用于抑制海底低鹽度水注入流管中的低鹽度水凍結(jié)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抑制海底低鹽度水注入流管(7)中的低鹽度水(H2O)凍結(jié)的方法，所述方法包括為所述流管提供壓力控制系統(tǒng)，所述壓力控制系統(tǒng)可包括高壓泵(6)和一對壓力截流閥(10、11)，所述壓力控制系統(tǒng)在整個低鹽度水注入操作過程中和截流時期內(nèi)維持流管(7)內(nèi)的升高流體壓力，在截流時期期間在流管(7)保持充滿加壓、不凍結(jié)的、溫度可以為約－2攝氏度的低鹽度水(H2O)。
【專利說明】
用于抑制海底低鹽度水注入流管中的低鹽度水凍結(jié)的方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于抑制海底低鹽度水注入流管中的低鹽度水凍結(jié)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]從國際專利申請102012/051511、冊2010/092097和冊2010/092095獲知了通過將脫鹽水注入含油地層中來提高油采收率(EOR)。
[0003]在離岸地點，通過在離岸平臺處對海水脫鹽可獲得低鹽度水，然后將脫鹽水流通過海底水注入流管注入海底脫鹽水注入井的海底井口。
[0004]在極寒和深水環(huán)境中，海床處的周圍海水溫度可以為一2攝氏度。當(dāng)該零度以下的溫度下，環(huán)繞海底流管的海水不會凍結(jié)，但海底注入流管中的脫鹽注入水(具有大約O攝氏度的凝固點)可能凍結(jié)、引起堵塞和破裂，尤其在例如由注水過程混亂而導(dǎo)致低鹽度水流暫時停止時如此。
[0005]當(dāng)融化時，流管中的內(nèi)容物將涌入大海中，流管需要替換，從而導(dǎo)致生產(chǎn)延期和計劃外支出。
[0006]防止海底流管凍結(jié)的現(xiàn)有技術(shù)方案包括流管加熱、隔熱和/或注入防凍劑，這些方案在安裝和操作方面都費用高、需要主動流管監(jiān)控和/或防凍注入系統(tǒng)，這些系統(tǒng)易出故障。潛在的平臺失控(black-out)是下述情形:不僅脫鹽水的注入會停止，加熱和/或防凍劑的注入也將停止。
[0007]目前，需要一種用于抑制海底脫鹽水注入流管凍結(jié)的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)與可獲得的流管加熱、隔熱和防凍劑注入系統(tǒng)相比，既有成本效益又不容易出故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于抑制海底低鹽度水注入流管中的低鹽度水凍結(jié)的方法，所述方法包括:為所述流管提供壓力控制系統(tǒng)，所述壓力控制系統(tǒng)在整個低鹽度水注入操作過程中和暫時流管截流時期內(nèi)維持流管內(nèi)的升高流體壓力，在暫時流管截流時期內(nèi)，所述流管保持充滿基本靜止的低鹽度水。
[0009]壓力控制系統(tǒng)可構(gòu)造成在整個注入操作過程中和截流時期內(nèi)將所述流管內(nèi)的壓力維持在200巴以上，可選地在250巴以上，而且所述壓力控制系統(tǒng)可包括:
[0010]-栗，所述栗在低鹽度水注入操作過程中將處于升高壓力下的低鹽度水注入所述流管中；
[0011 ]-上游截流閥，所述上游截流閥布置成鄰近離岸底流管的上游端；
[0012]-下游截流閥，所述下游截流閥布置成鄰近離岸底流管的下游端;和
[0013]-部件，所述部件用于在各個截流時期開始時停用所述栗之前首先關(guān)閉所述下游截流閥并且隨后關(guān)閉所述上游截流閥。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步提供了一種用于抑制海底低鹽度水注入流管中的低鹽度水凍結(jié)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括壓力控制系統(tǒng)，所述壓力控制系統(tǒng)構(gòu)造成在整個低鹽度水注入操作過程中和暫時流管截流時期內(nèi)維持流管內(nèi)的升高流體壓力，在所述暫時流管截流時期內(nèi)所述流管保持充滿基本靜止的低鹽度水。
