“海洋石油113” 號FPSO永久復產水系統擴容改造

王 蓉 徐 閩 蔣 濤

（1.中海油能源發展股份有限公司 油田建設工程設計研發中心 天津300452；2.中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津300461；3.中海油能源發展股份有限公司銷售服務分公司 天津300452）

“海洋石油113” 號FPSO永久復產水系統擴容改造

王 蓉1徐 閩2蔣 濤3

（1.中海油能源發展股份有限公司 油田建設工程設計研發中心 天津300452；2.中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津300461；3.中海油能源發展股份有限公司銷售服務分公司 天津300452）

隨著渤中25-1/S油田及周邊渤中19-4油田的開發，“海洋石油113”號FPSO上部組塊水系統已無法滿足目前的生產需求。此次借油田復產之際進行系統擴容改造，在大幅提升FPSO水系統的生產處理能力的同時也增加了注水外輸能力，為整個區塊油田進一步提高產量發揮重要作用。文中簡要闡述了“海洋石油113”號FPSO上部組塊水系統的擴容改造，并提出需注意的問題，從而為后期類似項目的建設改造提供借鑒。

FPSO；“海洋石油113” 號；上部組塊； 水系統；擴容改造

引 言

渤中25-1/S油田位于中國渤海灣東南部海域。整個區塊包括WHPA、WHPB、WHPC、WHPD、WHPE、WHPF 6座井口平臺、1座單點系泊系統（SPM）和1艘浮式生產儲油輪（FPSO）。“海洋石油113”號是一艘集原油生產處理、儲存外輸及生活、動力供應于一體的浮式生產儲油裝置（簡稱FPSO）。該FPSO除了處理渤中25-1/渤中25-1南油田中的6座井口平臺物流外，也處理來自渤中19-4油田的物流。同時將處理合格后的生產水作為注水水源分配到整個油田及渤中19-4油田。

2009年由于颶風導致“海洋石油113”號FPSO漂離系泊系統導致渤中25-1/S油田停產。為盡快恢復油田生產，啟動了渤中25-1/S油田永久復產項目。同時，隨著渤中25-1/渤中25-1南油田進入生產中后期及周邊新平臺的投產，“海洋石油113”號FPSO的處理能力，尤其是生產水處理及注水系統能力已不能滿足整個區塊，作業區決定對渤中25-1/S油田永久復產及升級改造。本文介紹了本次永久復產及升級改造中水系統改造校核及方案確定，并對日后類似改造項目提供參考。

1 水工藝系統改造

表1 是“海洋石油113”號FPSO生產水處理系統及注水系統設計能力與實際需求對比。

表1 FPSO生產水處理及注水系統設計能力與實際需求對比表m3/d

從表1 看出，生產水系統及注水系統實際需求已超出FPSO上的設備能力，必須對其進行擴容改造，滿足本油田及周邊油田的生產需求；同時，生產水量超出注水量，須對多余污水的接收問題進行考慮。

1.1 改造思路及可行性分析［1］

1.1.1 改造思路

（1）對生產污水處理及注水系統進行擴容改造，增大其處理能力；

（2）改造后，生產水處理能力滿足渤中25-1/S油田及渤中19-4油田潛力方案，并滿足處理合格生產水及全部外輸注水；

（3）改造流程盡可能簡單，減少施工作業難度及費用；

（4）盡量保證船體最小改動，改造后不影響船體的穩定；

（5）改造后便于現場人員作業及維護。

1.1.2 可行性分析

為了能最大限度利用已有設備，因此對現有污水艙作了調研與分析。目前共有3臺污水增壓泵，出口總管線φ406.4 mm。由于水量增加較大，必須考慮更換原污水增壓泵或者增加1臺污水增壓泵。但調研發現現場空間狹小，更換設備及管線的施工難度巨大，因此借鑒原油艙內的潛沒式泵，考慮在生產水艙內增加一個潛沒式泵為擴容后的設備提供生產水。

在FPSO上右舷原氣浮旁有一個預留區域，可考慮布置部分設備。除此之外， FPSO上其余空間緊湊，均無法完成工藝改造方案中的剩余設備，需對FPSO上的兩層工藝甲板進行外擴。經校核計算，并經船體穩定性試驗分析，外擴工藝甲板滿足工藝擴容需求外不影響船體穩定性。

對于富裕污水，則要求在此次改造項目中滿足全部生產水處理合格并全部外輸。

1.2 改造方案

經過現場反復調研、論證及實驗室模擬，最終的改造方案確定為并聯一套與原處理流程相同的設備，具體為：新增一臺生產水增壓泵（潛沒式泵），改造后三用一備；一臺氣浮機與原氣浮并聯；兩臺生產水泵，改造后新增兩臺生產水泵一用一備；三臺雙介質核桃殼過濾器，改造后八用一備。擴容后生產水處理系統處理能力為36 720 m3/d。注水系統中將原90 m3容積的凈水緩沖罐更換為132 m3；新增兩臺注水增壓泵改造后五用一備。擴容后的注水系統注水能力為40 800 m3/d。改造方案流程示意圖見圖1，圖中實線為擴容改造部分。

