浅水海域海上稠油热采浮托井口平台的制作方法

1.本实用新型涉及一种浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，属于海洋石油钻采技术领域。


背景技术：

2.在渤海非常规稠油储量十分丰富，约有数亿吨粘度大于350厘泊的稠油被困在地下尚未动用，随着人类对能源需求的不断增长，海上稠油开采已成为海洋油气资源开发的重点领域。
3.海上稠油油田很多位于水深较浅的海域，平台上部组块吊装资源受水深条件限制无法采用大型浮吊，需要将平台组块拆分成多块使用小型浮吊进行安装，因此浮托方式成为比较理想的安装方式。与常规冷采采油树相比，热采采油树尺寸较大，高度高达5m，浮托过程中组块下层甲板与预钻井的采油树之间的干涉问题需要重点解决。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，该平台的注热和钻修井可以分区同时进行，降低了注热期间安全风险；双井口区设计可实现两条钻井船同时作业，提高钻完井进度，最大程度发挥提前投产的潜力，提升油田的经济效益。
5.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
6.一种浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，包括如下部件：
7.导管架以及装配于所述导管架上端的平台组块，所述平台组块上安装有油气处理系统、注热系统、动力液注入系统和注氮系统；
8.所述油气处理系统包括生产分离器，用于对采集的稠油进行油、气、水三相分离；
9.所述注热系统包括注热锅炉，用于向井口注入蒸汽；
10.所述动力液注入系统包括动力液注入泵，用于向井口注入所述生产分离器分离出的部分生产水；
11.所述注氮系统包括空气干燥和氮气发生装置，用于产生氮气并输送至井口。
12.所述的浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，优选地，所述油气处理系统还包括生产加热器和伴生气处理系统，所述生产加热器用于将井口物流加热并输送至所述生产分离器，所述伴生气处理系统的入气口与所述生产分离器的出气口连接，所述伴生气处理系统的出气口与所述注热锅炉的入气口连接，所述伴生气处理系统用于将所述生产分离器分离出的天然气降温除液后作为所述注热锅炉的燃料使用。
13.所述的浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，优选地，所述油气处理系统还包括燃料油处理系统，所述燃料油处理系统的入口与所述生产分离器的出油口连接，出口与所述注热锅炉的入油口连接，用于将所述生产分离器分离出的油进一步脱水并作为所述注热锅炉的燃料使用。
14.所述的浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，优选地，所述注热系统还包括锅炉
水处理系统，其出水口与所述注热锅炉的入水口连接，用于对海水进行预处理、脱盐软化、脱氧后送入所述注热锅炉。
15.所述的浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，优选地，所述动力液注入系统还包括生产水缓冲罐，其入水口与所述生产分离器的出水口连接，出水口与所述动力液注入泵的输入端连接。
16.所述的浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，优选地，所述注氮系统还包括氮气储罐和氮气压缩机，所述氮气储罐的入气口与所述空气干燥和氮气发生装置的出气口连接，所述氮气储罐的出气口与所述氮气压缩机的输入端连接，所述氮气压缩机用于将压缩增压的氮气注入井下为热采井进行环空注氮隔热。
17.所述的浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，优选地，所述平台组块包括由上至下依次连接的上层甲板、中层甲板、下层甲板和工作甲板，所述中层甲板和所述下层甲板在所述井口区处向上抬升一定高度，所述工作甲板和所述下层甲板上装配有若干采油树。
