CN111287706B - 一种深水油气田水下设施及其水合物解堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深水油气田水下设施及其水合物解塞方法，其中该水下设施包括生产平台、生产管汇、生产管系统和辅助管线系统，该解塞方法包括判断堵塞位置及类型，根据堵塞类型实施两侧降压等步骤。本发明公开的深水油气田水下设施及其水合物解塞方法，可有效解除水下井口、跨接管、生产立管和海底管道内的水合物堵塞。本发明公开的一种深水油气田水下设施及其水合物解塞方法，针对不同的堵塞位置及类型，利用降压法降低水下设施内压力，实现水合物堵塞点双侧降压的方法，可有效解除水下井口、跨接管、生产立管和海底管道内的水合物堵塞，该方法操作简单，经济有效，对于深水油气田的安全运行具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，具体涉及一种深水油气田水下设施及其水合物解塞方法。
背景技术
天然气水合物是天然气在低温高压条件下与水作用形成的一种笼形化合物，随着深水油气田开发的发展，经济高效的远距离输送未经处理的油、气、水多相原油已成为深水油气田开发的关键技术。深水油气田中高压低温环境使水下设施如跨接管、海底管道、管汇等容易产生水合物，并常伴随有堵塞的风险。现行的水下生产设施的水合物解堵一般是采用注入水合物抑制剂防止水合物的生成。当水合物堵塞陆上管道时，利于采取管道局部升温或直接注入水合物抑制剂进行解堵，亦可采用双侧降压的方法进行解堵。
然而，由于海上作业及生产流程与陆上迥异，对于海上油气田的水下生产设施中的水合物堵塞，简单照搬陆上油气田的水合物解堵方法，不能有效解除水下井口、跨接管、管汇和海底管道内的水合物堵塞，进而影响深水油气田的安全经济运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种深水油气田水下设施中水合物解塞方法，用以解决海上油气田的水下生产设施中的水合物容易堵塞的问题。
本发明提供一种深水油气田水下设施，包括生产平台、生产管汇、生产管系统和辅助管线系统，所述生产管系统包括至少一根生产立管和至少一根海底管道，所述生产平台与所述生产管汇之间从上至下依次通过所述生产立管和所述根海底管道连通；所述生产管汇与每一个水下井之间通过跨接管连通；所述辅助管线系统首尾依次连接的主脐带缆、水下分配单元、第一分支脐带缆、水下脐带缆分配单元、第二分支脐带缆，其中所述主脐带缆与所述生产平台相连接，第二分支脐带缆连接于生产管汇，所述生产管汇与每一个水下井之间连通有单井脐带缆；所述主脐带缆、所述第一分支脐带缆、所述第二分支脐带缆、所述第一分支脐带缆和所述单井脐带缆内部均预先设置放空管线形成降压通道。
在上述实施例中，当所述生产管系统只包括第一生产立管和第一海底管道时且所述生产平台通过所述第一生产立管伸入海内，所述第一生产立管通过所述第一海底管道连通至所述生产管汇，由此形成单管回接生产模式。
在上述实施例中，当所述生产管系统包括第一生产立管、第二生产立管、第一海底管道和第二海底管道时且所述生产平台分别通过所述第一生产立管和所述第二生产立管伸入海内、所述第一生产立管和所述第二生产立管分别通过所述第一海底管道和所述第二海底管道连通至所述生产管汇，由此形成双管回接生产模式。
本发明还公开了一种深水油气田水下设施中水合物解塞方法，应用上述深水油气田水下设施，所述解塞方法包括以下步骤：
步骤S1：判断堵塞位置及类型；
步骤S2：根据堵塞类型实施两侧降压。
优选地，所述步骤S1包括以下步骤：
如果水合物堵塞位置是位于生产立管或海底管道内，确定为生产管汇内水合物堵塞类型；
如果水合物堵塞位置是位于水下井口或跨接管处，确定为水下井附近水合物堵塞类型。
优选地，所述步骤S2包括以下步骤：
当所述生产管系统只包括第一生产立管和第一海底管道时且所述生产平台通过所述第一生产立管伸入海内，所述第一生产立管通过所述第一海底管道连通至所述生产管汇，由此形成单管回接生产模式；
针对单管回接生产模式中的生产管汇内水合物堵塞类型，深水油气田水下设施内的降压方案包括以下步骤：
