摘要：走向深水是世界石油工业发展的趋势,一种集干树钻井生产储油和卸油为一体的新型SDPSO平台应运而生。油水置换储油技术是SDPSO平台能成功应用于深水油田开发的关键核心技术。在中国海洋石油集团公司的大力支持下,北京高泰深海技术有限公司已联合国内多家高校开展了一系列SDPSO平台油水置换小型模型试验研究,初步验证了SDPSO平台油水置换工艺的可行性与优越性。针对我国南海深水边际油气田开发需要和南海原油特性,开展SDPSO平台油水置换中试研究,设计一系列科学、严谨、合理的试验与数值模拟方案,建造一套成本较低、仿真度高、自动化程度高、操作简便、安全性能好的中试试验装置,研制一套精度较高的油水温度、水中含油量和油水界面位置在线测量系统,并在此基础上全面系统地研究SDPSO平台湿式储油系统涉及的置换水中含油和油水传热等多个关键技术问题。论文概要介绍油水置换储油技术应用于浮式平台存在的关键技术问题以及新型SDPSO平台油水置换中试的主要研究内容,并具体介绍了该课题研究工作的第一部分内容,即中试试验方案与数值模拟方案设计。

摘要：走向深水是世界石油工业发展的必然趋势,一种新型深水立柱式Spar钻井生产储卸油平台概念SDPSO应运而生.油水置换储油技术是新型SDPSO平台能否成功应用于深水油田开发的关键核心技术.论文针对我国南海深水边际油气田开发的实际需要,设计和开展了SDPSO水下油水置换中试试验研究,详细分析静态、动态、极端海况等情况下SDPSO油水置换过程中水中含油量的变化.试验结果表明SDPSO平台储油系统的生产水含油浓度远远低于国家相关的排放标准,且极端海浪环境引起的平台大幅度6自由度运动对置换水中含有的浓度无明显影响.此外,水缓冲舱在一定程度上可起到分离油水的作用.这些成果初步验证了SDPSO油水置换储油工艺的安全性和可行性,为SDPSO平台的设计和建造提供技术支撑.

摘要：深水立柱式干树钻井生产储卸油平台(SDPSO)平台是一种具有采油与储卸油功能的新型多功能深水浮式平台,油水置换储油技术是其核心技术,为保证平台投产后不会对海洋环境造成污染,需对平台油水置换储油系统排出水的含油量进行研究。为阐明置换次数、平台运动和环境温度等对储油舱底部水中含油量的影响,按1∶15的缩尺比设计建造了一座深水SDPSO平台储油系统中尺度模型试验(简称“中试”)装置,根据上述试验目的设计了多组试验工况,并将中试得到的水中含油量数据与多组小尺度模型试验(简称“小试”)得到的数据进行了对比,探讨了模型试验的尺度效应对试验结果的影响。结果表明:深水SDPSO平台储油系统模型试验的尺度效应不明显,缩尺比对储油舱内水中含油量的试验结果影响不大;储油舱内水中含油量不会随着置换次数的增加而明显升高;风、浪、流导致的平台运动会增大储油舱内水中含油量;环境温度降低时,平台储油舱内水中含油量也会随之增大;平台储存重质油相比储存中质油,储油舱内水中含油量会有一定幅度升高;平台中心井能有效地起到分离油水的作用,从中心井排出到舱外的水中含油量远低于国内外含油污水排放标准。本文研究结果揭示了平台储油系统油水置换工艺的可行性,为深水SDPSO的研发提供了借鉴。

摘要：针对浮式平台油水置换储油舱内水中含油问题,以新型Spar钻井生产储卸油平台储油舱为原型,设计多组试验装置,开展模型试验,得到储油舱模型缩尺比、储油舱制作材料、原油物性、油水界面移动速度,以及平台运动等对储油舱内水中含油浓度的影响规律,验证油水置换储油技术用于浮式平台的可行性。

