspa-tubos realize um percurso completo através de ambos os dutos.

[0008] O fornecimento de tal circuito fechado tipicamente envolve a instalação de um circuito fechado de duto que conecta dois furos separados de uma tubulação de distribuição transportando fluidos de um poço para os dutos. O circuito fechado de duto pode ser instalado especificamente no momento da operação de inspeção e limpeza. Alternativamente, o circuito fechado é instalado permanentemente entre os furos da tubulação de distribuição e inclui uma válvula de corte de furo completo. O raspa-tubos precisa se deslocar através da tubulação ou tubulações de distribuição em ambas as situações, e o diâmetro interno dos furos principais das tubulações de distribuição precisa ser dimensionado para os dutos para permitir a operação de inspeção e limpeza.

[0009] A operação de inspeção e limpeza de tubulações de distribuição é desnecessária quando as tubulações de distribuição operam em temperaturas em que a formação de cera não é um problema.

[0010] Nas configurações supracitadas de dutos e tubulações de distribuição, os fluidos de poços tipicamente também fluem através de várias tubulações de distribuição de modo que as tubulações de distribuição precisem adicionalmente ser dimensionadas para o fluxo máximo de fluidos provenientes de vários poços.

[0011] Dessa forma, é um objetivo da presente invenção fornecer uma configuração de poço na qual as tubulações de distribuição não precisam ser dimensionadas para o duto (que não é furo completo), mas dimensionadas apenas para o fluxo proveniente dos poços aos quais as tubulações de distribuição estão conectadas.

[0012] Além disso, para campos de produção em leito oceânico, existe uma demanda contínua por simplificação. Todos os equipamentos usados em um campo de leito oceânico precisam ser transportados remotamente e descidos até o leito oceânico, onde são necessárias operações adicionais para conectar os equipamentos e a infraestrutura para se ter um campo funcional. A completação de um campo de produção em leito oceânico é lenta e cara, e o nível de complexidade para campos remotos pode ser decisivo para a viabilidade do campo.

[0013] É, portanto, um objetivo adicional da presente invenção apresentar uma estrutura simplificada de um campo de produção em leito oceânico. Um outro objetivo da presente invenção é evitar o uso de válvulas de condutos principais nas tubulações de distribuição e reduzir o número de interligações e conexões. Além disso, é uma vantagem que uma linha de fluxo principal possa ser completamente instalada em uma única etapa e o comissionamento da operação de inspeção e limpeza possa ser feito sem nenhuma tubulação de distribuição instalada.

[0014] Consequentemente, a presente invenção se refere a um layout de dutos de transporte de hidrocarbonetos. O layout compreende um primeiro duto com um primeiro diâmetro interno e um segundo duto com o primeiro diâmetro interno. Uma disposição de conexão com uma válvula de corte inclui um furo interno com o primeiro diâmetro, que conecta uma extremidade do primeiro duto e uma extremidade do segundo duto. Pelo menos uma tubulação de distribuição está em conexão fluida com ao menos um poço de hidrocarbonetos. Um primeiro tubo de ramificação com uma primeira válvula é ramíificado a partir do primeiro duto e é conectado à pelo menos uma tubulação de distribuição. Um segundo tubo de ramificação com uma segunda válvula é ramíificado a partir do segundo duto conectando o segundo duto à pelo menos uma tubulação de distribuição.

[0015] A disposição de conexão com uma válvula de corte que conecta a extremidade do primeiro duto e o segundo duto pode incluir apenas um furo e uma válvula. Os dutos podem ser soldados permanentemente à disposição de conexão. À pelo menos uma tubulação de distribuição precisa, então, ser conectada a conexões "T" em linha (ILT, de "In-line Tees") nos dutos. A disposição de conexão é considerada sem portas quando os dutos são soldados permanentemente à disposição de conexão.

[0016] O primeiro duto e o segundo duto fornecem um sistema redundante, uma vez que o fluxo dos fluidos pode fluir seletivamente através de qualquer um dos dutos. As extremidades do primeiro e do segundo dutos representam uma terminação de cada duto.

[0017] A disposição de conexão com uma válvula de corte conectando o primeiro duto e o segundo duto pode ser uma conexão ILT dupla, e a primeira válvula que controla o fluxo no primeiro tubo de ramificação pode, então, estar situada na ILT dupla. A segunda válvula que controla o fluxo no segundo tubo de ramificação pode também estar situada na ILT dupla.

[0018] As ILTs e as ILTs duplas podem incluir conjuntos de equipamentos integrados que criam um ponto de união de linha ramificada ao longo do duto. Com a adição de ILTs ao longo do duto, um operador pode planejar futuros pontos de união para tubulações de distribuição adicionais.