18.所述的浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，优选地，所述上层甲板上布置有修井机、所述注热锅炉以及与二者相配套的设施。
19.所述的浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，优选地，所述中层甲板上布置有所述生产水缓冲罐、外输掺水泵、所述生产加热器和所述生产分离器、锅炉水脱盐软化设施、所述燃料油处理系统、所述伴生气处理系统、所述空气干燥和氮气发生装置和房间区域。
20.所述的浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，优选地，所述下层甲板上布置有管汇及外输泵、公用设施、所述锅炉水预处理设施和所述动力液注入泵。
21.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
22.1、本实用新型的海上稠油热采浮托井口平台采用双井口区布置，注热和钻修井可以分区同时进行，降低了注热期间安全风险；双井口区设计可实现两条钻井船同时作业，提高钻完井进度，最大程度发挥提前投产的潜力，提升油田的经济效益。
23.2、本实用新型的热采相关设施集中布置在热采井口平台上，可减少平台间的管线连接，有利于生产作业管理。
24.3、本实用新型的平台组块整体浮体安装，上部组块陆地完工状态好，节省海上连接调试工作量，实现项目的尽早投产，大幅节约项目的投资，提高项目经济效益。
25.4、本实用新型的热采井口平台满足8.4米-10米水深的稠油热采浅水油田的开发需要，井口区甲板的局部抬升解决了浮托过程的安全问题，对于介于10米-40米水深也同样适用。
附图说明
26.图1为本实用新型一实施例提供的海上稠油热采浮托井口平台的工作流程示意图；
27.图2为本实用新型该实施例提供的上层甲板的布置图；
28.图3为本实用新型该实施例提供的中层甲板的布置图；
29.图4为本实用新型该实施例提供的下层甲板的布置图；
30.图5为本实用新型该实施例提供的工作甲板的布置图；
31.图6为本实用新型该实施例提供的海上稠油热采浮托井口平台整体示意图；
32.图7为本实用新型该实施例提供的导管架的平面示意图；
33.图中各标记如下：
34.1-生产加热器；2-生产分离器；3-生产水缓冲罐；4-动力液注入泵；5-原油外输泵；6-伴生气处理系统；7-燃料油处理系统；8-外输掺水泵；9-锅炉水处理系统；10-海水提升泵；11-注热锅炉；12-空气干燥和氮气发生装置；13-氮气储罐；14-氮气压缩机；15-井口区；16-注热锅炉附属设施；17-修井机；18-修井机附属设施；19-火炬头；20-锅炉水处理脱氧撬；21-钻井船就位区；22-房间区；23-防火墙；24-锅炉水脱盐软化设施；25-采油树；26-锅炉水预处理设施；27-公用设施；28-管汇及外输泵；29-开排系统；30-上层甲板；31-中层甲板；32-下层甲板；33-工作甲板；34-井口区甲板局部抬升区；35-导管架；36-隔水套管；37-吊装辅助框架。
具体实施方式
35.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
37.如图1所示，本实用新型所提供的浅水海域海上稠油热采浮托井口平台，包括如下部件：导管架35以及装配于导管架35上端的平台组块，平台组块上安装有油气处理系统、注热系统、动力液注入系统和注氮系统；油气处理系统包括生产分离器2，用于对采集的稠油进行油、气、水三相分离；注热系统包括注热锅炉11，用于向井口注入蒸汽；动力液注入系统包括动力液注入泵4，用于向井口注入生产分离器2分离出的部分生产水；注氮系统包括空气干燥和氮气发生装置12，用于产生氮气并输送至井口。
38.进一步地，油气处理系统还包括生产加热器1和伴生气处理系统6，生产加热器1用于将井口物流加热并输送至生产分离器2，伴生气处理系统6的入气口与生产分离器2的出气口连接，伴生气处理系统6的出气口与注热锅炉11的入气口连接，伴生气处理系统6用于将生产分离器2分离出的天然气降温除液后作为注热锅炉11的燃料使用。
39.进一步地，油气处理系统还包括燃料油处理系统7，燃料油处理系统7的入口与生产分离器2的出油口连接，出口与注热锅炉11的入油口连接，用于将生产分离器2分离出的油进一步脱水并作为注热锅炉11的燃料使用。
