辽河滩海月东油田开发建设研究.doc

辽河滩海月东油田开发建设研究曹苏军庄贵涛 孙雁伯(中油辽河石油工程设计有限公司)摘耍本文对辽河滩海月东油田的设计思路、工艺流程、海工结构、供电系统、仪表自控 系统、安全环保、通讯系统等方面作了全面的分析总结，为今后滩海油田开发提供借鉴参考。一、项目概况月东油田位于辽宁省大洼县二界沟镇西南20km的近海地区，该油田已上报探明储量6280X104t，资源比较落实，是辽河滩海油田勘探开发重点地区。该油田开发不但对稳定辽 河油田分公司原油产量具有重要意义，而且，也为辽河油田分公司向海上油田进军迈出了坚 实的一步。月东油田位于辽东湾北部，笔架岭西南15km的极浅海区域，靠近双台子河口。该区海 图水深3m，海冰相对于胜利油田及大港油田较重、封冻及流冰期长、潮差大。海工结构物 采用路桥平台方案，可以从根本上解决这些难题，油田开发采用半海半陆地开发方式，以陆 地为依托，简化海上生产设施。这样既降低工程投资，又方便生产管理，降低运行成本。二、开发基础数据1基础参数 (1)设计规模。根据月东油田地质配产方案，原油集输工程规模为15010“a。 (2)油气生产井。海上布井330口。 (3)油气物性。月东油田为稠油区块，该油田采用注汽开发。 (4)设计参数。油气比20m3t；单井配产15tJd；井VI回压小于等于06MPa；卫星平台外输温度80*(3；卫星平台外输压力16MPa；中心平台外输温度85C；中一tl,平台外输压力25咿a。三、方案研究1总体方案 在月东油田滩海地区拟建8座平台，每座平台布井数见下表1平台名称 1号 2号 3号4号 5号 6号 7号 8号油井数目40403237474343481号、2号、3号、4号、6号、7号、8号平台为卫星平台，5号平台为中心平台。平台 间及中心平台与陆地采用栈桥连接，在1号、4号、5号、8号平台各设2台注汽锅炉。中 心平台打水源井2口，日产水量2000m3，以供平台所需淡水，卫星平台由中心平台沿栈桥 管输方式供应淡水。1号、4号、5号、8号平台的注汽用水由陆地联合站处理后的采出水沿 路堤和栈桥管输供应。各平台生活用水由陆地联合站管输供应。中心平台设消防泵站，对所 有平台提供消防水和消防泡沫保护，配备淡水充压系统。另外，在1号、6号二平台配备海 水消防泵，各平台消防管线相连通。陆上设一座处理能力为150 x 104ta的联合站。2油气集输 (1)油气集输方案。 各卫星平台生产的油气经单井计量、增压和加热后外输至中心平台，在中心平台进行油气分离后，原油经增压、加热输至陆上联合站，天然气输至陆上联合站。含水油在陆地联合 站进行脱水，合格原油外输至欢一联，然后进人曙首站。海上平台油气系统和注汽系统燃料采用脱水后的净化稠油，净化油由陆上联合站供给， 利用管线分配到各平台。(2)主要生产设施。 卫星平台主要包括井口装置、单井计量装置、换热器、导热油供应装置、外输泵、燃料供应系统、仪表风系统等，机械采油建议采用螺杆泵。 中心平台在卫星平台的基础上增加油气分离器、天然气压缩机空冷器、2000m3储油罐、火炬等。陆上联合站主要包括进站加热炉、一次沉降罐、缓冲罐、脱水泵、脱水加热炉、二次沉 降罐、净化油罐、加药装置、外输泵等。(3)海上平台平面布置。每个平台有三个井组，每排井口后面为抽油机，为了满足陆上作业机作业要求，前面留 有18m宽的作业面，平台上剩余面积用于布置油气处理及配套设施。卫星平台。1号、2号、3号、4号、6号、7号、8号平台为卫星平台。其中，1号、4号、8号卫 星平台由生产平台和注汽平台组成，其他卫星平台只有生产平台。卫星平台为95m92m， 卫星平台的东北角布置闭式排放罐，计量加热器，计量分离器。