关停堵塞点所在的生产管系统的物质交换以及关闭所述生产管汇与每一个水下井之间连接的跨接管内的物质交换；
通过操作生产管汇上的阀门，使第一海底管道通过分支脐带缆、第一分支脐带缆和主脐带缆内的降压通道与生产平台相连接；
将与生产平台相连通的降压通道内的压力调整至与第一生产立管出口压力一致，并逐步降低生产立管和海底管道所组成的生产管系统内的压力和所述辅助管线中放空管线内的压力，直至降低到水合物堵塞块分解压力以下；
维持所述生产管系统内压力直到水合物堵塞块融化。
优选地，所述步骤S2包括以下步骤：
当所述生产管系统包括第一生产立管、第二生产立管、第一海底管道和第二海底管道时且所述生产平台分别通过所述第一生产立管和所述第二生产立管伸入海内、所述第一生产立管和所述第二生产立管分别通过所述第一海底管道和所述第二海底管道连通至所述生产管汇，由此形成双管回接生产模式；
针对双管回接生产模式中的生产管汇内水合物堵塞类型，深水油气田水下设施内的降压方案包括以下步骤：
关停堵塞点所在的生产管系统的物质交换，以及关闭所述生产管汇与每一个水下井之间连接的跨接管内的物质交换；
在所述生产平台上进行泄压操作，使该堵塞点所在的生产立管的出口压力与相邻的所述生产立管的出口压力相一致，以降低生产立管和海底管道所组成的生产管系统内压力，直至该生产管系统内压力降低到水合物堵塞块分解压力以下；
维持所述生产管系统内压力直到水合物堵塞块融化。
优选地，所述步骤S2包括以下步骤：
针对水下井附近水合物堵塞类型，深水油气田水下设施内的降压方案包括以下步骤：
关停堵塞点所在的生产管系统的物质交换；
通过操作水下井采油树上的相关阀门使水合物堵塞点上游通过单井脐带缆中的降压通道连接到生产管汇，水合物堵塞点下游通过跨接管连接到生产管汇，从而水合物堵塞点两侧同时连接至生产管汇；
将水合物抑制剂通过辅助管线系统注入至水下井采油树上注入点，再从水下井采油树上注入点间歇注入水合物抑制剂至水合物堵塞点上游；
在生产平台上进行泄压操作，逐步降低生产立管和海底管道所组成的生产管系统内压力，直至降低到水合物堵塞块分解压力以下；
维持所述生产管系统内压力直到水合物堵塞块融化。
优选地，水合物解堵过程中，在水合物堵塞的两侧进行减压，且保证水合物堵塞两侧的压力一致。
本发明的有益效果是：
本发明公开的一种深水油气田水下设施及其水合物解塞方法，针对不同的堵塞位置及类型，利用降压法降低水下设施内压力，实现水合物堵塞点双侧降压的方法，可有效解除水下井口、跨接管、生产立管和海底管道内的水合物堵塞，不会对原有后续流程和处理介质造成影响，且该方法操作简单，相比动用专业船舶进行水下就地降压解堵的方法更经济和安全，对于.深水油气田的安全运行具有重要意义。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的单管回接生产模式的深水油气田典型水下生产流程图；
图2为本发明实施例2提供的双管回接生产模式的深水油气田典型水下生产流程图。
具体实施方式
实施例1
实施例1提供一种单管回接生产模式的深水油气田水下设施，下面对其结构进行详细描述。
参考图1，深水油气田水下设施作用于深海处的第一水下井11和第二水下井15，包括一生产平台1和一生产管汇9，当生产管系统只包括第一生产立管7和第一海底管道8时且该生产平台1通过第一生产立管7伸入海内、第一生产立管7通过第一海底管道8连通至生产管汇9形成单管回接生产模式，此时该生产管汇9与第一水下井11之间通过第一水下井跨接管12连通，该生产管汇9与第二水下井15之间通过第二水下井跨接管14连通。
此外，深水油气田水下设施配置有用于放置控制管线的带缆管，该带缆管包括首尾依次连接的主脐带缆2、水下分配单元3、第一分支脐带缆4、水下脐带缆分配单元5、第二分支脐带缆6，其中主脐带缆2连接于生产平台1，第二分支脐带缆6连接于生产管汇9。
生产管汇9与第一水下井11之间还连接有第一水下井单井脐带缆10，生产管汇9与第二水下井15之间还连通有第二水下井单井脐带缆13。其中，主脐带缆2、第一分支脐带缆4、第二分支脐带缆6、第一水下井单井脐带缆10和第二水下井单井脐带缆13内部预先设置放空管线形成降压通道。
