CN102337877A - 一种海上稠油边际油田的开发系统及方法 - Google Patents

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王斌
于志浩
张继锋
程银国
商双喜
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Abstract

本发明公开了一种海上稠油边际油田的开发系统及方法，所述的系统包括油气处理储运子系统、水下生产子系统和移动式蒸汽制备注入子系统，所述的移动式蒸汽制备注入子系统包括运载模块、储油舱、储水舱、蒸汽制备模块和蒸汽注入模块，所述的运载模块是带主机自航的船舶或无主机拖航的浮式结构。所述的方法包括蒸汽制备、蒸汽注入、油气生产和油气处理储运。本发明的移动式蒸汽制备注入子系统采用自航船舶或不具备自航能力的海上浮式结构，提供了足够的甲板面积搭载蒸汽制备模块和蒸汽注入模块；大型舱室可存储燃油和淡水，这便形成了一个移动式的实时海上热源，可以制备蒸汽和热水，其移动性的优点解决了蒸汽或热水输送过程中热量流失的问题。

Description

一种海上稠油边际油田的开发系统及方法
技术领域
本发明涉及一种海上稠油边际油田的开发系统及方法，涉及重质油田热力开发技术、边际油田开发技术、水下生产系统技术、船舶和浮式海洋结构物设计技术、蒸汽制备技术和注入技术等。
背景技术
我国有储量丰富的海上稠油边际油田，如何灵活、高效、经济地开发此类油田是目前的技术难点。海上稠油边际油田的开发问题可以分解为两个子问题：
1.海上稠油田的开发
开采稠油的方法目前主要有热法和化学法。蒸汽吞吐法是热法中常用的一种，目前已广泛应用于陆上稠油田的开采。
应用蒸汽吞吐法在海上进行稠油开采时，将遇到蒸汽制备的困难。蒸汽制备需要含盐度较低的软化水。由于海上淡水缺乏，首先要解决淡水源的问题。同时，还需要制备蒸汽的燃烧和污染控制系统，这些设备往往占地面积大，给海上蒸汽制备带来一定困难。
2.海上边际油田的开发
对于距离岸线或中心油田较远的海上边际油田，油气的采收可采用水下生产系统，包括：井口、采油树、跨接管、管汇、输油管线等。这是目前可行的海上边际油田开发系统之一，具有开发成本低、周期短等优点，国内外已有很多成功的案例。
利用水下生产系统开发边际油田，倘若将蒸汽通过长距离的管线从岸线或中心油田注入海上稠油边际油田的水下生产系统，将会面临大量热量损失的问题，若采用高效的保温措施则成本巨大，不经济。因此，如何为海上稠油边际油田提供稳定、经济的蒸汽是关键之一。
综上，利用蒸汽吞吐法和水下生产系统开发海上稠油边际油田要解决如下几个关键问题：
1.淡水水源；
2.运载平台；
3.低热损的蒸汽输送方法；
4.较低的整体开发费用。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的要设计一种基于蒸汽吞吐热采稠油方法和水下生产系统采收边际油田基本系统的海上稠油边际油田的开发系统及方法，该系统和方法既要解决淡水水源、运载平台、蒸汽输送的技术问题，同时又具备较低的开发成本。
本发明的技术方案如下：
一种海上稠油边际油田的开发系统，包括油气处理储运子系统和水下生产子系统，还包括移动式蒸汽制备注入子系统，所述的移动式蒸汽吞吐子系统包括运载模块、储油舱、储水舱、蒸汽制备模块和蒸汽注入模块，所述的运载模块是带主机自航的船舶或无主机拖航的浮式结构；所述的油气处理储运子系统是水面油气处理储运中心或水下油气处理储运中心。
本发明所述的蒸汽注入模块包括蒸汽储存罐。
一种海上稠油边际油田的开发方法，包括以下步骤：
A、蒸汽制备：移动式蒸汽制备注入子系统储水舱中的淡水进入蒸汽制备模块，储油舱的燃油进入蒸汽制备模块并在一个或多个燃烧器内燃烧，产生的高温烟气将热能传递给淡水并使之变成蒸汽或者热水；高温烟气经过除尘脱硫污染控制装置后排入大气或随蒸汽进入蒸汽注入模块一同注入井内进行热力吞吐；
B、蒸汽注入：从蒸汽制备模块产生的蒸汽或热水经过流量控制调节，进入蒸汽注入模块，通过保温管路到达海底井口装置，然后进入注气井或注水井，并经过含有保温层的井进入储油层；
C、油气生产：注入热蒸汽或热水的地下原油，通过井口与采油树、跨接管、管汇和海底管道到达水面或水下油气处理储运子系统，或者直接外输到陆上终端进行油气处理；