在平台的东南角布置另一组 计量换热器及计量分离器，外输换热器，两台外输泵。在平台的西北角布置ZOOm3燃料油 储罐及100m3柴油储罐，燃料油储罐满足注汽锅炉的燃油需要，柴油储罐先期可用于钻井 期的燃料供给，后期可用于应急发电机。在平台的西南角布置采暖换热器、采暖水泵、发球 筒。在平台中部，布置导热油加热炉、1004kV变电所、应急配电系统、消防设施、仪表 值班室、200m3生产水罐(先期用于钻井生产用水，后期储存注汽生产用水)，100m3生活 水罐(先期用于钻井生产、生活用水，后期用于采油生活用水)、空压机、仪表风、空气储 罐、导热油配套系统。在平面布置中将油气处理区集中布置，将燃料油及柴油储罐布置在主 导风向的侧风向，辅助生产区远离井口，井口区与油气处理区采用防火墙隔开，辅助生产区 和井口区采用A60防火墙隔开，有火处理区和辅助生产区采用防火墙隔开。从安全角度考虑将注汽系统单独布置在注汽平台上。2台锅炉注汽平台2155m34m， 注汽锅炉布置在下层。配套装置布置在上层。31开式排放罐布置在工作甲板上。中心平台。5号平台为中心平台。该平台由生产平台、储罐平台和注汽平台组成。生产平台为1025rex 92m，生产平台的东北角布置计量加热器、计量分离器、收发球装置、原油进站 换热器。在平台的东南角布置另一组计量换热器及计量分离器、除油器、闭式排放罐及闭式 排放泵。在平台的西北角布置ZOOm3燃料油储罐及100m3柴油储罐，燃料油储罐满足注汽 锅炉的燃油需要，柴油储罐先期可用于钻井期的燃料供给，后期可用于应急发电机。在平台 的西南角布置油气分离罐、外输换热器。在平台中部，布置导热油加热炉、3510kV高压变 电所、10104kV高压变电所、应急配电系统、消防设施、仪表值班室、200m3生产水罐、100m3生活水罐、空压机、仪表风、空气储罐，导热油配套系统，采暖换热器及采暖水泵、 原油外输泵。在平面布置中，将油气处理区集中布置，将燃料油及柴油储罐布置在主导风向 的侧风向，辅助生产区远离井口，井口区与油气处理区采用防火墙隔开，辅助生产区和井口 区采用A60防火墙隔开，有火处理区和辅助生产区采用防火墙隔开。从安全角度考虑将注汽系统单独布置在一个平台上。注汽锅炉布置在下层，配套装置布 置在上层。2000m3储油罐单独布置在一个平台上。开式排放罐布置在工作甲板上。 (4)系统管线。 卫星平台外输管线为2196，系统集输干线为3258，中心站外输油管线为3258，中心平台外输气管线219 x 6，陆上向平台供油管线1085，海上供油支线57 x 4。陆上联合站至欢一联外输管线为3258。3海工结构 (1)工程内容。 在月东油田修建钢质中心平台1座(5号平台)、钢质卫星平台7座(1号、2号、3号、4号、6号、7号、8号平台)、钢质注汽平台4座(与1号、4号、5号、8号平台相邻接的 注汽平台设两台锅炉)；钢质储罐平台1座(与5号中心平台相邻接)；海上月东油田至笔架 岭渔铺登陆点路堤及栈桥18km，其中，路堤45km，栈桥135km(包括月东区块内部中心 平台与卫星平台之间的连接)。(2)主要设计条件。水深(以理论深度基准面为基准，向下为正值，向上为负值)。 沿线水深为一34m31m，从笔架岭渔铺至月东1井方向，沿线前45km水深为一34m-一12m，平均水深一23m；之后4km水深为一12m20m，平均水深04m； 再后，45km水深为2m31m，平均水深255m。月东区块内部平均水深为30m(理论 深度基准面位于黄海高程基准面下224m)。设计荷载。路堤、栈桥设计荷载：汽车20t，挂车100t。 钢平台承受钻井、生产及风、浪、流、冰等环境荷载。设计环境条件重现期。 