[0019] As ILTs e a ILT dupla podem incluir um chassi ("skid") com válvulas, estruturas de içamento e suporte necessárias, camadas de concreto e componentes de tubulação. Isto facilita a instalação na linha durante as operações de lançamento e assentamento de tubos. As ILTs e a ILT dupla podem incluir painéis padrão de interface de ROV (de "remotely operated vehicle", ou veículo operado remotamente).

[0020] A ILT dupla inclui dois pontos de união ramificada e uma válvula de corte de furo completo na junção entre o primeiro duto e o segundo duto conforme definido neste relatório descritivo.

[0021] A ILT dupla pode incluir pelo menos duas portas (além das conexões com o primeiro e o segundo dutos) e três válvulas.

[0022] A primeira válvula que controla o fluxo no primeiro tubo de ramificação pode estar situada em uma primeira ILT, e a segunda válvula que controla o fluxo no segundo tubo de ramificação pode estar situada em uma segunda ILT.

[0023] O layout de dutos de transporte de hidrocarbonetos pode incluir uma primeira e uma segunda tubulações de distribuição. O primeiro tubo de ramificação da primeira tubulação de distribuição pode, então, ser ramificado a partir de uma ILT dupla, conectando a primeira tubulação de distribuição ao primeiro duto, e o segundo tubo de ramificação da primeira tubulação de distribuição pode ser ramificado a partir da ILT dupla, conectando a primeira tubulação de distribuição ao segundo duto. O primeiro tubo de ramificação da segunda tubulação de distribuição é então ramificado a partir de uma primeira ILT, conectando a segunda tubulação de distribuição ao primeiro duto. O segundo tubo de ramificação da segunda tubulação de distribuição pode ser ramíificado a partir de uma segunda ILT, conectando a segunda tubulação de distribuição ao segundo duto.

[0024] O layout de dutos de transporte de hidrocarbonetos pode incluir uma pluralidade de tubulações de distribuição. Cada tubulação de distribuição adicional além de duas tubulações pode ser ramíficada a partir dos dois dutos com duas ILTs adicionais para cada tubulação de distribuição adicional.

[0025] Os diâmetros nos dutos podem ser maiores do que os diâmetros nos furos das tubulações de distribuição e nos tubos de ramificação, isto é, o primeiro diâmetro pode ser maior que o segundo diâmetro. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS:

[0026] A Figura | é uma representação esquemática de uma configuração de dutos da presente invenção;

[0027] A Figura 2 é uma representação esquemática de uma configuração de dutos da técnica anterior;

[0028] A Figura 3 é uma representação esquemática de uma porção da configuração de dutos da invenção, conforme mostrado na Figura 1; e

[0029] A Figura 4 é um detalhe da ILT dupla da Figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE DA INVENÇÃO COM REFERÊNCIA AOS DESENHOS:

[0030] A Figura 1 é uma representação esquemática de uma configuração de dutos da presente invenção. Um primeiro duto 1 proveniente de um local remoto é interrompido por uma primeira ILT 6 e termina em uma disposição de conexão com uma válvula de corte mostrada como uma ILT dupla 5. Um segundo duto 2 proveniente do local remoto é interrompido por uma segunda ILT 7 e termina na ILT dupla 5. A ILT dupla inclui duas portas para conexão com os tubos de ramificação. O primeiro e o segundo dutos são soldados permanentemente à ILT dupla.

[0031] Quatro interligações conectam uma primeira tubulação de distribuição de dois condutos principais 3 a quatro poços 8 através de cabeças de poço. À trajetória de fluxo é fornecida por um tubo de ramificação 18 entre a primeira ILT 6 e a primeira tubulação de distribuição 3, e por um tubo de ramificação 19 entre a segunda ILT 7 e a tubulação de distribuição 3.

[0032] Uma outra tubulação de distribuição de dois condutos principais 3 é mostrada para ilustrar que o número de tubulações de distribuição de dois condutos principais não se limita a uma ou duas tubulações de distribuição.

[0033] Quatro interligações adicionais conectam uma segunda tubulação de distribuição 4 a quatro poços adicionais 9 através de cabeças de poço. Duas trajetórias de fluxo individuais são fornecidas por dois tubos de ramificação 16, 17 entre a ILT dupla 5 e a segunda tubulação de distribuição 4.

[0034] A ILT dupla 5 é uma ILT de furo completo que permite que um raspa- tubos passe do primeiro duto 1 para o segundo duto 2 quando uma válvula de corte na ILT dupla estiver aberta. A primeira ILT 6 e a segunda ILT 7 também são ILTs de furo completo que permitem a passagem de um raspa-tubos.

