NO860085L

NO860085L - PROCEDURE AND PLANT FOR INTEGRATED COLLECTION OF LIQUID PROPERTIES / SEPARATION IN AN EXTENDED MOUNTAIN ROOM, LOCATED IN THE MOUNTAIN UNDER THE GROUND WATER LEVEL.

Info

Publication number: NO860085L
Application number: NO860085A
Authority: NO
Inventors: Trond Johan Huebertz; Lars Thore Kloevstad
Original assignee: Berdal Offshore; Huebertz A S Sivilingenioer Tr
Priority date: 1986-01-13
Filing date: 1986-01-13
Publication date: 1987-07-14

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for integrert oppfanging av væskepropper/separering i et fjellrom, som eventuelt er forsynt med en utforing, gjerne en tunnel, anordnet i fjellet under grunnvannstanden, og det særegne ved fremgangsmåten er at oppfangingen/separeringen foretas i en beholder anordnet i fjellrommet, idet volumet av denne beholder gir tilstrekkelig buffervolum og oppholdstid for separering i et eneste trinn uten at det opptrer noen begrensning av volumet av beholderen på grunn av styrken i konstruksjonsmaterialer. The invention relates to a method for integrated collection of liquid plugs/separation in a rock space, which is optionally provided with a lining, preferably a tunnel, arranged in the rock below the groundwater level, and the distinctive feature of the method is that the collection/separation is carried out in a container arranged in the rock space , the volume of this container providing sufficient buffer volume and residence time for separation in a single step without any limitation of the volume of the container occurring due to the strength of construction materials.

Ved oppfinnelsen muliggjøres at produserte materialer som tilføres beholderen i enfase- eller flerfasestrøm i denne separeres til separate fasestrømmer for videreføring til prosessering/forbruk. The invention makes it possible for manufactured materials that are supplied to the container in single-phase or multi-phase flow to be separated into separate phase flows for further processing/consumption.

Ved praktisk gjennomføring av oppfinnelsen holdes innvendig separasjonstrykk i beholderen lavere enn borevannstrykket i fjellet. In practical implementation of the invention, the internal separation pressure in the container is kept lower than the drilling water pressure in the rock.

Små vannmengder som lekker inn i beholderen fra fjellet samles i vannfasen og bortføres sammen med denne. Small amounts of water that leak into the container from the mountain are collected in the water phase and carried away with it.

Beholderen avgrenses fordelaktig mot adkomstdelen av fjellrommet ved hjelp av en vannfylt, trykkbestandig betongplugg. The container is advantageously demarcated towards the access part of the rock space by means of a water-filled, pressure-resistant concrete plug.

Oppfinnelsen vedrører også et anlegg for utførelse av den nevnte fremgangsmåte, og det særegne ved anlegget i henhold til oppfinnelsen er at det omfatter et fjellrom, som eventuelt er forsynt med en utforing, gjerne i form av en tunnel, hvori det er anordnet en beholder som virker som integrert væskeproppfanger/separator med volum for tilstrekkelig buffervirkning og oppholdstid for separering i et eneste trinn, i kombinasjon med rørledninger for tilførsel i enfase- eller flerfasestrøm, og for fremføring av gassfase, oljefase og vannfase etter separering. The invention also relates to a facility for carrying out the aforementioned method, and the distinctive feature of the facility according to the invention is that it comprises a mountain space, which is optionally provided with a lining, preferably in the form of a tunnel, in which a container is arranged which acts as an integrated liquid plug catcher/separator with volume for sufficient buffering effect and residence time for separation in a single step, in combination with pipelines for supply in single-phase or multi-phase flow, and for conveyance of gas phase, oil phase and water phase after separation.

Anlegget er fordelaktig utforet med en betongforing, og fjell rommet mot adkomstdelen omfatter foretrukket en vannfylt, trykkbestendig betongpropp. The facility is advantageously lined with a concrete lining, and the rock space facing the access section preferably includes a water-filled, pressure-resistant concrete plug.

Betongproppen er fordelaktig forsynt med en eller flere kanaler eller slisser for trykkregulering eller trykkutjevning mot porevanntrykket. The concrete plug is advantageously provided with one or more channels or slots for pressure regulation or pressure equalization against the pore water pressure.

Tilførselsledningen og/eller fremføringsledningene er ved en utførelsesform ført gjennom betongproppen og/eller veggene i beholderen. In one embodiment, the supply line and/or the feed lines are led through the concrete plug and/or the walls of the container.

I tilførselsledningen er det fordelaktig anordnet en ventil for trykk og strømningsregulering, eventuelt avstengning. A valve for pressure and flow regulation, possibly shut-off, is advantageously arranged in the supply line.

