海上油气开采工程与生产系统
第二章 海上油气开采方式
（2）埕岛油田人工举升方式的选择分析 1）有杆泵。有杆泵是陆上油田使用最广泛的一种采油方式，但在海上油田大 斜度井中使用存在抽油杆与井壁摩擦造成抽油杆严重磨损的问题。同时，由于地 面设备大而笨重， 受平台井口条件和平台高度的限制，不能满足埕岛油田的导管
优点: 不受井深限制( 目前已知最大下泵深度已达5 486 m) , 适用于斜井, 灵 活性好, 易调整参数,易维护和更换。 可在动力液中加入所需的防腐剂、 降粘剂、 清蜡剂等。 缺点: 高压动力液系统易产生不安全因素, 动力液要求高, 操作费较高, 对气 体较敏感, 不易操作和管理, 难以获得测试资料。 3.气举 优点: 适应产液量范围大, 适用于定向井, 灵活性好; 可远程提供动力, 适用 于高气油比井况, 易获得井下资料。 缺点: 受气源及压缩机的限制, 受大井斜影响( 一般来说用于60∀以内斜井) , 不适用于稠油和乳化油, 工况分析复杂, 对油井抗压件有一定的要求。 4.喷射泵 优点: 易操作和管理, 无活动部件, 适用于定向井, 对动力液要求低, 根据井 内流体所需, 可加入添加剂, 能远程提供动力液。 缺点: 泵效低, 系统设计复杂, 不适用于含较高自由气井, 地面系统工作压力 较高。 5.螺杆泵 (1)地面驱动螺杆泵 优点: 对油井液体适应范围广; 不发生气锁, 泵效高; 运动部件少; 没有阀件 和复杂流道, 油流扰动小, 水力损失较低, 泵效可达70% 以上; 输出流量均匀、 易于调节, 通过改变地面驱动装置的转速, 很容易调节流量; 适应排量范围大, 日产液量为1. 59~380 m3 / d, 通过加大转速可以达到更高产量。 (2)电动潜油螺杆泵 优点: 它结合了潜油电泵和地面驱动螺杆泵的优点, 输送介质范围广; 节电效 果显著; 不存在管、 杆磨损; 可用于斜井、水平井; 可使用小直径油管; 运行可 靠、 维修量小; 启动扭矩大, 适用于斜井、 稠油井以及高含砂、 高含气井的开采。 缺点: 螺杆泵工作寿命较低( 与ESP 相比) , 一次性投资较高。 刘雅馨,张用德,吕古贤,高云波,杨光 浅海油田采油方式的选择 2010年第39卷 第11期第19页
水下油气生产系统介绍
水下油气生产系统介绍1. 引言水下油气生产系统是在水下油气开发中使用的一种关键设备，它能有效地从水下油气田中开采、输送和处理油气资源。
本文将介绍水下油气生产系统的基本组成部分、工作原理以及主要应用领域。
2. 水下油气生产系统的基本组成部分水下油气生产系统主要由以下几个关键组成部分构成：2.1 井口设备井口设备包括井口树、井口带闸、井口阀等，用于控制井口油气的流动和压力。
井口设备通常通过一系列的管道和阀门与下面的生产设备相连接。
2.2 生产设备生产设备的主要作用是将从井口输送上来的油气进行分离、处理和储存。
生产设备通常包括分离器、储罐、压力控制装置等。
分离器用于将油、气和水等不同的成分进行分离，储罐则用于储存分离后的油气产品。
2.3 输送设备输送设备用于将生产设备中分离后的油气产品输送到陆地或其他的油气加工设施。
输送设备通常包括油气管道和泵站等，它们能够将油气产品以高效、安全的方式从水下油气田中输送出来。
2.4 控制系统控制系统是水下油气生产系统的核心部分，它能够监测和控制整个系统的运行。
控制系统通常由传感器、仪表、控制阀等组成，它们能够对油气生产系统的各个参数进行监测和调整，以保证系统的稳定运行。
3. 水下油气生产系统的工作原理水下油气生产系统的工作原理可以分为以下几个步骤：3.1 井口开采在水下油气田中，通过钻井等方式开采出井眼，形成井筒。
然后，通过下沉到井口的生产设备，将井口树放置在井筒顶部，与井筒连接。