D、油气处理储运：到达油气处理储运子系统或陆上终端的油气进入一个原油储存罐暂时存放，或者对开采的油气进行脱硫、脱氧、气水分离、油水分离、气体压缩操作后直接外输。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明利用一艘海上船舶或浮式结构上集成蒸汽制备模块和蒸汽注入模块，结合目前先进的海上和水下油气生产和处理系统，为海上稠油边际油田热力开采提供了可能。
2、本发明中的海上稠油边际油田开发方法适用于距离中心油田较远的边际油田，水下生产子系统的应用可以节省开发费用。同时由于水下生产子系统布置灵活的优点，可以通长距离多相流管道和立管将生产液输送至大型水面或水下油气处理、储运中心或路上终端。
3、本发明的移动式蒸汽制备注入子系统采用自航船舶或不具备自航能力的海上浮式结构(船舶或非船舶)，提供了足够的甲板面积搭载蒸汽制备模块和蒸汽注入模块；大型舱室可存储燃油和淡水，这便形成了一个移动式的实时海上热源，可以制备蒸汽和热水，其移动性的优点解决了蒸汽或热水输送过程中热量流失的问题。因此该移动式蒸汽制备注入子系统非常适用于距离中心油田较远的稠油边际油田的开发。
4、本发明的移动式蒸汽制备注入子系统有大型的储油舱和储水舱，3至5万吨排水量的油船便可以改装成此子系统，可以每日注入1000吨蒸汽，连续工作20天以上。工作后，可自航或由其他船舶拖至附近的港口补给淡水和油料，补给后可返航继续作业。其作业效率高，可利用周边的资源，并且制造和改装费用相对较低。
5、本发明的移动式蒸汽制备注入子系统不仅可以应用于稠油边际油田的开发，其移动性好的优点可以得到更广阔的使用空间。对于其他海上稠油油田(不一定是边际油田)，该子系统也有较好的应用性，价格低廉、移动性好、制造和改装周期较短、可以搭载大型锅炉、燃油和淡水的优势将得到发挥，特别适合稠油油田分布零散的海域。
6、本发明的移动式蒸汽制备注入子系统还可搭载化学药品(如表面活性剂等用于降粘)，作业时可注入药剂。同时，锅炉燃烧产生的高温烟气也可随蒸汽一起注入井内，这样减少了环境污染，也不必因为减排而购置净化设备。
附图说明
本发明共有附图3张，其中：
图1是稠油边际油田开发系统示意图。
图2是油气处理储运子系统或陆上终端与水下生产子系统示意图。
图3是移动式蒸汽制备注入子系统示意图。
图中：1、油气处理储运子系统，2、水下生产子系统，3、移动式蒸汽制备注入子系统，11、水下油气处理储运中心，12、水面油气处理储运中心，21、井口与采油树，22、跨接管，23、管汇，24、海底管道，31、运载模块，32、储油舱，33、储水舱，34、蒸汽制备模块，35、蒸汽注入模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-3所示，一种海上稠油边际油田的开发系统，包括油气处理储运子系统1和水下生产子系统2，还包括移动式蒸汽制备注入子系统3，所述的移动式蒸汽制备注入子系统3包括运载模块31、储油舱32、储水舱33、蒸汽制备模块34和蒸汽注入模块35，所述的运载模块31是带主机自航的船舶或无主机拖航的浮式结构；所述的油气处理储运子系统1是水面油气处理储运中心12或水下油气处理储运中心11。
本发明所述的蒸汽注入模块35包括蒸汽储存罐。
一种海上稠油边际油田的开发方法，包括以下步骤：
A、蒸汽制备：移动式蒸汽制备注入子系统3的储水舱33中的淡水进入蒸汽制备模块34，储油舱32的燃油进入蒸汽制备模块34并在一个或多个燃烧器内燃烧，产生的高温烟气将热能传递给淡水并使之变成蒸汽或者热水；高温烟气经过除尘脱硫污染控制装置后排入大气或随蒸汽进入蒸汽注入模块35一同注入井内进行热力吞吐；
B、蒸汽注入：从蒸汽制备模块34产生的蒸汽或热水经过流量控制调节，进入蒸汽注入模块35，通过保温管路到达海底井口装置，然后进入注气井或注水井，并经过含有保温层的井进入储油层；
C、油气生产：注入热蒸汽或热水的地下原油，通过井口与采油树21、跨接管22、管汇23和海底管道24到达水面油气处理储运中心12或水下油气处理储运中心11，或者直接外输到陆上终端进行油气处理；
D、油气处理储运：到达油气处理储运子系统1或陆上终端的油气进入一个原油储存罐暂时存放，或者对开采的油气进行脱硫、脱氧、气水分离、油水分离、气体压缩操作后直接外输。
本发明根据海上稠油边际油田的油藏参数、地理位置、周边环境、地区性法规和行业规范，以及能源公司的投资预算和对系统、子系统的工艺方法、功能、操作方法进行选取。方案选取后，进一步依据上述基本条件和要求对设备进行设计、制造、采购、安装、调试、运行、维护和弃置。