[0015]上游截流閥和下游截流閥可以為隔斷閥，壓力控制系統(tǒng)可進(jìn)一步地包括壓力傳感器，當(dāng)流管內(nèi)的壓力下降到預(yù)設(shè)壓力值以下時，該壓力傳感器發(fā)出警報信號。
[0016]進(jìn)一步地，脫鹽水注入流管可構(gòu)造成將脫鹽水注入海底含油地層中，以提高地層的油采收率(EOR)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的這些和其他特征、實施例和優(yōu)點在隨附的權(quán)利要求書、摘要和以下附圖中描繪的非限制性實施例中有詳細(xì)描述，在這些描述中使用的附圖標(biāo)記涉及附圖中描繪的相應(yīng)附圖標(biāo)記。
【附圖說明】
[0018]圖1示出了海底脫鹽水注入流管，根據(jù)本發(fā)明所述的方法和系統(tǒng)抑制海底脫鹽水注入流管中的脫鹽水凍結(jié)。
【具體實施方式】
[0019]圖1示出了離岸油生產(chǎn)平臺I，其用于從海底含原油地層2生產(chǎn)原油。
[0020]原油經(jīng)由一個或多個原油生產(chǎn)井3產(chǎn)出，為刺激原油生產(chǎn)，低鹽度水(H2O)經(jīng)由低鹽度水注入井4注入到地層2中。
[0021]在油生產(chǎn)平臺I的水脫鹽設(shè)備5中通過將海水脫鹽獲得注入的低鹽度水(H2O),使用栗6和海底脫鹽水注入流管7將脫鹽水注入到注入井中，所述海底脫鹽水注入流管7從平臺I的底部沿海床8延伸至注入井4的井口 9。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)一步地配備有上游截流閥10和下游截流閥11，所述上游截流閥和下游截流閥構(gòu)造成在脫鹽水注入周期結(jié)束時關(guān)閉栗6之前關(guān)閉。
[0023]在關(guān)閉栗6之前關(guān)閉所述截流閥10和11產(chǎn)生一壓力控制系統(tǒng)，該壓力控制系統(tǒng)能夠使流管7內(nèi)維持足夠高的壓力，從而使脫鹽水(H2O)的凝固點下降到周圍海水溫度或周圍海水溫度以下。對于一2攝氏度的海床周圍海水溫度而言，在海底脫鹽水注入流管7中需要維持的壓力最小值為 395.2Χ(((273.16 —2)/273.16)~9-l)=25.3MPa = 253 巴。
[0024]在多數(shù)情況下，這有效地表明:在截流時期內(nèi)，當(dāng)脫鹽水(H2O)的注入被中斷時，所述注入流管7內(nèi)的脫鹽水(H2O)的壓力維持成與脫鹽水(H2O)注入到海底井口 9的壓力相同或相近。
[0025]截流閥10和11可由一組位于流管7任一端處的隔斷閥構(gòu)成，一旦通過流管7的脫鹽水流由于例如注入栗6故障而中斷，則截流閥會自動鎖緊壓力。
[0026]為了在水流中斷較長時間(例如一天或一周以上)的情況下避免海底流管7的凍結(jié)，流管7可被排空并且充滿在周圍零度以下的海水溫度下不會凍結(jié)的液體。這種液體可包括海水或添加了防凍劑(例如甲醇和/或乙二醇(MEG))的脫鹽水。
【主權(quán)項】
1.一種用于抑制海底低鹽度水注入流管中的低鹽度水凍結(jié)的方法，所述方法包括:為所述流管提供壓力控制系統(tǒng)，該所述壓力控制系統(tǒng)在整個低鹽度水注入操作過程中和暫時流管截流時期內(nèi)維持流管內(nèi)的升高流體壓力，在暫時流管截流時期內(nèi)所述流管保持充滿基本靜止的低鹽度水。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述壓力控制系統(tǒng)在整個注入操作過程中和截流時期內(nèi)將所述流管內(nèi)的壓力維持在200巴以上。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述壓力控制系統(tǒng)在整個注入操作過程中和截流時期內(nèi)將所述流管中的壓力維持在250巴以上。4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述壓力控制系統(tǒng)包括: -栗，所述栗在低鹽度水注入操作過程中將處于升高壓力下的低鹽度水注入所述流管中； -上游截流閥，所述上游截流閥布置成鄰近離岸底流管的上游端； -下游截流閥，所述下游截流閥布置成鄰近離岸底流管的下游端;和-部件，所述部件在各個截流時期開始時停用所述栗之前首先關(guān)閉所述下游截流閥并且隨后關(guān)閉所述上游截流閥。