I beholderen i fjellrommet er det ved en faktisk utførelses-form av anlegget i henhold til oppfinnelsen anordnet vanlig utstyr for strømretning og energidreping, ledeplater og/eller deflektorer samt sandfang. In an actual embodiment of the plant according to the invention, in the container in the rock space, there is arranged usual equipment for current direction and energy killing, guide plates and/or deflectors as well as sand traps.

Disse trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravene. These features of the invention appear from the patent claims.

Foreliggende oppfinnelse vedrører således mottak av uregel-messig produserte mengder av væske/gass som er direkte beford-ret i enfase- eller flerfasestrøm fra olje-gassproduserende brønnhoder og separering av de forskjellige komponenter i den tilførte strøm (flerfasestrøm vil si transport av væske, gass og andre materialer som sand etc. i ett og samme rør) i et fjellrom, gjerne en tunnel, anordnet i fjellet under grunnvannstanden . The present invention thus relates to the reception of irregularly produced amounts of liquid/gas which are directly transported in single-phase or multi-phase flow from oil-gas producing wellheads and the separation of the various components in the supplied flow (multi-phase flow means transport of liquid, gas and other materials such as sand etc. in one and the same pipe) in a rock space, preferably a tunnel, arranged in the rock below the groundwater level.

Ved produksjon av hydrokarboner fra reservoar under jord-overflaten er det kjent at uregelmessige gasslommer i olje-produksjon eller væskeansamlinger i gassproduksjon forekommer, i form av såkalte "slugs" eller væskepropper. In the production of hydrocarbons from reservoirs below the earth's surface, it is known that irregular gas pockets in oil production or liquid accumulations in gas production occur, in the form of so-called "slugs" or liquid plugs.

Frekvens og størrelse på disse væskepropper kan avhenge av produksjonsforholdene i reservoaret og/eller utstyret for prosessering, befordring og transport. Det er kjent at utstyr spesielt beregnet til å motta væskepropper ved uregelmessig-heter i produksjonen, blir installert nedstrøms fra de produserende brønnhoder, på strekningen til terminalen eller på selve terminalen. The frequency and size of these liquid plugs may depend on the production conditions in the reservoir and/or the equipment for processing, handling and transport. It is known that equipment specially designed to receive liquid plugs in the event of production irregularities is installed downstream from the producing wellheads, on the route to the terminal or on the terminal itself.

En av hensiktene med den foreliggende oppfinnelse er å over-flødiggjøre væskeproppfangere installert for å motta uregel-messigheter i produksjonen fra reservoaret og som er installert ofte umiddelbart nedstrøms fra produksjonsbrønnhodene, for derved å kunne la de produserte hydrokarboner og assosierte materialer bli ledet som flerfasestrøm fra produksjons-brønnhodene frem til et mottagersystem nærmere prosesserings-anlegget. One of the purposes of the present invention is to make redundant liquid plug arresters installed to receive production irregularities from the reservoir and which are often installed immediately downstream from the production wellheads, thereby allowing the produced hydrocarbons and associated materials to be conducted as a multiphase flow from the production wellheads up to a receiver system closer to the processing plant.

Ved kjente produksjonsmetoder for olje med assosiert gass eller gass med assosierte tyngre gassfraksjoner, kjent som kondensat, enten fra anlegg under havbunnen eller fra faste eller flytende anlegg til havs eller faste anlegg på land, blir væsker og gass separert og transportert i separate rør-ledninger til mottageranlegg på land. Kondensat kan enten fraktes sammen med gassen i en tofasestrøm eller i super-kritisk tilstand, eller løst i oljen i en oljerørledning med et lite overtrykk. Felles for de ovenfor beskrevne metoder er at materialene som transporteres fra plattformen må til-fredsstille forutbestemte og spesifiserte krav. Olje, gass og kondensat blir også transportert i flerfasetilstand etter prosessering nær produksjonsstedet. In known production methods for oil with associated gas or gas with associated heavier gas fractions, known as condensate, either from facilities under the seabed or from fixed or floating facilities at sea or fixed facilities on land, liquids and gas are separated and transported in separate pipelines to receiving facilities on land. Condensate can either be transported together with the gas in a two-phase flow or in a super-critical state, or dissolved in the oil in an oil pipeline with a small excess pressure. Common to the methods described above is that the materials transported from the platform must satisfy predetermined and specified requirements. Oil, gas and condensate are also transported in a multiphase state after processing close to the production site.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er således å eliminere separasjon og videre bearbeiding av de produserte hydrokarboner forut for transport til mottagerstasjonen på land. One purpose of the present invention is thus to eliminate separation and further processing of the produced hydrocarbons prior to transport to the receiving station on land.

