“海洋石油113” 号FPSO永久复产水系统扩容改造

王 蓉 徐 闽 蒋 涛

（1.中海油能源发展股份有限公司 油田建设工程设计研发中心 天津300452；2.中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津300461；3.中海油能源发展股份有限公司销售服务分公司 天津300452）

“海洋石油113” 号FPSO永久复产水系统扩容改造

王 蓉1徐 闽2蒋 涛3

（1.中海油能源发展股份有限公司 油田建设工程设计研发中心 天津300452；2.中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津300461；3.中海油能源发展股份有限公司销售服务分公司 天津300452）

随着渤中25-1/S油田及周边渤中19-4油田的开发，“海洋石油113”号FPSO上部组块水系统已无法满足目前的生产需求。此次借油田复产之际进行系统扩容改造，在大幅提升FPSO水系统的生产处理能力的同时也增加了注水外输能力，为整个区块油田进一步提高产量发挥重要作用。文中简要阐述了“海洋石油113”号FPSO上部组块水系统的扩容改造，并提出需注意的问题，从而为后期类似项目的建设改造提供借鉴。

FPSO；“海洋石油113” 号；上部组块； 水系统；扩容改造

引 言

渤中25-1/S油田位于中国渤海湾东南部海域。整个区块包括WHPA、WHPB、WHPC、WHPD、WHPE、WHPF 6座井口平台、1座单点系泊系统（SPM）和1艘浮式生产储油轮（FPSO）。“海洋石油113”号是一艘集原油生产处理、储存外输及生活、动力供应于一体的浮式生产储油装置（简称FPSO）。该FPSO除了处理渤中25-1/渤中25-1南油田中的6座井口平台物流外，也处理来自渤中19-4油田的物流。同时将处理合格后的生产水作为注水水源分配到整个油田及渤中19-4油田。

2009年由于飓风导致“海洋石油113”号FPSO漂离系泊系统导致渤中25-1/S油田停产。为尽快恢复油田生产，启动了渤中25-1/S油田永久复产项目。同时，随着渤中25-1/渤中25-1南油田进入生产中后期及周边新平台的投产，“海洋石油113”号FPSO的处理能力，尤其是生产水处理及注水系统能力已不能满足整个区块，作业区决定对渤中25-1/S油田永久复产及升级改造。本文介绍了本次永久复产及升级改造中水系统改造校核及方案确定，并对日后类似改造项目提供参考。

1 水工艺系统改造

表1 是“海洋石油113”号FPSO生产水处理系统及注水系统设计能力与实际需求对比。

表1 FPSO生产水处理及注水系统设计能力与实际需求对比表m3/d

从表1 看出，生产水系统及注水系统实际需求已超出FPSO上的设备能力，必须对其进行扩容改造，满足本油田及周边油田的生产需求；同时，生产水量超出注水量，须对多余污水的接收问题进行考虑。

1.1 改造思路及可行性分析［1］

1.1.1 改造思路

（1）对生产污水处理及注水系统进行扩容改造，增大其处理能力；

（2）改造后，生产水处理能力满足渤中25-1/S油田及渤中19-4油田潜力方案，并满足处理合格生产水及全部外输注水；

（3）改造流程尽可能简单，减少施工作业难度及费用；

（4）尽量保证船体最小改动，改造后不影响船体的稳定；

（5）改造后便于现场人员作业及维护。

1.1.2 可行性分析

为了能最大限度利用已有设备，因此对现有污水舱作了调研与分析。目前共有3台污水增压泵，出口总管线φ406.4 mm。由于水量增加较大，必须考虑更换原污水增压泵或者增加1台污水增压泵。但调研发现现场空间狭小，更换设备及管线的施工难度巨大，因此借鉴原油舱内的潜没式泵，考虑在生产水舱内增加一个潜没式泵为扩容后的设备提供生产水。

在FPSO上右舷原气浮旁有一个预留区域，可考虑布置部分设备。除此之外， FPSO上其余空间紧凑，均无法完成工艺改造方案中的剩余设备，需对FPSO上的两层工艺甲板进行外扩。经校核计算，并经船体稳定性试验分析，外扩工艺甲板满足工艺扩容需求外不影响船体稳定性。