设计环境条件重现期为50年。 (3)方案描述。路堤。 根据路堤段所处海域的环境条件及辽河油田滩海路堤建设的实践经验，选用斜坡式实体32路堤结构型式。路堤顶宽9m(其中行车道宽7m，边部设管廊带)，边坡1：25，护坦宽7m。路堤主体材料为片石或山皮石，护坡为干砌石护坡。栈桥。栈桥选用预应力钢筋混凝土栈桥。栈桥自下而上是：钢管桩、钢筋砼承台、钢筋砼柱、 钢筋砼盖梁、支座、预应力钢筋砼T型桥面梁、桥面铺装、栏杆等。栈桥跨度50m，桥面 宽9m(其中行车道宽7m，边部设管廊带)。钢平台。 中心平台甲板平面尺寸为92m1025m，平台甲板顶面标高为1064m(理论深度基准面以上)。采用4腿柱导管架组合平台结构型式，平台20个导管架。卫星平台甲板平面尺寸 为92m95m，采用4腿柱导管架组合平台结构型式，每个平台16个导管架。二台锅炉注 汽平台主甲板平面尺寸为2155m34m，采用4腿柱导管架组合平台结构型式，每个平台4个导管架。储罐平台甲板平面尺寸为22m24m，采用6腿柱导管架组合平台结构型式，每 个平台2个导管架。4电气 (1)负荷计算。 笔架岭地区新建集中处理站约2000kW，海上部分计算负荷为lll04kW。所以，整个月东区块开发所需计算负荷约为13104kw。(2)供电方案。陆上供电方案。 整个月东区块开发需计算负荷约为13104kw。需从曙光新建两条66kV供电线路至笔架岭地区。在笔架岭地区建6635kv 3x 8000kvA变电所一座，从变电所出两路35kV电缆 至新建集中处理站，出两路35kV电缆至月东中心平台。月东平台供电方案。在中心平台建一3510kV 38000kvA高压变电所，对每座平台送两条3185 10kV 高压电缆，采用树干式供电。在每座平台建1开闭所和31000或3800 kVA 1004kv 变电所给低压用电设备供电。在每座平台设250kW应急柴油发电机1台，为助航系统、消防泵、应急照明、仪表设 备等应急电源供电。5仪表海上平台自动控制采用数据采集及监控系统，即S(撇系统，对8个平台进行实时监视、控制。主站设在中心平台，7个卫星平台作为子站，即远程终端。S(：A【)A系统通过数据通讯系统使其主站与子站之间互相传输数据。 各卫星平台监控系统同时通过通讯接口与中心站的控制系统相连，一方面上传本平台的过程参数，另一方面接收、处理并执行来自中心站的指令。 每个平台的控制系统实行三级控制，即井口就地控制、远程终端控制和中心站控制中心集中遥测、遥控。6给排水部分 (1)各平台水系统配置。 中心平台打水源井2口，日产水量2000m3，以供平台所需淡水，卫星平台由中心平台沿栈桥管输方式供应淡水。l号、4号、5号、8号平台的注汽用水由陆地联合站处理后的采33出水沿路堤和栈桥管输供应。各平台生活用水由陆地联合站管输供应。 中心平台设消防泵站，对所有平台提供消防水和消防泡沫保护，配备淡水充压系统。另外，在1号、6号二平台配备海水消防泵，各平台消防管线相连通。(2)平台给排水。 消防系统配置见表1。裹1消防系统配置序号防护区 消防系统 备注序号防护区 消防系统 备注1 井口区 水喷淋、泡抹 7电瓶问气体、干粉2生活区 水、手提式灭火器 8化验问 气体、干粉3油气处理区 水喷淋、泡沫 9配电间 气体、干粉4钻井作业区 泡沫、水 lO变压器间 气体、干粉5公用系统 水、手提式灭火器11 中央控制室 气体、干粉6发电机问 气体、干粉 12中央控制室 气体、干粉7热工对月东滩海区块作总体热注设计，对330口井，8个平台每个平台按一台23th蒸汽发 生器考虑设计，共建2x23th热注站4座并考虑了92th活动注汽炉的拆迁费用。4座热 注站的平面布置为双层布置，每台注汽炉带32-48口井，注蒸汽半径为15km。