3.2 油气分离当油气从井筒中运输到井口设备时，井口设备会对其进行初步的分离。
通过井口设备中的管道和阀门，将油、气和水等不同成分进行分离。
3.3 油气处理分离后的油气产品会进一步进入生产设备，进行更加细致的处理。
生产设备中的分离器将油、气和水等不同成分进行彻底的分离，以获取纯净的原油和天然气产品。
3.4 油气输送处理后的油气产品将通过输送设备，如油气管道和泵站等，进行长距离的输送。
输送设备能够将油气产品以高效、安全的方式从水下油气田中输送到陆地或其他的油气加工设施。
第八章 海上油气集输
设计油井数量18口。拥有深水底部基础机
构设计和将其在近海任何位置竖立起来的先进
技术，它是第一座没有钢索、铰接安装在接近
海床的两个截面上的顺应式平台。
Petronius 顺应式平台 位于墨西哥湾Viosca Knoll Block 786，水深535m，开发成本为5.75亿美元。 2000年投入生产，日生产能力为6万桶原油 和1亿立方英尺天然气。
海上油气集输系统
在陆地上采石油，离不开一个个钻井架，在海 上钻井，也要有一个立脚点，这就是海上平台。
一个海上平台的造价非常高，最便宜也要几亿
元，所以，从经济效益考虑，一个大型油田最 多只能建立几个平台。在一个平台上向不同方 向，同时打出多口井。
第一节
海上油气生产和集输系统
一、海上油气生产和集输的特点
3．张力腿平台
世界上第一座张力腿平台Hutton TLP 1984年 安装在北海147m水深处，张力腿平台具有优 越的整体性能和较高的商业价值。
Jolliet 张力腿平台 1989 年 建 成 ， 位 于 墨 西 哥 湾 Green Canyon Block 184，水深524m。平台基础采 用桩基础形式，首次将张力腿锚固在平台立 柱外侧，使张力腿的安装过程大大简化。
滑轮），可以同时承受飓风及其引起的巨浪。
Brutus 张力腿平台
2001年建成，位于墨西哥湾Green Canyon
Block 158，水深910 m。平台高991 m（从海底到
钻探设备的定滑轮），可承受洋流、飓风及其引
起的巨浪。工程耗资预期低于7.5亿美元，拥有8 口油井，设计最大产量约为日产10万桶原油和1.5 亿立方英尺天然气，管线直径为20in。
SPAR平台（SPAR）
海洋石油开采工程第四章海上采油方式优秀课件
气举采油特点
优点：井口、井下设备简单，气举不受 套管尺寸限制，生产灵活，管理 比较方便。适用范围广，尤其适 用于海上采油、深井、斜井、含 腐蚀性气体或含砂多、不适于泵 抽的油井。
缺点：地面设备复杂、投资大、需要气 源，要求套管能承受高压。
一、气举装置与气举卸载
（一）气举系统构成
1. 压缩站； 2. 地面配气站； 3. 单井生产系统； 4. 地面生产系统。 重点：单井生产系统。 地面生产系统与其他举升方式基本相同。
（二）、气举的启动压力和工作压力
1.气举前状态
油井停喷时，油管和环空液面处于同一位置。
2.气举过程
向环空注入压缩气时，环空液面被挤压向 下，油管中的液面则上升。当环空液面下降 到管鞋时，压风机达到最大压力，称为启动 压力Pe。压缩气进入油管后，使油管内原油 充气，液面不断上升，直至喷出地面。
喷出前，Pwf Ps ； 喷后，使油管内ρm越来越低，油管鞋 压力急剧降低，井底压力及压风机压力 随之急剧下降。 当 Pwf Ps 时，地层开始产油，并使油 管内ρm稍有增加，致使压风机压力复而 上升。最后，液面在管鞋处达到动态平 衡，这时压风机的压力称为工作压力Po。
Pe=hLg Pe—最小启动压力
因此： Pe Pe Pe (2-1)
若Pe大于压缩机的额定输出压力，该压缩机就无法把 环空中的液体压入油管内，气体不能进入油管，就不能 实现气举。
要想实现气举，需大功率的压缩机来保证气举的启动。 但正常生产时不需要这么大的功率，造成浪费，增加了 设备的成本。