Claims (3)

1.一种海上稠油边际油田的开发系统，包括油气处理储运子系统(1)和水下生产子系统(2)，其特征在于：还包括移动式蒸汽制备注入子系统(3)，所述的移动式蒸汽制备注入子系统(3)包括运载模块(31)、储油舱(32)、储水舱(33)、蒸汽制备模块(34)和蒸汽注入模块(35)，所述的运载模块(31)是带主机自航的船舶或无主机拖航的浮式结构；所述的油气处理储运子系统(1)是水面油气处理储运中心(12)或水下油气处理储运中心(11)。
2.根据权利要求1所述的一种海上稠油边际油田的开发系统，其特征在于：所述的蒸汽注入模块(35)包括蒸汽储存罐。
3.一种海上稠油边际油田的开发方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、蒸汽制备：移动式蒸汽制备注入子系统(3)的储水舱(33)中的淡水进入蒸汽制备模块(34)，储油舱(32)的燃油进入蒸汽制备模块(34)并在一个或多个燃烧器内燃烧，产生的高温烟气将热能传递给淡水并使之变成蒸汽或者热水；高温烟气经过除尘脱硫污染控制装置后排入大气或随蒸汽进入蒸汽注入模块(35)一同注入井内进行热力吞吐；
B、蒸汽注入：从蒸汽制备模块(34)产生的蒸汽或热水经过流量控制调节，进入蒸汽注入模块(35)，通过保温管路到达海底井口装置，然后进入注气井或注水井，并经过含有保温层的井进入储油层；
C、油气生产：注入热蒸汽或热水的地下原油，通过井口与采油树(21)、跨接管(22)、管汇(23)和海底管道(24)到达水面油气处理储运中心(12)或水下油气处理储运中心(11)，或者直接外输到陆上终端进行油气处理；
D、油气处理储运：到达油气处理储运子系统(1)或陆上终端的油气进入一个原油储存罐暂时存放，或者对开采的油气进行脱硫、脱氧、气水分离、油水分离、气体压缩操作后直接外输。
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