基于多功能支持平台的海洋平台热采作业

林涛，孙永涛，马增华，王少华

中海油田服务股份有限公司油田生产研究院，天津300450

基于多功能支持平台的海洋平台热采作业

林涛，孙永涛，马增华，王少华

中海油田服务股份有限公司油田生产研究院，天津300450

文章针对海洋平台热采作业的发展需求，提出了一种基于多功能支持平台的海洋平台的热采作业模式。通过对海洋生产平台和多功能支持平台的性能分析，并与海上热采作业的需求进行对比，结合适应性改造，优化了基于多功能支持平台的海洋平台热采工艺流程。实践表明该作业模式是科学的，为后续油田的开发提供了宝贵经验。

海上油田；多功能；支持平台；热采作业

0 引言

海上稠油储量丰富，随着海上稠油热力开采步伐的加快，海上稠油热采取得了显著的效果，目前主要以多元热流体吞吐热采为主。该技术是一种新型复合热采技术，符合当前热采技术的发展趋势，其是通过燃烧产生高温高压的水蒸气、CO2及N2等混合气体[1]，将其注入井下、油层，具有气体混相驱（氮气驱、二氧化碳驱）和热力采油（蒸汽吞吐、蒸汽驱）的特点[2-4]，适合在海上稠油油田的热采开发。

海洋生产平台仅能满足单井注多元热流体作业的需求，随着海上热采规模化的实施，以及与生产平台的增产、增注措施和常规修井作业交叉，导致平台的场地作业有限、外输能力有限、生活支持有限，迫切需要一种新的热采开采模式[5]。

1 海洋平台与多功能支持平台基本参数

1.1 海洋平台基本参数

以渤海湾A-1平台为例（见图1），该平台为6腿导管架采油平台，设计水深12.6 m，平台包括导管架、上部组块（四层）、钻井模块（包括钻机模块和支持模块）和生活楼模块。分上、中、下甲板及工作甲板。上层甲板规格约为56 m×33.2 m，标高为24.3 m，此层甲板主要分为两个区域，即生活区和钻井模块区；中层甲板规格约为44 m×33.2 m，标高为19.3 m，此层甲板主要布置公用设备及公用房间；下层甲板规格约为44 m×33.2 m，标高为14.3 m，为井口、生产区和公用设备区；工作甲板规格约为12 m×19.2 m，标高为10.8 m。

图1 A-1采油平台实物照

1.2 多功能支持平台基本参数

多功能支持平台能提供海上生活支持、工程支持和探井、开发井及调整井的钻井、修井等作业支持服务[6]。以D-1多功能支持平台为例（见图2），该平台为多功能自升助航式工程支持平台，三角形船体，带3根圆柱形桩腿，自带航行推进器与控制系统，桩腿为电控液压马达驱动齿条，具备自升式钻井船的升降功能。该平台设计定位为渤海湾的石油生产平台提供完井增产支持、修井支持、生活支持、电力供应等支持作业，具备以下特点：

（1）生活支持模块，提供至少90人的生活支持能力。

（2）场地支持模块，提供较大的作业面积，承载能力强，可解决生产甲板太小，无法存放物料的问题。

（3）作业支持模块，具备较强的吊机能力，较大的油、气、水供给能力，满足各项大型作业的需求。

为满足在采油平台附近的定位和作业需要，设计了3根带齿轮齿条桩腿，液压驱动，桩腿提升速度为0.9 m/min，桩腿设计长度为79.3 m。能够满足作业需求（渤海湾作业水深在35 m左右的采油平台居多）。

图2 D-1多功能支持平台实物照

2 热采作业的需求分析

海洋平台热采作业是一项系统工程，要求热采设备具有设备设施紧凑、自动化程度高、安全性及环保要求高等特点，同时需要考虑生产平台的空间限制、承重能力、吊装能力、资源供给能力等，在综合满足上述条件后平台可实现热采作业。

针对A-1平台和D-1多功能支持平台，其可供的资源与热采作业的需求见表1。

表1 平台资源供给与热采需求

单独采用A-1平台实施海上热采作业，仅能满足单井热采作业的要求，无法同时进行多口井作业或常规修井作业；而采用“A-1海洋平台+D-1多功能支持平台”的模式可满足规划化热采作业的需求。