为实现气举，同时降低成本，必须减小Pe，有效的方 法是安装气举凡尔。
3. 启动时压风机压力变化曲线
若：Pe Pc ，则气举无法实现。
Pc—压缩机的额定输出压力。
海洋石油开采工程(第八章海上油气储存与集输)
第八章 海上油气储存与集输
第一节 海上储油系统
一、浮式生产储油轮 二、平台储油罐 三、海底储油罐 四、重力式平台支腿储油罐 五、储油/系泊联合装置
第二节 海上装油系统
第三节 海上油气集输模式
第一节 海上储油系统
浮式生产储油轮可以专门设计建造，也可以购置旧 油轮经改造而建成，它一般具备三种功能：
1、水下储油工艺
水下储油是采用油水置换原理将储油罐稳定在海床上。 ➢ 油水置换工艺是利用油水密度差的原理，在水下油罐就位
后，立即向罐内充满水。 ➢ 当储油时，原油注入油罐，将海水置换出来； ➢ 输油时，向油罐注入海水将油置换出来，使油罐始终处于
充满液体状态，以保持罐体在水下的重力稳定，罐壁内外 压力保持基本平衡。
是油轮用来装油的部分，用单层舱壁将油舱分隔成若干 个独立的舱室。当油轮摇动时，可减少油品的水力冲击，增 加油轮的稳定性。油轮四周边部舱室可用作海水压载舱室， 通过注入或抽出海水来调节装油作业时的平衡。
第一节 海上储油系统
各种管路系统和设备
主要有进油和装油管系，装油泵组、出售原油的计 量和标定装置、装油生产作业的仪表监测和控制系统、 用于舱室密封气的生产装置和管系、油舱清洗设备和管 系、储油舱加热保温热力系统等。此外，还有齐全的安 全探测、消防灭火、人员救生设备，适应海上永久性作 业的住房设施，直升机停机坪和与单点系泊连接的系泊 设施。
第二节 海上装油系统
2、单点系泊系统的系泊方式
（1）悬链式浮筒系泊 ➢ 悬链式浮筒系泊主要用于浅水海域，是一种最普通的系 泊。 ➢ 它是一个漂浮在水面上的大直径的鼓形浮筒，由六根悬 链锚固定到海床上。 ➢ 浮筒上装有旋转接头、装油管汇和系泊臂，旋转接头通 过浮筒下软管与海底管道相连，油轮由缆绳系泊到浮筒。 ➢ 一条漂浮软管将单点与油轮相连，通过该软管向油轮装 油。
海上油气开采设备的自动化控制系统设计与实现
海上油气开采设备的自动化控制系统设计与实现引言：海上油气开采是现代社会中非常重要的能源获取方式之一。
为了确保海上开采作业的安全、高效、稳定进行，自动化控制系统的设计和实现显得尤为重要。
本文将深入探讨海上油气开采设备的自动化控制系统设计与实现的关键要点和技术手段。
一、海上油气开采自动化控制系统的概述海上油气开采设备的自动化控制系统是应用工程控制理论和技术手段，结合海上开采作业的特殊环境和要求，对各个开采设备的运行状态、工艺参数以及作业过程进行监测、调控和控制的系统。
该系统能够实现设备自动化的控制和运行，提高作业效率、降低风险，保障开采作业的安全和稳定。
二、海上油气开采设备自动化控制系统的设计要点1. 系统可靠性设计：海上油气开采作业环境复杂，海浪、海风等自然条件对设备稳定性造成挑战。
因此，自动化控制系统设计应考虑系统的可靠性、稳定性和抗干扰能力，确保在各种海况和恶劣条件下能够正常运行。
2. 高效能源利用：海上油气开采作业需要大量能源供应，自动化控制系统的设计应考虑如何实现能源的高效利用，减少能源消耗，提高作业效率。
例如，通过智能调控设备的工作状态，实现对能源的合理利用和分配。
3. 信息化管理：自动化控制系统需要采集和处理大量的传感器数据和设备状态信息，为实现准确的控制和决策提供支持。
因此，在设计中应注意信息化管理的要求，包括数据传输和存储、数据安全等方面。
4. 协同联动设计：海上油气开采作业涉及多个设备的协同运行，自动化控制系统应能够实现各设备之间的联动控制。
通过建立设备之间的通信和协调机制，确保设备之间的配合和协同作业。