經設計人員分析，改造方案采用與FPSO上原生產水處理流程及參數相同的設備，不僅可以保證生產水處理合格，也避免由于新工藝新設備造成現場操作及維護困難。在便于采辦的同時也減少了現場改造的施工量及難度。

圖1 改造方案流程圖

2 注水海管校核

除以上FPSO上工藝擴容改造外，必須對FPSO去往各周邊井口平臺的注水海管進行校核，分析其是否能滿足最新配產中的注水分配。全油田區塊的注水流程圖見圖2。

經校核， SPM～BZ25-1WHPB及SPM～BZ25-1WHPD兩條注水管道在最大輸水年時負擔較重（校核結果見表2），但經海管結構校核及現場檢測，兩條海管均可滿足最新輸量要求。考慮到在最大輸水年出現較晚，后期新油田的新規劃會考慮緩解輸水壓力，因此，目前暫不對其進行更換。

圖2 全區塊油田注水流程圖

表2 SPM～BZ25-1WHPB及SPM～BZ25-1WHPD注水海管校核結果

3 消防水系統改造

由于部分工藝設備增加，工藝設備集中的上部組塊的消防水系統也應進行相應改造以滿足消防要求，FPSO上部組塊消防水由船體供給。“海洋石油113”號FPSO上部組塊分為6個火區，分別為火區705、706、707、708、709、710。在每個模塊之間均設有水幕系統進行水幕分隔及消防防護。火區706、707、709、710都有工藝系統新增設備。經校核新增設備使火區706及707所需消防水量已超出“海洋石油113”號FPSO消防水系統能接受的范圍。考慮到船體消防泵能力及改造難度限制，因此必須盡量減少船體改動，設計人員考慮將水幕重新分配，分隔最大火區。將火區706、707分隔成火區706、707、720、721，減小火區消防水用量，使最大火區需要的冷卻水量與現有消防泵匹配。改造前后水幕分隔示意圖見圖3、圖4。

圖3 改造前水幕分隔示意圖

圖4 改造后水幕分隔示意圖

4 改造中注意的問題

由于FPSO設施形式與固定平臺不同，其主要由船體、上部組塊、動力模塊及生活模塊等組成。文中簡介了此次FPSO上部組塊水系統擴容改造。在改造設計中，需要注意考慮以下問題：

（1）涉及到全油田的突出問題，告知業主提出解決方案，并由業主確認；

（2）方案的確定應考慮盡最大可能減少施工作業難度及費用；

（3）注重現場調研，根據實際情況不斷調整方案；

（4）注重現場人員的反饋情況，盡可能避免改造后現場操作及維修困難；

（5）注重與船體及其他專業間界面溝通，避免現場缺漏及重復。

5 結 論

隨著油田生產的調整及周邊新油田的陸續介入，老油田油井含水量增加，全海式開發中的中心處理平臺及FPSO上的水處理系統能力也遭受嚴峻考驗，因此，可通過自身挖潛與擴容改造，充分利用現有資源，來解決當前的難題［1］。此次，利用“海洋石油113”號FPSO永久復產之際，對其水工藝系統進行改造與實踐，解決了全油田處理能力不足的問題，為油田群的高產穩產及周邊油田順利開發發揮了重要作用。本項目的成功實施為日后類似的油田改造提供借鑒。

［1］ 張紹廣. “海洋石油102”FPSO生產系統工藝流程改造與實踐［J］.中國海上油氣，2012，24（2），70-72.

［2］ 趙耕賢. FPSO設計綜述［J］. 船舶，2005（6）：1-5.

［3］ DNV. DNV-OS-D301 Fire Protectinon ［S］. Norway：2005.

Capacity expansion and reconstruction of permanent reopened
“HYSY 113” FPSO water system

WANG Rong1XU Min2JIANG Tao3

(1. Engineering Research & Design Center, CNOOC Energy Technology & Services Co., Oilfield Construction Engineering Co., Tianjin 300452, China; 2. Tianjin Branch of CNOOC(China) Ltd., Tianjin 300461, China; 3. CNOOC Energy Technology & Services-Marketing Services Co., Tianjin 300452, China)

With the development of BZ25-1/S and peripheral BZ19-4 Oil field, the water system on topside of“HYSY 113” FPSO cannot satisfy the current production demand. The capacity expansion and reconstruction of this system is carried out with permanent reopening. It can increase the processing capacity of FSPO water system and transport capacity of injection water, which plays an important role in the increasing output of the overall oil field. The paper briefly introduces the capacity expansion and reconstruction of the water system on the topside of“HYSY 113” FPSO, and puts forward the questions that should be noticed, and which can provide reference for further similar designs.

“HYSY 113”FPSO; topside; water system; capacity expansion and reconstruction

U664.8

A

1001-9855（2014）01-0058-04

2013-08-01；

2013-09-05

王 蓉（1982-），女，工程師，主要從事海上油田工藝設計工作。

徐 閩（1981-），男，工程師，主要從事海上油田項目管理工作。

蔣 濤（1971-），男，高級工程師，主要從事海洋裝備工程技術研究。