据此可判断出，深水油气田水下设施容易发生水合物堵塞的位置分布于水下井口及跨接管处以及海底管道及生产立管内。
实施例2
实施例2提供一种双管回接生产模式的深水油气田水下设施，在实施例1的基础上，对生产管系统进行了改进，该改进之处为：
参考图2，当生产管系统包括第一生产立管7、第二生产立管16、第一海底管道8和第二海底管道17时形成双管回接生产模式，该双管回接生产模式还包括一生产平台1和一生产管汇9，该生产平台1分别通过第一生产立管7和第二生产立管16伸入海内，第一生产立管7和第二生产立管16分别通过第一海底管道8和第二海底管道17连通至生产管汇9。
该带缆管的结构及其连接关系与实施例1相同。
实施例3
实施例3提供一种深水油气田水下设施中水合物解塞方法，采用实施例1的深水油气田水下设施，该解塞方法包括以下步骤：
步骤S1：判断堵塞位置及类型。
如果水合物堵塞位置是位于生产立管或海底管道内，确定为生产管汇内水合物堵塞类型；
如果水合物堵塞位置是位于水下井口或跨接管处，确定为水下井附近水合物堵塞类型。
步骤S2：根据堵塞类型实施两侧降压。
针对单管回接生产模式中的生产管汇内水合物堵塞类型，深水油气田水下设施内的降压方案包括以下步骤：
关停堵塞点所在的生产管系统的物质交换，以及关闭生产管汇9与每一个水下井之间连接的跨接管内的物质交换；
通过操作生产管汇9上的阀门，使第一海底管道8通过分支脐带缆6、第一分支脐带缆4和主脐带缆2内的降压通道与生产平台1相连接；
将与生产平台1相连通的降压通道内的压力调整至与第一生产立管7出口压力一致，并逐步降低生产立管和海底管道所组成的生产管系统内的压力和辅助管线中放空管线内的压力，直至降低到水合物堵塞块分解压力以下；
维持生产管系统内压力直到水合物堵塞块融化。
针对水下井附近水合物堵塞类型，深水油气田水下设施内的降压方案包括以下步骤：
关停堵塞点所在的生产管系统的物质交换；
通过操作水下井采油树上的相关阀门使水合物堵塞点上游通过单井脐带缆中的降压通道连接到生产管汇9，水合物堵塞点下游通过跨接管连接到生产管汇9，从而使水合物堵塞点两侧同时连接至生产管汇9；
将水合物抑制剂通过辅助管线系统注入至水下井采油树上注入点，再从水下井采油树上注入点间歇注入水合物抑制剂至水合物堵塞点上游；
在生产平台1上进行泄压操作，逐步降低生产立管和海底管道所组成的生产管系统内压力，直至降低到水合物堵塞块分解压力以下；
维持生产管系统内压力直到水合物堵塞块融化。
需要指出的是，该水合物解塞方法利用降压法降低水下生产系统内压力，进而使水合物堵塞块分解。在降压过程中应避免水合物堵塞块单侧降压，应严格控制水合物堵塞块两侧的压力平衡，否则会导致水合物堵塞块向低压侧快速移动，对下游弯管或阀门造成冲击破坏。
实施例4
实施例4提供一种深水油气田水下设施中水合物解塞方法，采用实施例2的深水油气田水下设施，在实施例3提供的解塞方法的基础上，对步骤S2进行了改进，该解塞方法的改进包括以下步骤：
针对双管回接生产模式中的生产管汇内水合物堵塞类型，深水油气田水下设施内的降压方案包括以下步骤：
关停堵塞点所在的生产管系统的物质交换，以及关闭生产管汇9与每一个水下井之间连接的跨接管内的物质交换；
在生产平台1上进行泄压操作，使该堵塞点所在的生产立管的出口压力与相邻的生产立管的出口压力相一致，以降低生产立管和海底管道所组成的生产管系统内压力，直至该生产管系统内压力降低到水合物堵塞块分解压力以下；
维持生产管系统内压力直到水合物堵塞块融化。
在上述实施例中，水合物解堵过程中，在水合物堵塞的两侧进行减压，且保证水合物堵塞两侧的压力一致。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (2)