摘要：新型Spar钻井生产储油平台(SDPSO)是一种新型的集"钻-采-储-运"四大功能为一体,具有干树钻井和干树采油能力的Spar平台。由于采用了经典Spar平台形式,新型SDPSO平台深吃水的浮体结构中部存在很大的自然空间,具备大量储油条件,因此可利用其进行原油储存,摆脱对浮式储油轮的依赖。利用Spar的结构空间进行原油储存涉及油水置换问题,需进行试验验证油水置换工艺的可行性。针对中轻质原油,进行新型SDPSO平台浮式储油装置油水置换系统的工艺方案设计。

摘要：为探究深水SDPSO平台油水置换储油舱的模型尺度影响,定义了原油在水中的“扩散强度”参数y,进行 试验研究的缩尺设计和数据分析,采用三种原油、三种缩尺模型进行了室内油水置换试验.研究发现,模型 缩尺比的减小强化了油水置换中原油向海水的传质和原油对舱壁的传热过程,对油水置换工艺产生不利影 响.置换排出水的平均含油浓度与模型的缩尺比呈正相关,与原油中密度大于海水的沥青质含量呈负相关, 与原油密度无关.结合实际生产的特点,测量油水界面的厚度小于储油舱高度的1%.结合温度数据的处理, 验证了高凝原油因模型舱缩尺比减小而导致的严重“舱壁凝油”问题,该问题对SDPSO平台油水置换储油工 艺的制约性大于“油水界面”问题以及“置换水含油浓度”问题.

摘要：西非深水油气田是近些年海上油气开发的热点,在目前的中低油价市场环境下,寻找到更为经济可靠的开发方案是国际石油公司和工程公司努力的方向。由于西非海域海底管网极不发达,因而,目前海上油田开发中都需要使用具有储卸油功能的FPSO,同时还要使用拥有钻完井或修井功能的浮式平台。SDPSO是一种新型干树深水浮式平台,集“钻-采-储-卸”四大功能于一体,可以有效降低深水油田开发的总投资,同时它安全可靠,具有优秀的深水钻井能力、干树生产作业能力以及储油卸油能力大等优点,非常适合于西非深水油气田开发。SDPSO的核心关键技术包括油水置换储卸油技术与平台总体设计技术,论文首先对油水置换技术的发展现状、工艺设计研究以及动态置换模型试验研究进行了详细介绍,证明油水置换技术在SDPSO平台上应用的可行性。然后,介绍了一套自主开发的SDPSO总体主尺度快速设计软件FCAP-SPAR,该软件可实现SDPSO平台的船体主尺度快速规划设计、主要结构板材尺度设计、系泊系统设计及造价估算。最后,使用该软件,针对某西非深水油田开发的功能要求和环境条件,快速完成一型SDPSO平台的总体设计,并通过数值分析校核其在极限海况下的运动性能,论证其在西非海域的适应性。

摘要：新型桁架式Spar生产平台具有15 000 t的凝析油储存能力,采用基于油水置换技术和三级油水分离工艺的新型储油系统设计,这在现役和在建的Spar平台中尚属首次。介绍了平台的总体方案,包括主要技术参数、舱室划分、空船重量重心和系泊系统等。阐述了油水置换储油系统的布置方案以及三级油水分离工艺流程。并分析了平台的主要性能,包括气隙、运动耦合、稳性。最后通过风浪流联合运动响应的水池试验,验证了平台在百年一遇的海况下具有良好的运动性能。

摘要：使用油水置换式水下储油舱储存原油时，油水界面附近原油热量散失过多，会造成原油黏度过高，甚至出现凝油层，进而阻碍油水置换工艺的顺利进行。建立了油水界面附近原油温度随时间和位置变化的数学模型，通过油水界面传热学分析得知，原油温度只与傅里叶数、毕渥数和z／δ值有关。油水置换时间的长短是影响油水隔离层的作用重点，时间较短主要起隔离作用，时间较长时其保温作用才明显。水下储油舱应该设计成多个舱室，以缩短油水置换工艺时间。有效隔热厚度达到0．02～0．03m的TPU隔离层能满足油水置换工艺需要。

摘要：水下油罐贮高凝原油国内外尚无应用的先例,本文论述了自强号生产平台用沉垫贮油,并提出了采用水下贮油的技术问题、设计研究的基础、设计的思路与方法。同时也介绍了沉垫贮油工艺流程系统的设计。