40.进一步地，注热系统还包括锅炉水处理系统9，其出水口与注热锅炉11的入水口连接，用于对海水进行预处理、脱盐软化、脱氧后送入注热锅炉11。
41.进一步地，动力液注入系统还包括生产水缓冲罐3，其入水口与生产分离器2的出
水口连接，出水口与动力液注入泵4的输入端连接。
42.进一步地，注氮系统还包括氮气储罐13和氮气压缩机14，氮气储罐13的入气口与空气干燥和氮气发生装置12的出气口连接，氮气储罐13的出气口与氮气压缩机14的输入端连接，氮气压缩机14用于将压缩增压的氮气注入井下为热采井进行环空注氮隔热。
43.进一步地，平台组块包括由上至下依次连接的上层甲板30、中层甲板31、下层甲板32和工作甲板33，中层甲板31和下层甲板32在井口区15处向上抬升一定高度，工作甲板33和下层甲板32上装配有若干采油树25。
44.本实用新型所提供的浅水海域海上稠油热采浮托井口平台的工作流程如下：
45.井口物流进行放喷、单井计量后经生产加热器1加热，进入生产分离器2进行油、气、水三相分离，分离出的水去生产水缓冲罐3，脱气后的水有两个方向，一路是作为动力液通过动力液注入泵4注入到井下，第二路是通过外输掺水泵8将水掺入外输海管入口。生产分离器2分离出来的天然气经伴生气处理系统6降温除液后作为注热锅炉11的燃料。
46.热采井放喷初期的伴生气中氮气含量比较高，无法作为燃料气供注热锅炉11使用，放喷初期伴生气直接送至火炬头19。生产分离器2分离出来的油相有两个方向，一路是进入燃料油处理系统7进一步进行深度脱水作为注热锅炉11的燃料，第二路是通过原油外输泵5增压后与来自外输掺水泵8的掺水混合后，通过新建海底管道外输。海水由海水提升泵10提取送到锅炉水处理系统9，经过预处理、脱盐软化、脱氧模块后进入注热锅炉11产生高温高压蒸汽注入到井口。经过初步除尘、除油及干燥处理的空气经过空气干燥和氮气发生装置12生产高纯度的氮气，经过氮气储罐13缓冲，使用氮气压缩机14增压后，将高温高压的氮气注入井下为热采井进行环空注氮隔热。
47.如图2所示，上层甲板30上布置有注热锅炉11、注热锅炉附属设施16、修井机17及修井机附属设施18，井口区15分别布置在a轴和b轴的外侧，两个井口区15留有足够距离，以保证两条钻井船钻井作业时不发生干涉，具体如图2所示。
48.如图3所示，中层甲板31上布置有生产水缓冲罐3、外输掺水泵8、生产加热器1和生产分离器2、锅炉水脱盐软化设施24、燃料油处理系统7、空气干燥和氮气发生装置12、伴生气处理系统6和房间区域22。
49.如图4所示，下层甲板32上布置有管汇及外输泵28、公用设施27、锅炉水预处理设施26、动力液注入泵4。
50.如图5所示，工作甲板33主要布置开排系统29。
51.在导管架35预钻井完成后，需要在隔水套管36上安装下层甲板32和采油树25，热采采油树25尺寸较大，高度高达5m，为了避免浮托安装时采油树25顶部与下层甲板32碰撞，将下层甲板32井口区周边甲板进行局部抬升2米。为了避免下层甲板32上的采油树25与中层甲板31上采油树25碰撞，将中层甲板31井口区周边也同样进行局部抬升2米。
52.本实用新型井口平台的安装步骤如下：
53.导管架35：码头滑移装船：运输至预定位置后，使用3800吨级浮吊吊装下水，钢桩基础、隔水套管36：如图7所示，使用3800吨级浮吊打入8根主桩和4根辅桩，隔水套管36，拆除吊装辅助框架37。
54.工作甲板采油树：两条钻井船南北侧同时钻井，完成1、3、5排井槽钻井作业,安装工作甲板采油树。
55.上部组块：码头滑移装船，由浮托驳船运输至预定位置，进船至导管架35上方，将上部组块主腿下部插尖对准导管架35的主腿，缓慢压载，进行上部组块的重量转移。上部组块全部重量转移后，驳船继续压载，降至预定高度后退船。为防止工作甲板层采油树操作甲板在进船时与采油树25碰撞，工作甲板层井口区这两块甲板采取吊挂在下层甲板下方，以超过采油树高度位置随上部组块一并浮托，工作甲板井口区采油树操作甲板在退船后单独安装，焊接在工作甲板结构上。
56.下层甲板采油树：使用两条钻井船同时钻井，安装下层甲板采油树。
57.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。