NO329451B1

NO329451B1 - Fremgangsmate for a opprettholde trykket i eksportgassen fra en bronn

Info

Publication number: NO329451B1
Application number: NO20084621A
Authority: NO
Inventors: Frode Hansen
Original assignee: Statoil Asa
Priority date: 2008-11-03
Filing date: 2008-11-03
Publication date: 2010-10-25
Also published as: BRPI0921501A2; NO20110808A1; GB2477254B; WO2010062183A1; CA2742582A1; GB201108805D0; GB2477254A; NO20084621L; US20110247697A1

Abstract

Fremgangsmåte for å opprettholde trykket i eksportgassen fra en oljebrønn, der det i prosessen er satt inn en pre-kompressor (21) nedstrøms for en innløpsseparator (16) som skiller gass og væske fra strømmen fra brønnen, for å øke trykket i gassen fra brønnen før denne sendes videre i prosessen; der en eller flere ekspander/rekompressor (23) er plassert nedstrøms for en ekspander innløpsvæskeutskiller (22); og en eksportkompressor (25) er plassert ved enden av prosessen i tilknytning til eksportledningen (26), idet prekompressorens (21) hastighet styres slik at det ønskede trykket i gassen leveres av prekompressoren (21) inn i prosessen, idet prekompressorens (21) hastighet styres av trykket i gassen i en innløpsseparator (16). oppstrøms for nevnte prekompressor (21).

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelse av fremgangsmåte for innfasing og utfasing av en pre-kompressor som er satt inn i et prosessanlegg for å sikre at den gassflow som leveres av anlegget møter det fastlagte maksimums leveringsflow fra anlegget.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Ved produksjon av hydrokarboner fra en brønn kjøles eller varmes hydrokarbonene, alt avhengig av ønsket temperatur for den påfølgende prosessen. Videre føres hydrokarbonene til en innløpsvæskeseparator der olje og gass skilles fra hverandre. Videre føres gassdelen blant annet til en ekspander innløpsvæskeseparator der væskefraksjoner fjernes før gassen føres videre til en eller flere ekspandere.

Etter hvert vil brønntrykket falle under det trykk som prosessanlegget er dimensjonert for. Konsekvensen av et slikt fallende trykk er at prosessanlegget som mottar gassen ikke lenger fungerer optimalt, men mister effektivitet på gassleveransen. Eksempelvis var plattformen på Sleipner feltet på norsk kontinentalsokkel dimensjonert for at brønnene skulle levere et trykk på 105 bar i innløpsseparatoren og 101 bar i ekspander innløpsseparatoren. Dermed kunne en eksportere 22,6 MSm3 gass. Når trykket etter hvert faller i brønnen, og når brønnene blir slakke at trykket i innløpsseparatoren kun er 75 bar og 71 bar i ekspander innløpsseparator, var den eksporterte leveranse av gass kun 17 MSm<3>.

For å kompensere for et slikt trykkfall har det vært foreslått å sette inn en prekompressor i gassdelen av prosessen slik at gasstrykket fra brønnen kan økes igjen til et trykk som er optimalt for produksjonsprosessen. En slik prekompressor kan for eksempel settes inn i prosessen etter nevnte innløpsseparator og eventuelt etter en prekompressor væskeutskiller.

Erfaringsmessig kan en regne med minst 8-10 opp- og nedkjøringer per år i et slikt prosessanlegg, dvs. totalt 16 til 20 ganger i året.

Fra US 5,009,680 er det kjent en metode og et system for separasjon og transport av gass og olje under benyttelse av trykket i forskjellige gassfasetrinn.

Problemet med den kjente teknikk er todelt. Det ene problemet er at en må vente i om lag tre timer mens prekompressoren faser seg inn slik at denne er klar for å lastes videre opp fra 71 % til 100%, og motsatt må en vente i tre timer for at prekompressoren skal fases seg ut ved 71 %. Ved begge veier taper en følgelig tre timer med produksjon på 100%.t Det andre problemet er at løsningen ifølge den kjente teknikk gir relativt store produksjonsforstyrrelse slik at prosessutstyr unødig blir stresset med tilhørende fare for produksjonstripp.

Det er derfor et behov for å gjøre tiltak som sikrer at gassens leveransetrykk/flow fra anlegget ligger på et nivå som møter de avtalte kontraktsforpliktelser for gassleveransen.