Det er tidligere kjent at separasjon av olje, gass og vann, eller gass og kondensat i separatorer eller væskeproppfangere foregår i beholdere konstruert av metalliske materialer, som skal tåle innvendige overtrykk og dermed muliggjøre adskilt videre transport av de separerte produkter og hvor da. materialstyrken setter praktiske øvre grenser for utforming og størrelse av konstruksjonene. It is previously known that separation of oil, gas and water, or gas and condensate in separators or liquid plug traps takes place in containers constructed of metallic materials, which must withstand internal overpressures and thus enable separate further transport of the separated products and where. the material strength sets practical upper limits for the design and size of the constructions.

Ved den foreliggende oppfinnelse muliggjøres at man kan eliminere bruk av metalliske materialer ved at væskeproppfangeren/ separatoren er integrert i et fjellrom, gjerne anordnet som en del av en tunnel. The present invention makes it possible to eliminate the use of metallic materials by the fact that the liquid plug catcher/separator is integrated in a rock space, preferably arranged as part of a tunnel.

Oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte og et anlegg for mottak av en enfase- eller flerfasestrøm fra en rørledning og som også separerer den produserte og direkte transporterte strøm. Den foreliggende oppfinnelse vil redusere plassbehov, kostnader, miljømessige ulemper og vedlikehold samt øke sikkerheten i forhold til tidligere kjente metoder, og utgjøre et integrert anlegg for de to delfunksjoner, nemlig direkte mottak av en produsert strøm i en væskeproppfanger og separering i en separator. The invention provides a method and a facility for receiving a single-phase or multi-phase current from a pipeline and which also separates the produced and directly transported current. The present invention will reduce space requirements, costs, environmental disadvantages and maintenance as well as increase safety compared to previously known methods, and constitute an integrated facility for the two sub-functions, namely direct reception of a produced stream in a liquid plug catcher and separation in a separator.

Ved oppfinnelsen er den integrerte væskeproppfanger/separator anordnet som et utforet fjellrom, spesielt i en tunnel, og hvor da betongforingen opptar utvendig formasjonstrykk og/ eller grunnvannstrykk, og hvor innvendig separasjonstrykk holdes lavere enn porevanntrykket i fjellet slik at mindre mengder vann kan tillates å lekke inn i væskepluggfangeren/ separatoren fra omkringliggende fjellformasjoner. Ved dette oppnås sikkerhet for gasslekkasjer inn i fjellformasjonen. In the invention, the integrated liquid plug catcher/separator is arranged as a lined rock space, especially in a tunnel, and where the concrete lining absorbs external formation pressure and/or groundwater pressure, and where the internal separation pressure is kept lower than the pore water pressure in the rock so that smaller amounts of water can be allowed to leak into the liquid plug catcher/separator from surrounding rock formations. This ensures security for gas leaks into the rock formation.

Anlegget avgrenses fordelaktig mot den åpne del av fjellrommet eller tunnelen ved hjelp av en vannfylt betongplugg. Vanntrykket i pluggen skal minst tilsvare porevannstrykket i fjellet, og dette er sikret ved en kommuniserende kanal fra det indre av pluggen til utsiden for trykkutjevning og even-tuell trykkregulering ved tilførig av trykkvann til pluggen. The facility is advantageously demarcated towards the open part of the rock space or tunnel by means of a water-filled concrete plug. The water pressure in the plug must at least correspond to the pore water pressure in the rock, and this is ensured by a communicating channel from the inside of the plug to the outside for pressure equalization and possible pressure regulation by supplying pressurized water to the plug.