三、海上油气开采设备自动化控制系统的实现技术手段1. 传感器技术：传感器是自动化控制系统中数据采集的核心部件。
通过各种传感器对设备运行状态、工艺参数等进行实时监测和数据采集，为后续的控制和决策提供准确的输入。
2. 控制算法技术：控制算法是自动化控制系统中实现设备控制和调节的关键部分。
海洋油气开发和海底管道电缆工程标准术语
海洋油气开发和海底管道电缆工程标准术语1 系统与平台1.1 海洋油气生产系统marine oil and gas production system支承海洋油气分离及处理的生产系统。
1.2 固定式生产系统fixed production system以固定式结构支承海洋油气处理装置的生产系统。
1.3 浮式生产系统floating production system(FPS)以半潜式平台、浮式生产储油装置或生产储油船支承海洋油气处理装置的生产系统。
1.4 顺应式生产系统compliant production system在海洋环境荷载作用下，生产系统围绕支点可发生允许范围内某一角度摆动，以顺应式结构支承海洋油气处理装置的生产系统。
1.5 水下生产系统underwater production system由水下井口、水下储油中心、输油中间站等整套水下生产设备及海底管道组成的海洋油气生产系统。
1.6 早期生产系统early production system(EPS)利用已有的少数勘探井、试油井和快速改装完成的采油设施先行生产的，为最终制定油田开发方案提供有价值的油层资料的海洋油气生产系统或生产与测试系统。
1.7 海上油气集输系统offshore oil-gas gathering and transportation system将海上油田各油井开采出来的原油和天然气集中，经过处理达到合格的商品油气输送给用户，以及为完成上述集输任务所需的工程设施、生产设备的总称。
1.8 海上储油系统offshore oil storage system为海洋石油生产系统所产原油提供缓冲储存的系统。
1.9 平台platform用于海上油气资源勘探与开发的移动式平台、固定式平台、顺应式结构的总称。
由上部结构、设施与设备、支承结构等组成。
1.10 井口平台wellhead platform平台甲板安装一定数量的采油（或气）树，可在海上进行油气采集的平台。
海上油气生产工艺流程仿真系统设计与实现
海上油气生产工艺流程仿真系统设计与实现一、引言随着石油资源的逐渐枯竭，海上油气开采成为了国内外石油行业的重点发展方向。
海上油气生产工艺流程仿真系统是一种重要的技术手段，可以模拟整个生产过程，帮助企业优化生产流程、提高生产效率和降低成本。
本文将详细介绍海上油气生产工艺流程仿真系统的设计与实现。
二、需求分析1.功能需求（1）对海上油气生产过程进行全面模拟，包括井口采集、输送系统、处理系统等各个环节。
（2）能够对不同工况下的生产过程进行模拟，并能够根据实际情况进行调整。
（3）提供数据分析功能，对模拟结果进行统计和分析。
（4）提供可视化界面，方便用户操作和观察模拟结果。
2.性能需求（1）系统运行稳定可靠，不易出现崩溃或死机等问题。
（2）具有较快的响应速度，在进行大规模数据处理时也能够保持较高的效率。
（3）具有较高的安全性和保密性，能够保护企业的核心技术和商业机密。
3.可行性分析在技术方面，目前已经有了很多成熟的仿真软件和模型库，可以为系统的开发提供有力支持。
在市场方面，海上油气生产工艺仿真系统具有广阔的市场前景，可以为企业提供重要的技术支持和决策依据。
三、系统设计1.总体设计（1）系统结构：采用C/S结构，将客户端和服务器端分离开来。
（2）系统架构：采用B/S架构，通过浏览器访问服务器端进行数据交互。