Oppsummering av oppfinnelsen

Et formål med oppfinnelsen er å legge til rette for en rask oppkjøring etter en driftsstans eller vedlikeholdsstans; eller nedkjøring av prosessen ved drifts- eller vedlikeholdsstans .

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å skaffe tilveie en løsning der kostnadene forbundet med nedstenging eller oppkjøring av anlegget reduseres så mye som over hodet mulig.

Nok et formål med foreliggende oppfinnelsen er å skaffe tilveie en løsning som sikrer rask oppkjøring til kontrakts-festet leveransetrykk/flow.

Nok et formål med foreliggende oppfinnelse er å redusere antall timeverk som går med til oppkjøring og nedstenging av prosessen, samt å redusere mulighetene for feilhandlinger.

Ovennevnte formål oppnås ifølge foreliggende oppfinnelse ved hjelp v en fremgangsmåte som er nærmere definert i det selvstendige patentkrav. Mulige utførelsesformer av oppfinnelsen er definert i de uselvstendige patentkrav.

Ifølge foreliggende oppfinnelse oppnås en betydelig forbedring av en slik prekompressorlogikk, en logikk som omfatter inn- og utfasing av prekompressoren fra lavtrykk (LP) til prekompressor (PC) og fra PC til LP. Med betydelig forbedring menes her om lag tre ganger hver vei, ved hver omlegging.

Kort beskrivelse av tegningene

En utførelsesform av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, der: figur 1 viser skjematisk et prosessdiagram for en plattform i Nordsjøen; og

figur 2 viser et diagram som indikerer operasjonsmåten ved omlegging fra lavtrykksmodus til pre-kompressormodus.

Detaljert beskrivelse av en utførelsesform av oppfinnelsen

Som et beskrivende eksempel, anvendes Sleipner T-plattformen i Nordsjøen. Plattformens produksjonsanlegg og - prosess er dimensjonert for en maksimal produksjonskapasitet på 22,6 MSm<3>. Denne plattform produserte i 2004 ved 75 % produksjon om lag 11000 Sm<3> kondensat og 17 MSm<3> gass, mens denne plattformen i dag produserer om lag 7300 Sm<3> kondensat og 22,6 MSm<3> gass.

Plattformen (Sleipner T) må kjøres opp i LP-modus opp til 16 MSm<3> (om lag 71 % av maksimal kapasitet), deretter fases prekompressoren 21 inn for å komme opp i 22,6 MSm<3> som er maksimal kapasitet. Ved de tidligere kjente løsninger tar det om lag tre timer for å fase inn prekompressoren 21 fra LP

-> PC modus slik at en kunne øke produksjonen fra 71 % til 100%. Motsatt tok det om lag tre timer å fase ut prekompressoren 21 etter at produksjonen var kjørt ned fra 100% til

71%. Grunnen for dette tidsforbruket var å sikre at en kunne starte/stoppe prekompressoren 21 på en sikker måte.

Som vist i figur 1 anvendes en første plattform 10 for å utvinne hydrokarboner fra en brønn 11 på en havbunn 12. Fra denne plattformen 10 ledes hydrokarbonene til an andre plattform 13 via en ledning 14 på havbunnen 12. Hydrokarboner levere også fra et andre sett med brønner (ikke vist) som er avsluttet i en template 15 på sjøbunnen 12.

I tilknytning til plattformen 13 er det anordnet et prosessanlegg. I dette anlegget ledes hydrokarboner først til en innløpsseparator 16 hvor gass og olje skilles, idet oljen pumpes videre via en kondensateksportpumpe 17 og videre gjennom en kondensatrørledning 18.

Gassen sendes videre til en pre-kompressor væskeutskiller 19. I utløpsledningen 20 fra pre-kompressor væskeutskil-leren 19 er satt inn en pre-kompressor 21 som drives av en turbin. Turbinens hastighet styres av trykket i innløpssepa-ratoren. Hvis trykket i innløpsseparatoren øker, for eksempel ved brønnoppkjøring, så øker turbinens hastighet, slik at pre-kompressoren 21 kan suge mer gass for å holde trykket i innløpsseparatoren. Mellom innløpet til pre-kompressoren 21 og utløpet fra denne er det dessuten satt inn en anti-surgeventil. Hensikten med anti-surgeventilen er å sikre pre-kompressoren 21 nok flow i henhold til head (delta trykk) over pre-kompressoren 21. Hvis for eksempel utløpstrykket blir for stort, og flowen for liten, vil gassen gå baklengs i pre-kompressoren 21 (altså surge), og dette er ikke pre-kompressoren 21 dimensjonert for, med den følge at pre-kompressoren 21 kan skades.