[0035] Consequentemente, um raspa-tubos pode circular através do duto 1, passar além da primeira ILT 6 e seguir para o primeiro duto 1, passar da ILT dupla para o segundo duto 2, passar pela a segunda ILT 7 e seguir até o segundo duto

2. A primeira e a segunda ILTs 6, 7 incluem também válvulas de corte para interromper o fluxo de fluidos entre os dutos 1, 2 e os tubos de ramificação 18, 19, enquanto mantém o fluxo através dos dutos.

[0036] O raspa-tubos não circulará através de nenhuma das tubulações de distribuição, e cada tubulação de distribuição conterá apenas fluidos dos poços aos quais a tubulação de distribuição específica estiver conectada.

[0037] Durante a operação normal (não em operação de inspeção e limpeza), a válvula que conecta o primeiro duto 1 e o segundo duto 2 na ILT dupla é fechada, isolando o primeiro duto 1 do segundo duto 2.

[0038] A Figura 1 mostra duas tubulações de distribuição 3, 4, cada uma conectada a quatro poços. Claramente, o número de poços conectados a cada tubulação de distribuição pode ser diferente de quatro. De modo similar, a configuração de dutos pode também ser usada com apenas uma ou com mais de duas tubulações de distribuição.

[0039] As tubulações de distribuição 3 são tubulações de distribuição de dois condutos principais, uma vez que cada tubulação é conectada a dois dutos, e cada conduto principal transporta fluidos de poços. As tubulações de distribuição podem incluir também condutos principais auxiliares para outros propósitos, mas esses condutos principais não são considerados condutos principais.

[0040] As tubulações de distribuição de dois condutos principais não são conectadas a outras tubulações de distribuição, e não há fluxo de fluidos de uma tubulação de distribuição para outra.

[0041] A Figura 2 é uma representação esquemática de uma configuração de dutos da técnica anterior. Nessa configuração, o primeiro duto 1 e o segundo duto 2 são conectados às suas respectivas terminações de extremidade 10 (PLET, de "pipeline end termination") do primeiro duto e então a dois furos em uma primeira tubulação de distribuição 3. Quatro interligações conectam a primeira tubulação de distribuição 3 a quatro poços 8 através de cabeças de poço.

[0042] Quatro interligações adicionais conectam uma segunda tubulação de distribuição 4 a quatro poços adicionais 9 através de cabeças de poço. Duas trajetórias de fluxo individuais são fornecidas entre a primeira tubulação de distribuição 3 e a segunda tubulação de distribuição 4 através das terminações de extremidade (PLET) 11 do segundo duto.

[0043] Um circuito fechado 12 entre os dois furos da segunda tubulação de distribuição 4 permite que um raspa-tubos passe entre um primeiro e um segundo furo na segunda tubulação de distribuição 4. A segunda tubulação de distribuição 4 ou o duto de desvio 12 inclui uma ou diversas válvulas para isolar o primeiro e o segundo furos na segunda tubulação de distribuição 4 durante a operação normal.

[0044] O fluxo de fluidos proveniente da segunda tubulação de distribuição 4 flui através da primeira tubulação de distribuição 3 antes que os fluidos sejam avançados. Consequentemente, a primeira tubulação de distribuição 3 contém fluidos provenientes de ambas as tubulações de distribuição 3,4. A configuração que permite o uso de raspa-tubos na Figura 2 exige condutos principais e válvulas de condutos principais com o mesmo diâmetro interno que o das linhas de fluxo.

[0045] A Figura 3 é uma representação esquemática de uma porção da configuração de dutos da invenção, incluindo uma tubulação de distribuição 3, ILTS 6, 7 e poços 8. As válvulas de corte 13 e os dois furos principais que formam os dois condutos principais 14, 15 na tubulação de distribuição 3 possibilitam que a tubulação de distribuição 3 conecte seletivamente qualquer um dos dois furos ou dos dois condutos principais 14, 15 com qualquer um dos poços 8. As válvulas de corte 13 nas ILTs 6, 7 permitem que a tubulação de distribuição 3 seja isolada de qualquer um dos dois dutos 1, 2. Um primeiro tubo de ramificação 18 transporta fluido de poço da tubulação de distribuição 3 para a primeira ILT 6, e um segundo tubo de ramificação 19 transporta fluido de poço da tubulação de distribuição 3 para a segunda ILT 7. Uma válvula de corte 20 conectando o primeiro e o segundo dutos é aberta caso uma operação de inspeção e limpeza de percurso completo seja necessária.