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述上游截流閥和所述下游截流閥為隔斷閥。6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述壓力控制系統(tǒng)進(jìn)一步地包括壓力傳感器，當(dāng)所述流管內(nèi)的壓力下降到預(yù)設(shè)壓力值以下時，所述壓力傳感器發(fā)出警報信號。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述壓力傳感器連接至所述栗和上游截流閥，并且構(gòu)造成在截流時期期間當(dāng)壓力下降到所述預(yù)設(shè)壓力值以下時重啟所述栗并且打開所述上游截流閥，而當(dāng)所述壓力傳感器指示所述流管中的壓力再次達(dá)到所述預(yù)設(shè)壓力值時，關(guān)閉所述上游截流閥并且隨后使所述栗停止工作。8.—種抑制海底低鹽度水注入流管中的低鹽度水凍結(jié)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:壓力控制系統(tǒng)，所述壓力控制系統(tǒng)構(gòu)造成在整個低鹽度水注入操作過程中和暫時流管截流時期內(nèi)維持流管內(nèi)的升高流體壓力，在所述暫時流管截流時期內(nèi)所述流管保持充滿基本靜止的低鹽度水。9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述壓力控制系統(tǒng)構(gòu)造成在注入操作過程中和截流時期內(nèi)都使所述流管中的壓力維持在200巴以上。10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述壓力控制系統(tǒng)構(gòu)造成在注入操作過程中和截流時期內(nèi)都使所述流管中的壓力維持在250巴以上。11.如權(quán)利要求8至10中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述壓力控制系統(tǒng)包括: 一栗，所述栗在低鹽度水注入操作期間將處于升高壓力下的低鹽度水注入所述流管中； 一上游截流閥，所述上游截流閥布置成鄰近離岸底流管的上游端； 一下游截流閥，所述下游截流閥布置成鄰近海底流管的下游端;和一部件，所述部件在各個截流時期開始時停用所述栗之前首先關(guān)閉所述下游截流閥并且隨后關(guān)閉所述上游截流閥。12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述上游截流閥和所述下游截流閥為隔斷閥。13.如權(quán)利要求8至12中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述壓力控制系統(tǒng)進(jìn)一步地包括壓力傳感器，當(dāng)所述流管內(nèi)的壓力下降到預(yù)設(shè)壓力值以下時，所述壓力傳感器發(fā)出警報信號。14.如權(quán)利要求13中所述的系統(tǒng)，其中，所述壓力傳感器連接至所述栗和上游截流閥，并且構(gòu)造成在截流時期期間當(dāng)壓力下降到所述預(yù)設(shè)壓力值以下時重啟所述栗并打開所述上游截流閥，而當(dāng)所述壓力傳感器指示所述流管中的壓力再次達(dá)到所述預(yù)設(shè)壓力值時，關(guān)閉所述上游截流閥并且隨后使所述栗停止工作。15.如權(quán)利要求1至14中任一項所述的方法或系統(tǒng)，其中，脫鹽水注入流管構(gòu)造成將脫鹽海水注入海底含油地層，以提高所述海底含油地層的油采收率(EOR)。
【文檔編號】E21B43/20GK105899754SQ201480072054
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月23日
【發(fā)明人】M·T·魯杰, R·阿凱斯泰杰恩
【申請人】國際殼牌研究有限公司