平湖油气田海底油气管道的检测与修复

介绍平湖油气田海底油气管道铺设中,使用声波球和几何测量球查找 355．6 mm 气管道的渗漏和变形的方法及使用机械接头进行海底管道修复的方法。     

单点原油接卸系统超大管径海底管道通球研究

受港口水深等因素的限制不能靠泊的油轮,多数需要在远离港口的位置设置单点系泊系统,将原油通过单点系泊系统、水下管汇及海底管道等设施从水下输送至陆上(亦可反向外输)。受海况、费用等因素限制,油轮装卸油时间都有严格要求。30万吨级油轮所配套的海底管道外径往往超大。海底管道在投用前以及使用过程中需要多次基于不同的目的进行通球作业,超大管径海底管道的通球作业,难度大、成本高、风险高。单点原油接卸系统海底管道的一端在水下,故需要进行水下通球,难度、成本和风险更大。本文根据某项目的实际情况,对该项目的44英寸海底管道通球进行了研究。     

海底管道内检测技术方案的确定

海底管道的海底服役环境和管道的结构形式,决定了只能通过管道内检测实现对海底管道本体的检测。对海底管道内检测的三种主要检测技术进行了分析。针对海底管道转弯半径小、有立管、多相流动的特点,提出了海底管道内检测技术方案的确定方法:海底管道内检测的技术方法选择要根据海底管道的特点进行;在实施海底管道内检测的过程中,为防止卡球,确保万无一失,应该对海底管道添加蜡及分散剂,试通球,初步清管,机械清管作业,最后进行智能内检测;确定海底管道内检测技术方案时,应该进行可行性和风险分析,对异常情况制定相应的应急处置措施。     

清管球（器）收球工艺流程优化设计

分析了传统的清管球（器）收球工艺流程及其存在的主要问题，如过球指示器不能准确反映清管球是否通过、清管球达到时间计算不准确、常规三通挡条不能承受较大压力等，在此基础上提出了双挡条三通的收球工艺流程方案．并进行了实验模拟验证。新收球工艺流程能解决原存在问题，可避免收球过程中的卡球事故发生，为海底管道和陆上长输管道的收球流程设计提供了有益的借鉴。     

FPSO单点收球筒改造方案研究与实践

清管及内检测作业是管道投产前或运行中的一项重要工作,对该管道内部状况进行检测和评估,评价系统的完整性及安全、可靠和经济化运作的条件。文章阐述了某海上油田FPSO单点的收球装置原设计不具备收较长的内检测智能球,无法对该油田的海底管线实施内检测作业,通过重新设计合适的临时收球筒,最终安全高效地完成内检测作业。     

渐进式清管策略在海上油气田海底管道完整性管理中的应用

为避免内、外部状态不明确的海底管道在清管作业中出现清管器卡堵等异常情况,提出采取渐进式的清管方法。清管作业时先使用通过性强、清管能力弱的清管器,再使用通过性弱、清管能力强的清管器,逐步有控制地清除管道内部积垢和杂质,直至满足管道完整性检测的要求。通过海上油气田投产多年的两条海底管道的清管作业现场试验表明:采用渐进式清管方法既避免了管线内部积垢和杂质沉积较多而发生的卡球现象,又能较彻底地清除管道内部的杂质;同时,结合渐进式通球实施过程中的技术细节,总结出渐进式清管实施过程中清管器更换时机、次序调整、杂质截留、清管时间计算等注意事项,为后续其他海底管道或陆地油气管道清管作业提供了一定的借鉴和参考。     

海底天然气管道投产案例分析

为防止形成天然气水合物，天然气管道在投产前必须彻底干燥。海底管道距离长，不能分段施工，多采用清管器组加干燥剂的作业方案，这就存在清管器组的运行控制、卡球和窜漏等问题，作业难度高、风险大。针对我国海底输气管道投产前干燥施工过程中出现的憋压、卡球、窜漏和清管器磨损等问题进行了分析，说明了发生问题的原因。对比研究了不同管道干燥方案的优缺点、清管器使用的合理性、干燥剂使用效果和干燥指标的制定与监测方法等问题。在此基础上， 提出了针对海底天然气管道的凝胶、干燥剂和多盘清管器的组合干燥方案。该方案能有效解决密封、卡球和凝胶滞留等问题，并能确保施工质量，对类似工程有借鉴意义。     