[0046] A Figura 4 é uma representação esquemática da ILT dupla 5 mostrada na Figura 1. A ILT dupla conecta as extremidades do primeiro duto 1 e do segundo duto 2. A ILT dupla 5 é uma ILT de furo completo com uma válvula de corte 20 que abre ou fecha seletivamente o furo que conecta os dutos 1 e 2. Uma primeira válvula de ramificação 21 conecta seletivamente o primeiro tubo de ramificação 16 ao primeiro duto 1, e uma segunda de ramificação 22 conecta seletivamente o segundo tubo de ramificação 17 ao segundo duto 2. Os furos e as válvulas 21, 22 para o primeiro e o segundo tubos de ramificação 16, 17 na ILT dupla podem ser de um diâmetro menor que o diâmetro dos dutos 1, 2.

[0047] Na descrição acima, o fluido de poço foi considerado fluindo a partir dos poços e para o interior dos dutos. Em alguns casos, entretanto, tubulações de distribuição e dutos são utilizados para injetar fluidos nos poços, e a presente invenção não exclui tal modalidade de injeção de fluidos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Layout de campo de produção de hidrocarbonetos que permite a operação de limpeza de percurso completo por meio de um raspa-tubos, que compreende: um primeiro duto (1) com um primeiro diâmetro interno; um segundo duto (2) com o primeiro diâmetro interno; sendo que o dito layout é caracterizado por: uma válvula de corte (20) com um furo interno com o primeiro diâmetro, disposta em uma disposição de conexão entre uma extremidade do primeiro duto (1) e uma extremidade do segundo duto (2); pelo menos uma tubulação de distribuição (3) de dois furos principais (14, 15), em conexão fluida com ao menos um poço de hidrocarbonetos (8, 9); um primeiro tubo de ramificação (16, 18) com uma primeira válvula (5, 6) ramificado a partir do primeiro duto (1) até a pelo menos uma tubulação de distribuição de dois furos principais (3, 4); e um segundo tubo de ramificação (17, 19) com uma segunda válvula (5, 7) ramificado a partir do segundo duto (2) até a pelo menos uma tubulação de distribuição de dois furos principais (3, 4), sendo que a tubulação de distribuição de dois furos principais (3, 4) não precisa ser dimensionada para o furo completo do primeiro diâmetro interno.

2. Layout de campo de produção de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a disposição de conexão que compreende a válvula de corte (20) ser uma conexão "T" (ILT) dupla (5); sendo que a válvula (21) que controla um fluxo no primeiro tubo de ramificação (16) é isolada na ILT dupla (5); e sendo que a segunda válvula (22) que controla um fluxo no segundo tubo de ramificação (17) está situada na ILT dupla (5).

3. Layout de campo de produção de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por:

a primeira válvula que controla um fluxo no primeiro tubo de ramificação (18) estar situada em uma primeira ILT (6); e por a segunda válvula que controla um fluxo no segundo tubo de ramificação (19) estar situada em uma segunda ILT (7).

4. Layout de campo de produção de hidrocarbonetos, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por incluir uma primeira e uma segunda tubulações de distribuição de dois furos principais (3, 4); sendo que o primeiro tubo de ramificação (16) da primeira tubulação de distribuição de dois furos principais (4) é ramificado a partir de uma ILT dupla (5), conectando a primeira tubulação de distribuição de dois furos principais (4) ao primeiro duto (1); sendo que o segundo tubo de ramificação (17) da primeira tubulação de distribuição de dois furos principais (4) é ramificado a partir da ILT dupla (5), conectando a primeira tubulação de distribuição de dois furos principais (4) ao segundo duto (2); sendo que o primeiro tubo de ramificação (18) da segunda tubulação de distribuição de dois furos principais (3) é ramificado a partir de uma primeira ILT (6), conectando a segunda tubulação de distribuição (3) ao primeiro duto (1); e sendo que o segundo tubo de ramificação (19) da segunda tubulação de distribuição de dois furos principais (3) é ramificado a partir de uma segunda ILT (7), conectando a segunda tubulação de distribuição (3) ao segundo duto (2).

5. Layout de campo de produção de hidrocarbonetos, de acordo com uma das reivindicações | a 4, caracterizado por incluir uma pluralidade de tubulações de distribuição de dois furos principais, sendo que cada tubulação de distribuição de dois furos principais adicional além de duas tubulações de distribuição é ramificada a partir dos dois dutos (1, 2) com duas ILTs adicionais.

6. Layout de campo de produção de hidrocarbonetos, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o primeiro diâmetro ser maior que os diâmetros nos furos das tubulações de distribuição de dois furos principais (3,

4), o diâmetro do primeiro tubo de ramificação (16, 18) e o diâmetro do segundo tubo de ramificação (17, 18).

7. Layout de campo de produção de hidrocarbonetos, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por cada poço incluir uma árvore de natal e uma cabeça de poço.