海上平台生产系统保温工艺优化研究

林晓

（中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海200000）

海上平台生产系统随着保温层损坏或者密封失效，保温吸水，形成弱酸环境，导致保温层下管线腐蚀。KQTA 平台每年需要投入大量维修费开展保温修复、保温层下隐患治理、保温固废处理等工作。为此结合近8 年的海上平台环境数据，分析生产系统工艺参数，开展保温工艺优化研究工作。

1 概述

KQTA 平台工艺流程由公用系统和生产系统组成，生产系统处理水、天然气和凝析油。生产系统中天然气系统、油气混输系统、凝析油系统、闭排系统、生产水系统及燃料气系统均安装保温。生产系统流程详见图1。

图1 生产系统流程图

2 保温工艺优化

2.1 保温层设计的目的

减少管道及其组成件在工作过程中的热量或冷量损失，以节约能源；减少生产过程中介质的温降或温升，以利于生产过程的良好运行；介质的凝点或者冰点高于环境温度的管道，避免、限制或者延迟管道内介质凝固、冻结，以维持正常生产；降低或维持工作环境温度，以改善劳动条件、防止操作人员烫伤；防止管道及其组成件表面结露。

2.2 ODP 设计数据及实际数据对比

KQTA 平台原ODP 设计最低气温-5.8℃、最大风速41.9m/s。近8 年平台最低环境温度为-3.2℃，且0～-3.2℃持续时间为13 小时；实际环境小于5℃，最大风速为27.9m/s。

2.3 ODP 原油凝点与实际凝点数据对比

当前原油凝点为18℃，ODP 凝点为10.5℃，伴热温度为25℃；ODP 的天然气水合物形成温度：12.1～18.9℃。井口操作温度为23.5～58℃。

KQTA 平台实际环境条件、生产参数与ODP 设计的基础数据相差较大，分析生产系统存在过度保温现象，可以适当进行工艺优化。

2.4 生产系统保温优化分析

三相分离器上游流程温度超过60℃，且油嘴高压节流，温度骤降，管线外壁产生大量的冷却水，因此，管道的保温不可拆除。

三相分离器下游生产水系统中聚结分离器前保温的设置是为满足污水排放要求,保证油水分离的效果；聚结分离器后保温设置是为防止介质的凝固。三相分离器操作温度20-60℃，生产水管线2 寸，聚结分离器最小操作温度17℃。三相分离器水相出口温度为100℃，聚结分离器最小处理温度17℃，在实际极端天气下,最小经济流速为1m/s，管道的材质为金属，无保温层时，HYSYS 的模拟结果见图2 所示。

图2 生产水系统无保温时温降图

结果表明，三相分离器至生产水聚结分离器管线在极端条件下，无保温可以运行约600m，超出现场实际管线长度，该段管线保温可以拆除。

分离器后保温是否拆除，取决于水冰点，在极端环境温度，HYSYS 模拟结果见图3。

图3 生产水系统无保温时工况分析

结果表明，聚集分离器后管线在极端条件下，无保温可以运行690m，超出实际管线长度，该段管线保温可拆除。

三相分离器后气相管线设置保温是为了防止形成水合物引起冰堵，天然气形成水合物温度为12.1～18.9℃，如果保温拆除，冬季需考虑在三相分离器后气相PV 调节阀前加注MEG。

三相分离器后油气混输管线设置保温是为了防止形成水合物。KQTA 油气经过三相分离器后混输至海管，经过输送后，介质温度基本和海床温度一致，加装保温伴热意义不大。保温拆除后，环境温度低于水合物形成温度时，采取在三相分离器后加入MEG 的应对措施。

闭排系统保温是否可以优化拆除取决于水冰点和原油凝点，由于主管路的管径较大，分支管路流量小时，主管可能发生凝固，影响泄放，影响生产，所以闭排系统伴热保温不能拆除。

三相分离器后燃料气系统除去透平发电机/压缩机/燃气发电机外的管线外，其余燃料气用户，均是低压，且对温度没有要求，保温可拆除。

3 结论

近8 年西湖油气田群环境温度基本都在0℃以上，只有2016 年环境温度低于0℃，且持续时间只有13-15 小时，时间极短，为避免保温设计过度，增加保温层下腐蚀隐患，建议通过优化设计流程或者添加药剂等措施，减少保温设计。生产系统，在三相分离器后建议增加MEG、降凝剂注入点和相应流程。生产水系统设计聚结分离器操作温度时，建议考虑无保温时，管道的温降，可不设置保温。