锅炉燃料系统(223th)。首先考虑就近采用天然气，需燃油贮罐200m3，并且该燃 油系统及供油泵由工艺专业统一布置。8通信 (1)通信现状。 月东油田海上中心平台距欢喜岭电话站通信塔(塔高62m)约34km，油田通信光缆现在均已到达欢喜岭电话站。笔架岭新建联合站距西八千通信站约14kin。 (2)通信方案。海上平台对陆地通信采用有线光缆通信和无线集群通信两种通信方式。 方式一，本次工程拟在西八千通信站、笔架岭新建联合站和海上中心平台之间直埋敷设一条光缆，其中，笔架岭新建联合站为中间站，西八千通信站和海上中心平台为终端站，这 是对陆地通信的主要手段。方式二，无线集群通信系统。在笔架岭新建联合站设置一套集群通信系统基站，覆盖范围为以笔架岭新建联合站为中心的半径为20krn区域，笔架岭新建联合站设置轻型通信塔一 座。在海上平台及海上平台与陆地之间采用无线集群通信方式作为光缆通信方式的有效补充 和备用手段。9环境保护 (1)主要污染源及污染物。 该区油田开发可能的污染源主要有以下几类：油田开发排放的污水，油田开发排放的废气，油田开发排放的固体废物，油田开发产生 的噪声，油田事故污染。(2)防治措施。34针对不同污染源采取不同的防治措施，同时建立环境监督网，在海上设置环境监测船。 水污染的防治。平台尽量减少用水量，可排海的排海(大的降雨等)。无可回用的污水收集后运至岸上处理。保证安全生产防止生产事故发生，如发生应采用应急措施进行治理，减少污染程度。加强设备管理，防止漏失。对生活污水回收处理达标后排放至海。大气污染防治。油气集输系统采用密闭流程，减少火炬数量，防止泄漏，加强管理，防 止无组织排放等措施。对废弃物污染防治。对钻井泥浆采用无毒泥浆，尽可能重复利用，对废泥浆回收，防止 含油泥浆人海。作好落地油回收工作，防止落地油人海。噪声污染防治。对设备加减音器，特别在排气口及柴油机发音部位，必要时加隔音壁， 减少对水生物的影响。污染事故的防治。为防止溢油事故的发生和减小溢油事故对海洋环境的影响，配备溢油 消除和回收设备，主要包括：围油栏、吸油毯、消油剂以及消油剂喷洒装置等。一旦发生溢 油事故，能及时处理回收，防止溢油扩散，减少事故损失。10职业安全和工业卫生 (1)安全生产。 海上平台是滩海油田生产中的主要场所，为安全生产，保证操作人员的生命安全，严格执行国家及国际有关规范规定。月东构造带地面建设严格执行国家有关滩海标准、规范、规 定，同时参照执行挪威船级社和美国石油学会的规范规定，做到既符合规范标准的要求，又 要尽量压缩平台的面积，节约投资，提高经济效益。每个井口设置井下、井上安全阀、井口控制盘，在必要情况下可以紧急切断井口装 置。平台上设置紧急切断系统，与消防系统连锁，视情况关闭生产系统。压力容器均设有自动安全放空设施、紧急关断设施。压力容器严格按照“钢制石油化工压力容器设计规定”和“压力容器安全监察规程” 执行。平台上所有可能产生易燃易爆介质的操作间均设可燃气体浓度检测报警器，同时设置 必要的通风设施，以预防为主，保证安全生产，油气场所电器设备和仪表选型均采用防爆 型油气厂房结构防火、防爆泄压等均符合有关规定。平台上所有工艺设备及其他生产设施采取防雷、防静电、防震等措施，电气设备符合 防火防爆要求。高空作业位置，均设操作平台及护栏。按照规范要求，平台上设置消防报警系统，紧急切断系统。 (2)工业劳动保护。 滩海各场站均属于低毒、无粉尘场所，为保证职工身心健康不受影响，环境不受污染，采取以下措施：为减轻操作人员的劳动强度，主要设施的液位、压力、温度等在控制室内集中监测。生产、值班间设采暖设施及空调，保证工作人员正常生产。保证主要厂房和值