3 基于多功能支持平台的热采工艺

采用基于多功能支持平台的热采工艺既可实现生产平台钻井（修井、增产增注措施等）作业与注热作业同时进行，也可实现两口井同时进行热采作业，同时可解决多项作业的生活支持问题，提高作业时效。

3.1 平台设备优化布置

工艺的实施首先必须保证设备的安全、高效使用，D-1多功能支持平台与A-1平台是两个独立的平台，地面注热管道（高温高压）需横跨两平台，这是此方案面临的最大问题。

A-1平台为6腿导管架平台，D-1多功能支持平台为3桩腿结构，在渤海海域气候恶劣的情况下两平台晃动幅度不同，会产生一定程度的相对位移。其中D-1多功能支持平台的最大摇晃角度接近0.4°，放置注热装备的遮蔽甲板的摆动幅度达260 mm，两平台的晃动错位给输送高温、高压多元热流体的注热管道带来了安全隐患。

为此通过优化设计，将多元热流体发生器主机舱的燃烧器及输出部分单独成橇置于A-1平台的中层甲板，使地面注热管道集中于A-1平台；同时将油、气、水三路供给的系统管道横跨栈桥连接至燃烧器舱，由于三路供给管道都是低温介质，在设计上采用部分高强度的高压软管配合硬管连接方式，用以消除两平台晃动错位给供给管道带来的安全隐患。

3.2 热采工艺流程优化

遵循设备布置原则，结合热采工艺方案的需求，对多元热流体注热装备所需的场地、水、电、油等进行了合理的配置和优化，高压油管、高压水管、高压空气管等采用37°球面型管路连接件，公称压力≤35 MPa，管路试验压力40 MPa，管道用管夹固定，在两平台连接的栈桥处用2 m高压软管过渡，高压软管外表面包裹金属编织，具体工艺流程见图3。

图3 基于多功能支持平台的海洋平台热采工艺流程示意

4 现场作业效果

已成功实施A-1和D-1平台联合作业共7井次，取得明显成效。以A-3井为例，该井自喷生产期间，最高日产液107 m3，最高日产油94 m3，第一周期累产超过2万m3。该作业模式有效解决了A-1平台钻/修井期间无法进行热采作业以及多口井不能同时进行热采作业的问题，实现了钻井和热采作业共同开展的目标，提高了作业时效。

[1]林涛，孙永涛，马增华，等.多元热流体热采技术在海上探井测试中适应性研究[J].海洋石油，2012，32（2）：51-53.

[2]唐晓旭，马跃，孙永涛.海上稠油多元热流体吞吐工艺研究及现场试验[J].中国海上油气，2011，23（3）：185-188.

[3]林涛，孙永涛，马增华，等.多元热流体热-气降黏作用初步探讨[J].海洋石油，2012，32（3）：74-76.

[4]孙玉豹，孙永涛，林涛.渤海油田多元热流体吞吐自喷期生产控制[J].石油化工应用，2012，31（5）：10-12.

[5]陈明.海上稠油热采技术探索与实践[M].北京：石油工业出版社，2012．

[6]司江舸，周炳.多功能自升式平台研制[J].中国海洋平台，2012，27（2）：10-13.

ThermalRecoveryOperation Based on MultifunctionalSupporting Platform and Offshore Production Platform

Lin Tao，Sun Yongtao，Ma Zenghua，Wang Shaohua
COSLOilfield Optimization R&D Institute，Tianjin 300450，China

According to the development need in heavy oil thermal recovery operation of offshore platform，a new mode of thermal recovery operation is proposed based on an offshore production platform and a multifunctional platform.By conducting function analysis of the offshore production platform and the multifunctional supporting platform and comparing platform functions with the requirements of thermal recovery operation，the optimization of thermal recovery process flow based on the new thermal recovery mode is applied in combination with the adaptive transformation.The practice shows that this thermal recovery mode is scientific and provides valuable experience for subsequent development of oilfields.

offshore oilfields；multifunction；supporting platform；thermalrecovery operation

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.01.007

林涛（1983－），男，四川成都人，工程师，2008年毕业于大庆石油学院油气田开发工程专业，硕士，现从事海上油田采油工艺技术研究。

2014-03-21；

2014-10-15