基于传统清管球接收器的滤杂防堵工艺设计

清管球回收操作过程中,清管球接收器的泄压、排液和惰化导致泥、砂、垢等杂质积聚在清管球接收器中,并随油气物流进入闭排系统管线,造成杂质流失、闭排系统管线堵塞和压力无法完全释放,影响对海底油气管道腐蚀、析蜡、结垢及地层出砂等情况的判断,存在很大的安全隐患。通过对清管球接收器实施工艺改造,使清管球接收器具备滤杂防堵功能和自动取样功能,有效解决了闭排管线堵塞、杂质流失和安全隐患问题。该工艺研究对于海上油气田海底管线的运营和维护具有较高的借鉴意义。     

海底管道清管多球收球筒的研制

清管工作是新铺海底管道投产前预调试阶段的一个关键环节,而传统的收球方式存在安全性差或操作不便捷、制造成本高等方面的问题。创新设计一种海底管道清管多球收球筒,它采用金属结构、设计可视窗口、旋转侧开栅栏门,使用ANSYS软件进行强度计算模拟校核,解决了网兜收球的安全性、常规收球筒多次开盖查看问题以及一次接收多个清管球的问题。在"PY34-1海底管道清管试压排水干燥项目"和"JZ25-1S二期开发项目"等多个项目中使用效果良好,达到了预期目的,水下、水上清管效率明显提高,为清管工艺收球操作提供了更好的解决方案。     

深水海底管道预调试下放软管系统发展现状概述

目前常用的深海海底管道预调试方案主要为水下发球-水上收球方案。由于海底设备本身无法提供相应的动力源和工作介质,因此需要通过下放软管,从水面供源系统向海底的水下发球筒提供淡水、干空气、乙二醇、氮气等工作介质和动力。鉴于国内外对海底管道下放软管系统的研究较少,因此对当今国内外深水海底管道预调试工艺所使用的下放软管系统的类型、发展历程、应用案例、系统组成和下放工艺等内容进行了总结,以期对海底管道下放软管系统的开发和使用提供借鉴和帮助。     

清管过程中隧道内输气管道应力分析

清管是保证管道能够长期在设计输量下安全运行的基本措施之一,清管过程大致分为试压后清管和正常工况下清管两部分。我国大部分天然气管道分布在丘陵、山地等地形起伏较大的地区,清管模型大多没有考虑地形起伏或高差对清管模型的影响。受力模型与管内的清管器运动有直接关联,只有建立合适的清管器运动瞬态模型,并与清管过程中输气管道受力模型相结合,才能较为准确地模拟出实际的应力状况并定量给出清管对管道的影响,以期指导清管作业。     

海底长距离湿气管线清管流动规律及方案优化

针对长距离湿气管线清管时出现的清管器速度过快、管线出口液体峰值过高、提高输量造成能耗增加等问题,基于OLGA软件建立长距离湿气管线清管模型,研究不同输量对水力清管管线入口压力、积液量的影响,研究不同输量下清管器作业时管线入口压力、清管器速度、管线出口累积液量变化规律。研究结果表明：在水力清管时,输量提升越多管线内积液量越低,但超过一定范围输量提升对积液量影响不明显;在清管器清管时,输量越大,管线入口压力振荡越小,清管器平均速度越高,管线出口瞬时液量峰值也越小。针对某气田进行清管瞬态模拟,结果表明,水力清管作业时将20万m3输量上调至28万m3、清管器清管作业时将输量下调至42万m3清管效果最佳。     

输气管道投产安全的探讨

对输气管道投产置换方式进行了探讨,比较了直接用天然气置换空气和用惰性气体置换空气两种置换方式的缺点,在置换隔离方式上论述了不加隔离清管器方案的可行性,总结了输气管道安全投产的一般性规律。     