1.一种深水油气田水下设施中水合物解塞方法，应用一种深水油气田水下设施，所述深水油气田水下设施包括生产平台（1）、生产管汇（9）、生产管系统和辅助管线系统，所述生产管系统包括至少一根生产立管和至少一根海底管道，所述生产平台（1）与所述生产管汇（9）之间从上至下依次通过所述生产立管和所述海底管道连通；所述生产管汇（9）与每一个水下井之间通过跨接管连通；所述辅助管线系统首尾依次连接的主脐带缆（2）、水下分配单元（3）、第一分支脐带缆（4）、水下脐带缆分配单元（5）、第二分支脐带缆（6），其中所述主脐带缆（2）与所述生产平台（1）相连接，第二分支脐带缆（6）连接于生产管汇（9），所述生产管汇（9）与每一个水下井之间连通有单井脐带缆；所述主脐带缆（2）、所述第一分支脐带缆（4）、所述第二分支脐带缆（6）和所述单井脐带缆内部均预先设置放空管线形成降压通道；其特征在于，所述解塞方法包括以下步骤：
步骤S1：判断堵塞位置及类型，包括以下步骤：
如果水合物堵塞位置是位于生产立管或海底管道内，确定为生产管汇内水合物堵塞类型；
如果水合物堵塞位置是位于水下井口或跨接管处，确定为水下井附近水合物堵塞类型；
步骤S2：根据水合物堵塞类型实施两侧降压，具体包括以下内容：
当所述生产管系统只包括第一生产立管（7）和第一海底管道（8）时且所述生产平台（1）通过所述第一生产立管（7）伸入海内，所述第一生产立管（7）通过所述第一海底管道（8）连通至所述生产管汇（9），由此形成单管回接生产模式；针对单管回接生产模式中的生产管汇内水合物堵塞类型，深水油气田水下设施内的降压方案包括以下步骤：
关停堵塞点所在的生产管系统的物质交换以及关闭所述生产管汇（9）与每一个水下井之间连接的跨接管内的物质交换；
通过操作生产管汇（9）上的阀门，使第一海底管道（8）通过第二分支脐带缆（6）、第一分支脐带缆（4）和主脐带缆（2）内的降压通道与生产平台（1）相连接；
将与生产平台（1）相连通的降压通道内的压力调整至与第一生产立管（7）出口压力一致，并逐步降低生产立管和海底管道所组成的生产管系统内的压力和所述辅助管线中放空管线内的压力，直至降低到水合物堵塞块分解压力以下；
维持所述生产管系统内压力直到水合物堵塞块融化；
当所述生产管系统包括第一生产立管（7）、第二生产立管（16）、第一海底管道（8）和第二海底管道（17）时且所述生产平台（1）分别通过所述第一生产立管（7）和所述第二生产立管（16）伸入海内、所述第一生产立管（7）和所述第二生产立管（16）分别通过所述第一海底管道（8）和所述第二海底管道（17）连通至所述生产管汇（9），由此形成双管回接生产模式；针对双管回接生产模式中的生产管汇内水合物堵塞类型，深水油气田水下设施内的降压方案包括以下步骤：
关停堵塞点所在的生产管系统的物质交换，以及关闭所述生产管汇（9）与每一个水下井之间连接的跨接管内的物质交换；
在所述生产平台（1）上进行泄压操作，使该堵塞点所在的生产立管的出口压力与相邻的所述生产立管的出口压力相一致，以降低生产立管和海底管道所组成的生产管系统内压力，直至该生产管系统内压力降低到水合物堵塞块分解压力以下；
维持所述生产管系统内压力直到水合物堵塞块融化；
针对水下井附近水合物堵塞类型，深水油气田水下设施内的降压方案包括以下步骤：
关停堵塞点所在的生产管系统的物质交换；
通过操作水下井采油树上的相关阀门使水合物堵塞点上游通过单井脐带缆中的降压通道连接到生产管汇（9），水合物堵塞点下游通过跨接管连接到生产管汇（9），从而水合物堵塞点两侧同时连接至生产管汇（9）；
将水合物抑制剂通过辅助管线系统注入至水下井采油树上注入点，再从水下井采油树上注入点间歇注入水合物抑制剂至水合物堵塞点上游；
在生产平台（1）上进行泄压操作，逐步降低生产立管和海底管道所组成的生产管系统内压力，直至降低到水合物堵塞块分解压力以下；
维持所述生产管系统内压力直到水合物堵塞块融化。
2.如权利要求1所述深水油气田水下设施中水合物解塞方法，其特征在于，
水合物解堵过程中，在所述水合物堵塞的两侧进行减压，且保证水合物堵塞两侧的压力一致。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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