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浅海开发省钱新招:隔水套管支撑平台抵达新深度

浅海开发省钱新招:隔水套管支撑平台抵达新深度

在多重因素推动下,隔水套管支撑平台正逐步成为浅海油田开发的新伙伴。

来自 | E&P
编译 | 张良爽

隔水套管支撑平台(CSPs)适用于西非、东南亚和地中海等地区的平静浅海水域,在争夺第一桶油的竞争中,为了高效地制造安装钻井平台,CSPs得到了快速发展。与浅海开发项目中的传统导管架式平台和水下采油树相比,CSPs的交货期更短,人工干预和平台成本更低,项目管理更简便;从财务和技术方面来说,CSPs的主要特点就是能使用同一个自升式钻井平台来安装并进行钻井。

CSPs能够分开在不同场地,以较小规模建造安装,在对模块化井口平台的需求增长拉动下,CSPs的部署也在不断增加。CSPs的安装很灵活,零部件可用供给船运输,并用标准悬臂自升式钻井平台安装固定,不需要额外的重型吊装船或使用小型浮式起重机、起重机船或人字吊臂起重机。定制化设计不需要潜水员或遥控潜水器,也无需任何热工作业,减轻了设施的内在风险和调度障碍,降低了成本。此外,如果项目出于经济或政治因素考虑需要在一定程度上当地化,CSPs或许也能满足这一需求。

最简设施CSPs

在浅海开发项目中,能用钻机安装的CSPs,其优势往往超过传统平台和水下采油树。Aquaterra Energy公司在近十年的时间里,一直在使用自有的名为Sea Swift的最简设施CSP。利用该公司的复杂结构工程建模软件和分析,Sea Swift能够根据特定地点的海洋气象和岩土

工程技术数据,确定其系统强度、稳定性和疲劳寿命。Sea Swift结合了水下开发中的平台和钻机驱动优势,减少了资本投入以及安装和人工干预成本。

浅海开发省钱新招:隔水套管支撑平台抵达新深度

Sea Swift已经安装于多个浅海区域

Sea Swift 已在浅海区的多个地点安装,包括西非三处、埃及一处以及远东一处。 最近,Aquaterra Energy宣布,他们已为PICO公司(Amal油田的首席承包商)设计、制造并在Amal油田安装了一个新的Sea Swift平台,另一个平台正准备运往特立尼达和多巴哥岛海域。 

迄今为止,在已部署的Sea Swift平台中,最大水深为65米(213英尺),位于马来西亚半岛的海上。在上部完全承重超过400吨的CSP平台中,Sea Swift也是已知的水深最大的平台。经过尝试和测验的设计概念中,Sea Swift的最大水深可达80米(262英尺)。Aquaterra

公司正对其概念进行工程评估,希望能将最大水深延伸至90米(295英尺)甚至100米(328英尺),并同时考虑多种安装方式。

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在马来西亚,Sea Swift通过一个自升式平台实现安装

最近,一座Sea Swift平台在埃及海上的Amal-C油田完成了安装,其水深23米(75英尺),上部结构重达385吨,该平台包含一个直升机坪和应急生活区,并配置了可钻6口井的设备。从最初的一个概念,到最终作业完工,该平台仅仅用了18个月;对比传统平台,Sea Swift平台成本更低,交付周期大大缩短,它能使受限于现有井槽的平台迅速增加产量。在其他应用中,它能够用干采油树进行钻完井,并且能在其他主要工艺平台抵达前进行安装。

另一座将用于特立尼达和多巴哥岛海上油田的Sea Swift平台正在建造当中。它的水下安装深度为27米(88.5英尺),能够钻4口井,包含一个就地发电、管汇和控制系统。该项目的设计阶段预计需要6个月时间,将会与制造阶段进度重合,以满足严格的交期要求。

2014年,一座Sea Swift平台安装在贝宁共和国海域的的Sèmè油田,水深26米(85英尺)。该轻型平台在突尼斯制造,通过自升式钻井平台的钻机安装,由SAPETRO公司进行调试运行,连接了五口油井至陆上油品处理设施。通常Sea Swift平台的上部结构都是通过自升式平台进行安装并完成钻井操作,但Sèmè油田是用铺管船安装的上部结构,这就消除了由自升式平台起重和拖行最大重量规格带来的限制。

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2014年,一座Sea Swift平台安装在贝宁共和国海域的的Sèmè油田

这艘铺管船包括一个200吨的一体式甲板、立管导向、船码头和一个121吨的水下导管架结构。设备通过集成光纤通信和电缆由陆上设施进行控制。独立的Sea Swift平台与4根直径30英尺的隔水套管通过水下结构连接在一起,为上部结构提供支撑,还能够容纳钻井套管。

在贝宁的最大城市Cotonou的陆上设施中,通过光纤通信和电缆,作业者可控制海上生产。

早期的分析与评估

隔水套管通过轴向压力和抗弯阻力支撑起上部结构以及套管、井口和采油树,其总长度取决于平台的水深、上部结构高度以及基础深度。水下支撑结构用来提高隔水套管的稳定性,以减少疲劳延长设计寿命。在设计较深的水深时,需要考虑上部结构的建议重量,它在限制设施数量和安装技术方面有重要影响。

Sea Swift 平台本质上是利用了油气井外围的隔水套管作为主要的结构支撑,承受平台上部结构及相关设备的重量。每个平台的子结构都单独设计,以适应不同参数条件,如水深、土壤结构和海洋条件等,特别是波频。这些设计需要在任何水深情况下,最大限度提高疲劳寿命和整个结构的稳固性,在正常情况下寿命至少25年。由于潜在的复杂环境条件,抗疲劳成为CSPs以及其他海上动态敏感型结构设计改进的主要驱动力。

Aquaterra公司通过其出色的结构工程建模软件和分析技术,展示了CSPs在海上应用时的海上可施工性、现场的强度和稳定性、动态响应和抗疲劳性能,以及基于土壤、海洋气象数据和设备载重的抗震设计特点。捕捉并理解这种动态行为特点,能够设计出符合应用环境载

荷的结构。对阴极保护和焊缝改进等各种疲劳设计因素的检查,将实现疲劳寿命最大化。此外还要对很多地区常见的地震活动进行评估,以决定地震荷载,并判断是否需要采取强化措施,使基础更加牢固安全。

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Sea Swift在埃及安装于23m水深处,从设计到安装完成共经历18个月

推动设计发展

随着钢材价格大幅下跌,传统导管架平台与Sea Swift平台之间的直接成本差额正在逐渐缩小。但当使用更小更灵活的制造场地,并使用自升式平台进行安装,简化项目管理和降低风险时,Sea Swift在节约总体成本上的优势就凸显出来了。一方面,CSP的适用水深不断增加;另一方面,油气勘探成本严重受限。在二者的共同推动下,CSP正迅速成为浅海边际油田实现快速高效生产的经济有效选择。

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