Oppfinnelsen skal i det følgende illustreres nærmere under henvisning til den vedlagte figur som viser fjellrommet eller tunnelen 1 anordnet i fjellet under grunnvannstanden. Fjellrommet kan i prinsippet anordnes hvor som helst på strekningen nedstrøms fra de produserende brønnhoder 2 til terminalen, men er i den viste utførelsesform antydet beliggende nær terminalen, men kan også anordnes til å utgjøre en del av denne. Den ubehandlede produksjonen fra brønnene 2 ledes i enfase- eller flerfasestrøm gjennom rørledningen 3 forsynt med en ventil for trykk- og strømningskontroll og/eller eventuelt avstengning. Ved enfasestrøm vil anlegget virke som en separator ved trykkavlastning av innkommende strøm mens ved flerfasestrøm vil anlegget virke som integrert væskeplugg-fanger/separator, alt etter driftsforholdene på feltet. Fjellrommet eller tunnelen har eventuelt en betongforing 4 som tjener for konsolidering av fjellet. I den viste utførelses-form utgjøres endeveggen i anlegget av en vannfylt betongplugg 5 som er forsynt med en eller flere kanaler 10 fra det vann-fylte indre av betongpluggen til utsiden for trykkutjevning. Mulig trykkregulering kan foretas ved trykkvanntilførsel gjennom en rørtilkobling med ventil, antydet ved 12. Anlegget er vist med tilkoblinger for inngående transportrør 3 gjennom betongproppen, og utgående gassrør 6, utgående oljerør 7, og utgående vannrør 8 ført opp gjennom beholdertaket, men det sier seg selv at tilførsel og fraførsel kan anordnes helt eller delvis gjennom veggene, eventuelt helt eller delvis gjennom betongproppen, alt tilpasset det aktuelle tilfelle. Figuren viser at det i beholderen i fjellrommet 1 er anordnet vanlig utstyr 9 for strømretning og energidreping, ledeplater og/eller deflektorer samt sandfang. Figuren viser ventilen 11 for trykk- og strømningsregulering, eventuelt avstengning. In the following, the invention will be illustrated in more detail with reference to the attached figure which shows the rock space or tunnel 1 arranged in the rock below the groundwater level. In principle, the rock room can be arranged anywhere on the stretch downstream from the producing wellheads 2 to the terminal, but in the embodiment shown is indicated to be located close to the terminal, but can also be arranged to form part of it. The untreated production from the wells 2 is led in single-phase or multi-phase flow through the pipeline 3 equipped with a valve for pressure and flow control and/or possibly shut-off. With single-phase flow, the facility will act as a separator when depressurizing the incoming flow, while with multi-phase flow, the facility will act as an integrated liquid plug trap/separator, depending on the operating conditions on the field. The rock space or tunnel may have a concrete lining 4 which serves to consolidate the rock. In the embodiment shown, the end wall in the plant is formed by a water-filled concrete plug 5 which is provided with one or more channels 10 from the water-filled interior of the concrete plug to the outside for pressure equalization. Possible pressure regulation can be carried out by pressurized water supply through a pipe connection with a valve, indicated at 12. The plant is shown with connections for incoming transport pipe 3 through the concrete plug, and outgoing gas pipe 6, outgoing oil pipe 7, and outgoing water pipe 8 led up through the container roof, but it goes without saying even that supply and discharge can be arranged wholly or partly through the walls, possibly wholly or partly through the concrete plug, all adapted to the relevant case. The figure shows that in the container in the rock space 1 there is arranged ordinary equipment 9 for current direction and energy killing, guide plates and/or deflectors as well as sand traps. The figure shows the valve 11 for pressure and flow regulation, possibly shut-off.

Claims

1. Procedure for integrated collection of liquid plugs/separation in a rock space (1), which is possibly provided with a lining (4), preferably a tunnel, arranged in the rock below the groundwater level, characterized in that the capture/separation is carried out in a container arranged in the rock space (1), the volume of this container providing sufficient buffer volume and residence time for separation in a single step without any limitation of the volume of the container occurring due to the strength of construction materials.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that produced materials which are supplied to the container in single-phase or multi-phase flow are separated into separate phase flows for further processing/consumption.

3. Method as specified in claim 1 or 2, characterized by the internal separation pressure in the container being kept lower than the pore water pressure in the rock.

4. Method as specified in claims 1-3, characterized in that small amounts of water that leak into the container from the rock are collected in the water phase and carried away together with it.

5. Method as specified in claims 1-4, characterized in that the container is delimited towards the access part of the mountain space by means of a water-filled, pressure-resistant concrete plug (5).

6. Facilities for carrying out the procedure specified in claim 1, characterized in that it includes a rock space (1), which is possibly provided with a lining (4), preferably in the form of a tunnel, in which a container is arranged that acts as an integrated liquid plug catcher/separator, with a volume for sufficient buffering effect and residence time for separation in a single step, in combination with pipelines (3) for supply in single-phase or multi-phase flow and for removal of gas phase (6), oil phase (7) and water phase (8) after separation.

7. Facilities as stated in claim 6, characterized in that the rock space (1) is lined with a concrete lining (4).

8. Installation as stated in claim 6 or 7, characterized in that the rock space towards the access part comprises a water-filled, pressurized water-resistant concrete plug (5).

9. Installation as specified in claims 6 - 8, characterized in that the concrete plug (5) is provided with one or more channels (10) for pressure regulation or pressure equalization against the pore water pressure.

10. Installation as specified in claims 6-9, characterized in that the supply line (3) and/or the discharge lines (6 - 8) are led through the concrete plug (5) and/or the walls of the container.

11. Installation as specified in claims 6 - 10, characterized in that a valve (11) is arranged in the supply line (3) for pressure and flow regulation, possibly shut-off.

12. Installation as stated in claims 6-11, characterized in that the container in the rock space (1) is equipped with ordinary equipment (9) for current direction and energy killing, guide plates and/or deflectors as well as sand traps.