（3）数据库设计：采用MySQL数据库进行数据存储和管理。
2.功能模块设计（1）用户管理模块：实现用户注册、登录、权限管理等功能。
（2）数据管理模块：实现数据导入、导出、备份等功能。
（3）仿真模块：实现海上油气生产过程的模拟计算，并生成相应的结果报告。
（4）可视化界面模块：提供直观易懂的可视化界面，方便用户进行操作和观察结果。
3.详细设计（1）客户端设计：①采用Java语言编写客户端程序；②使用Swing框架实现界面设计；③使用Socket通信技术与服务器端进行数据交互。
（2）服务器端设计：①采用Java语言编写服务器端程序；②使用Spring框架实现业务逻辑处理和数据管理；③使用Tomcat作为Web服务器，通过HTTP协议与客户端进行数据交互。
海洋石油开采工程(第一章绪论)
三、国内外海洋石油工业发展概况
➢ 发展阶段（1973年至今）
张力腿平台（TLP）；
浮式圆柱形平台（SPAR）等。
截至2005年年底，在世界海洋中已经发现了521个油田， 其中，欧洲和地中海25个，北海110个，意大利、亚德里 亚海20个，黑海和里海17个，南美洲43个，非洲近海27个 ，西非近海85个，波斯湾60个，印度次大陆沿岸海域2个 ，远东近海23个，印度和马来西亚近海15个，澳大利亚东 部和新西兰近海3个，澳大利亚西北大陆架12个，南部吉 普斯兰德海盆19个，北海近海44个，美国墨西哥湾16个。
油藏工程 （基础）
钻井工程 （手段）
采油工程 （具体实现）
采油工程为采出地下原油，采用的各项工程技术措 施，处于中心地位。
一、海洋石油开采工程概述
2、海洋采油工程的主要任务
➢ 针对海洋油藏特点，编制海洋油田开发的采油工程方案； ➢ 研究、发展适合海洋油藏特点的采油工程工艺技术； ➢ 优化海洋采油工艺方式，提高油井的采油速度； ➢ 推广、应用新技术、新装备，解决油田开发的工程问题； ➢ 海洋采油工程技术标准化、规范化。
五、国内外海洋油气资源分布
➢ 技术密集：体现于设备与操作管理
三、国内外海洋石油工业发展概况
2、国内海洋石油工业发展概况
➢起步阶段（65年—70年代末） 独立自主，自力更生； ➢发展阶段（78年— 至今）对外合作与自主经营相结合；
渤海海域：多为断块小型油气藏； 黄海海域：未列入重点寻找油气区域； 东海海域：前景评价极高，未开发； 南海海域：东部石油公司，西部石油公司； 珠江口盆地；北部湾；莺歌；曾母暗沙；南 沙群岛； ➢ 产量超过5000万吨。
四、中国海洋能源开发利用的策略
1、充分认识海洋能源资源开发的发展趋势
海洋石油开采工程(第八章海上油气储存与集输)
第一节 海上储油系统
3、带有防波墙的混凝土海底油罐
带有防波墙的混凝土海底油罐建于北海埃科菲斯克油田。 ➢ 油罐底面呈皱纹形以增加与海底的摩擦力。 ➢ 内有９个储罐并相互沟通，都是预应力混凝土结构。 ➢ 罐四周用多孔防波墙围绕，防波墙的作用是保护罐体不致
遭受狂暴风浪袭击而破坏。 ➢ 油品由４台装油泵经吸入室从储罐吸出装船外运。 ➢ 海水泵装设在储罐和防波墙之间的环形空间内，从储罐吸
倒盘形海底油罐是利用油比水轻，油总是在上部，海水 在下部的原理制成的。 ➢ 油品的收发作业采用油水置换原理。 ➢ 利用设置在罐内的深井泵向外发油，海水从底部进入罐内，
使油罐始终处于充满油或海水的状态。罐内油水界面随着 向外发油而不断上升。
第一节 海上储油系统
➢ 由于罐截面积很大，收发油时油水界面的升降速度只有 0.3m/h，界面没有剧烈的波动，因而不会造成油品的乳化。
是油轮用来装油的部分，用单层舱壁将油舱分隔成若干 个独立的舱室。当油轮摇动时，可减少油品的水力冲击，增 加油轮的稳定性。油轮四周边部舱室可用作海水压载舱室， 通过注入或抽出海水来调节装油作业时的平衡。
第一节 海上储油系统