Fra pre-kompressoren 21 føres gassen videre gjennom flere innretninger som ikke utgjør en del av oppfinnelsen og som følgelig ikke vil bli beskrevet i nærmere detalj.

Gassen ledes til en ekspander innløpsvæskeutskiller 22 som skiller ut mulig væske i gassen og derfra videre til et flertall ekspandere 23, hvoretter gassen ledes til en ekspander utløpsvæskeutskiller 24. Gassen fra denne ekspander utløpsvæskeutskilleren 24 ledes så videre til en eksportkompressor 25 hvor gassen komprimeres til det kontraktsfestede trykket/flow og sendes visere gjennom gassledningen 26. Hastigheten til turbinen som driver eksportkompressoren 25 styres av trykket i ekspander utløpsvæskeutskilleren 24. Hvis trykket i utløpsseparatoren 24 øker, for eksempel ved brønnoppkjøring, øker turbinhastigheten, slik at kompressoren 25 kan suge mer gass for å holde trykket i utløpsseparatoren 24. Hastigheten til nevnte flere ekspandere 23 styres av trykket og temperaturen i ekspander innløpsvæskeutskilleren 22. Denne styringen er som følger: Hvis trykket i ekspander innløpsseparatoren 22 øker, for eksempel ved brønnoppkjøring, øker ekspanderhastigheten. En ekspander vil her fungere som en ventil når det gjelder å regulere trykk.

Figur 2 viser skjematisk endringer i ulike parametere ved omlegging fra lavtrykksmodus til pre-kompressormodus. Om en legger om den motsatte vei så vil kurvene snus.

Ved en brønnoppkjøring, for eksempel fra LP til PC, eller ved nedkjøring, PC-LP, starter en operatør et eget program/sekvens. I dette programmet er alt bestemt, slik som trykk/ventil/temperatur o.s.v. som skal gå fra et punkt i prosessen til et annet. Ifølge foreliggende oppfinnelse skal alle variable startes likt og dessuten gå i en lineær kurve, eksempelvis fra LP modus til PC modus, eller omvendt.

For det beskrevne utførelseseksempel vil en ved ramping sørge for at trykket i LP modus går fra 71 bar til 101 i PC modus og at rampingen i denne sammenheng følger en rett kurve.

Claims

1. Fremgangsmåte for å opprettholde trykket i eksportgassen fra en oljebrønn, der det i prosessen er satt inn en prekompressor (21) nedstrøms for en innløpsseparator (16) som skiller gass og væske fra strømmen fra brønnen for å øke trykket i gassen fra brønnen før denne sendes videre i prosessen; der en eller flere ekspander/rekompressor (23) er plassert nedstrøms for en ekspander innløpsvæskeutskiller (22); og en eksportkompressor (25) er plassert ved enden av prosessen i tilknytning til eksportledningen (26) , idet prekompressorens (21) hastighet styres slik at det ønskede trykket i gassen leveres av prekompressoren (21) inn i prosessen, idet prekompressorens (21) hastighet styres av trykket i gassen i en innløpsseparator (16) oppstrøms for nevnte prekompressor (21).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der eksportkompressorens (25) hastighet styres ved hjelp av trykket i nevnte ekspander utløpsvæskeutskiller (24), slik at ønsket gasstrykk leveres inn i eksportledningen (26).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, der hastighetene til ekspander/re-kompressor (23) styres av trykket i ekspander innløpsvæskeutskilleren (22).

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, der en kjører opp trykket til et ønsket nivå i lavtrykksmodus (16 MSm<3 >designstrømning på opptrykkingsventil) og deretter fases prekompressoren (21) inn slik at en kommer i prekompressormodus (med flow på 22,6MSm<3>).

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4, der utviklingen av/ventil/temperatur/trykk styres slik at endringene følger en rett linje fra LP modus til PC modus eller omvendt.

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, der utviklingen starter likt for de ulike parametere som skal styres og at utviklingen skjer samtidig i sann tid.