对于富裕污水，则要求在此次改造项目中满足全部生产水处理合格并全部外输。

1.2 改造方案

经过现场反复调研、论证及实验室模拟，最终的改造方案确定为并联一套与原处理流程相同的设备，具体为：新增一台生产水增压泵（潜没式泵），改造后三用一备；一台气浮机与原气浮并联；两台生产水泵，改造后新增两台生产水泵一用一备；三台双介质核桃壳过滤器，改造后八用一备。扩容后生产水处理系统处理能力为36 720 m3/d。注水系统中将原90 m3容积的净水缓冲罐更换为132 m3；新增两台注水增压泵改造后五用一备。扩容后的注水系统注水能力为40 800 m3/d。改造方案流程示意图见图1，图中实线为扩容改造部分。

经设计人员分析，改造方案采用与FPSO上原生产水处理流程及参数相同的设备，不仅可以保证生产水处理合格，也避免由于新工艺新设备造成现场操作及维护困难。在便于采办的同时也减少了现场改造的施工量及难度。

图1 改造方案流程图

2 注水海管校核

除以上FPSO上工艺扩容改造外，必须对FPSO去往各周边井口平台的注水海管进行校核，分析其是否能满足最新配产中的注水分配。全油田区块的注水流程图见图2。

经校核， SPM～BZ25-1WHPB及SPM～BZ25-1WHPD两条注水管道在最大输水年时负担较重（校核结果见表2），但经海管结构校核及现场检测，两条海管均可满足最新输量要求。考虑到在最大输水年出现较晚，后期新油田的新规划会考虑缓解输水压力，因此，目前暂不对其进行更换。

图2 全区块油田注水流程图

表2 SPM～BZ25-1WHPB及SPM～BZ25-1WHPD注水海管校核结果

3 消防水系统改造

由于部分工艺设备增加，工艺设备集中的上部组块的消防水系统也应进行相应改造以满足消防要求，FPSO上部组块消防水由船体供给。“海洋石油113”号FPSO上部组块分为6个火区，分别为火区705、706、707、708、709、710。在每个模块之间均设有水幕系统进行水幕分隔及消防防护。火区706、707、709、710都有工艺系统新增设备。经校核新增设备使火区706及707所需消防水量已超出“海洋石油113”号FPSO消防水系统能接受的范围。考虑到船体消防泵能力及改造难度限制，因此必须尽量减少船体改动，设计人员考虑将水幕重新分配，分隔最大火区。将火区706、707分隔成火区706、707、720、721，减小火区消防水用量，使最大火区需要的冷却水量与现有消防泵匹配。改造前后水幕分隔示意图见图3、图4。

图3 改造前水幕分隔示意图

图4 改造后水幕分隔示意图

4 改造中注意的问题

由于FPSO设施形式与固定平台不同，其主要由船体、上部组块、动力模块及生活模块等组成。文中简介了此次FPSO上部组块水系统扩容改造。在改造设计中，需要注意考虑以下问题：

（1）涉及到全油田的突出问题，告知业主提出解决方案，并由业主确认；

（2）方案的确定应考虑尽最大可能减少施工作业难度及费用；

（3）注重现场调研，根据实际情况不断调整方案；

（4）注重现场人员的反馈情况，尽可能避免改造后现场操作及维修困难；

（5）注重与船体及其他专业间界面沟通，避免现场缺漏及重复。

5 结 论

随着油田生产的调整及周边新油田的陆续介入，老油田油井含水量增加，全海式开发中的中心处理平台及FPSO上的水处理系统能力也遭受严峻考验，因此，可通过自身挖潜与扩容改造，充分利用现有资源，来解决当前的难题［1］。此次，利用“海洋石油113”号FPSO永久复产之际，对其水工艺系统进行改造与实践，解决了全油田处理能力不足的问题，为油田群的高产稳产及周边油田顺利开发发挥了重要作用。本项目的成功实施为日后类似的油田改造提供借鉴。

［1］ 张绍广. “海洋石油102”FPSO生产系统工艺流程改造与实践［J］.中国海上油气，2012，24（2），70-72.

［2］ 赵耕贤. FPSO设计综述［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，工程师，主要从事海上油田工艺设计工作。

徐 闽（1981-），男，工程师，主要从事海上油田项目管理工作。

蒋 涛（1971-），男，高级工程师，主要从事海洋装备工程技术研究。