各种管路系统和设备
主要有进油和装油管系，装油泵组、出售原油的计 量和标定装置、装油生产作业的仪表监测和控制系统、 用于舱室密封气的生产装置和管系、油舱清洗设备和管 系、储油舱加热保温热力系统等。此外，还有齐全的安 全探测、消防灭火、人员救生设备，适应海上永久性作 业的住房设施，直升机停机坪和与单点系泊连接的系泊 设施。
出的海水要经过罐顶甲板上三个撇油箱。
第一节 海上储油系统
１—隔墙； ２—进油孔； ３—海水泵； ４—过桥； ５—９个有顶盖的储罐 ； ６—吸入室； ７—４台装油泵； ８—控制室； ９—顶部甲板； 10—泵和撇油箱； 11—直升机坪； 12—内底板
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海上油气开采工程与生产系统
1. 引言
海上油气开采工程与生产系统是指在海上开采和生产油气资源的一系列工程和设备系统。
海上油气开采工程与生产系统由多个部分组成，包括油气井和油气平台等。
在本文档中，将介绍海上油气开采工程与生产系统的基本原理、工作流程以及相关的技术和设备。
2. 海上油气开采工程
海上油气开采工程指的是在海上进行油气开采和生产的各项工作。
海上油气开采工程主要包括以下几个方面：
2.1. 油气井
油气井是进行油气开采的关键设施。
它们通常通过水平或垂直钻井的方式开采油气资源。
油气井的设计和构建需要考虑地质条件、沉积物特性以及井筒完整性等因素。
2.2. 油气平台
油气平台是进行海上油气开采和生产的基础设施。
它们通常包括生产平台、钻井平台和作业平台等。
油气平台的设计和建造需要考虑海洋环境条件、平台结构强度以及设备可靠性等因素。
2.3. 生产装置
生产装置是进行油气加工和处理的设备系统。
生产装置通常包括分离器、压缩机、泵站和管道等。
它们的设计和运行需要考虑油气性质、加工工艺以及设备可靠性等因素。
2.4. 集输系统
集输系统是将采集的油气从海上输送到岸上的管道系统。
它们通常包括输油管线、输气管线和储存设施等。
集输系统的设计和运行需要考虑油气输送能力、管道材质以及安全防护等因素。
3. 工作流程
海上油气开采工程与生产系统的工作流程通常包括以下几个阶段：
3.1. 井筹划与建设阶段
在井筹划与建设阶段，需要选择合适的地质构造和井位，设计并建设油气井。
这一阶段需要进行地质勘探、井筹划和井工设计等工作。
3.2. 井完井与采油阶段
在井完井与采油阶段，需要进行井完井作业和采油作业。
井完井作业包括井下设备安装和油管连接等工作，采油作业包括井口装置和生产装置运行等工作。
3.3. 油气处理与集输阶段
在油气处理与集输阶段，需要进行油气分离、压缩和输送等工作。
这一阶段需要运行生产装置、管道和储存设施等设备。
4. 技术和设备
海上油气开采工程与生产系统涉及到多种技术和设备。
以下列举了其中的一些关键技术和设备：
4.1. 井下设备技术
井下设备技术包括井筒完整性监测、油藏温度和压力监测以及井下油管和套管等设备的安装和维护。
4.2. 水下作业技术
水下作业技术包括水下机器人和水下作业器械等设备的使用和维护。
这些设备可以在水下进行各类作业和维修工作。
4.3. 生产装置技术
生产装置技术包括分离器、压缩机和泵等设备的使用和维护。
这些设备可以对采集的油气进行处理和加工。
4.4. 远程监控技术
远程监控技术可以对海上油气开采工程与生产系统进行实时监测和控制。
这些技术可以提高工作效率和安全性。
结论
海上油气开采工程与生产系统是一项复杂而又关键的工程。
它涉及到多个方面的工作和设备，并需要考虑地质条件、环境条件以及设备可靠性等因素。
通过合理的规划和技术应用，可以实现海上油气资源的高效开采和生产。
未来，随着技术的发展和设备的改进，海上油气开采工程与生产系统将会进一步提升。