崖城13-1气田海南管线HI-REAL清管作业模式

原有的海南管线清管作业模式存在清管效率低、成功率低、成本高、天然气排放量大,段塞流捕集器高液位关停导致供气中断等问题。通过探索并实施以清管球国产化、清管球外径过盈量2%、以海南管线持液量确定清管周期、海上平台发球"三确保"、陆地终端收球"六提前"、发球失效重发增援球等六项措施为主要创新内涵的HI-REAL清管作业模式,从改进清管球和优化清管作业程序两个层面着手,以较低的成本解决了崖城13-1气田海南管线超低流量生产工况下的清管难题,其安全性高,可操作性较强,节能环保,经济效益可观。2018年按照该模式对海南管线实施清管作业累计64次,成功率100%,清管球成本支出下降57%,天然气减排量达到952.96×10~4m^3/a。     

安济天然气长输管道置换投产方案优选及实施

在天然气常用置换方案的基础上,通过对是否采用氮气置换、是否采用清管器隔离进行了论证,认为采用氮气置换可提高管道置换施工的安全性,而加清管器隔离并不是减少混气段的决定因素,因此确定安济天然气长输管道的置换投产方案为天然气—氮气—空气。并从注氮方案、注氮工艺参数、注氮总量、注氮安全措施等方面,重点介绍了安济天然气长输管道的注氮施工方法。实践证明,天然气—氮气—空气置换方案是经济可行、安全可靠的方法。     

球塞气举排水采气系统效率计算与分析

把球塞气举排水采气系统划分为压缩机组、地面注气管线、井内注气油管和球塞举升油管等几个子系统,分别建立了评价各个子系统效率的数学模型,从而得到了球塞气举排水采气系统效率的计算方法,并进行了实例计算与分析,所获得的结论及认识对进一步探讨球塞气举举升机理具有重要意义。     

�����������ͨ�����й��ɼ����㷽��

综合分析了影响天然气输气管线清管通球运行规律的七个主要方面的影响因素：①沿程压力及平均压力；②沿程温度及平均温度；③输气量；④清管球与管壁的摩擦阻力；⑤清管球前段和后段天然气流动的沿程阻力；⑥积水静压引起的压力损失；⑦积水流动的沿程阻力。提出了这些因素对清管通球运行规律的影响的数学模型和计算方法，并以靖边——榆林输气管线为例，对积水静压阻力的计算给出了计算方法。其结果可为任一输气管线的清管通球运行情况的预测和监测提供理论及计算依据。     

从“深盆气”到“根缘气”

“深盆气”是一个既不能反映天然气成藏机理也不具有分类地质意义的非正式术语。如果按照其特点及地质模式，要确定一个气藏是否属于“深盆气”，首先就必须找到“气水倒置”的界面，而该界面的确定往往不易落实。“根缘气”被界定为致密储层中的具有“根状”天然气聚集，通常表现为致密储气层与气源岩的大面积接触，尤其是致密储层底部具有含气特点，天然气运移聚集服从“活塞式”原理。“根状”特点的出现表明了浮力的限制性作用，与常规气藏依靠浮力驱动的置换运聚模式形成原理上的差异。由于储层孔隙结构的复杂性，气体运移方式在2种典型的气藏类型之间常出现一系列过渡，它们也属于“根缘气”的范畴。因此，采用“根缘气”概念进行气藏类型判识，避免了对区域性气水倒置界面的追索。对于典型的根缘气藏，往往可以达到“单井定乾坤”的效果。     

基于CFD的输气管道射流清管器喷嘴类型优选

天然气管输过程中粉尘等污垢易附着在管内壁,导致管输效率降低,影响生产运行。应用射流清管器射流吹扫作用可有效清除管内污垢,保障流动安全。为进一步评价射流清管器不同喷嘴类型的管内壁吹扫能力,以D273 mm×10 mm的天然气管道为例,基于计算流体力学基本原理,应用Fluent软件模拟不同类型喷嘴的射流流场。基于数值计算结果,分析了不同类型喷嘴射流流速及湍流动能在下游管道中的变化规律,分析结果表明:轴心喷嘴射流轴向速度较高,但管壁处吹扫速度很低,对管内壁几乎无吹扫作用;支状喷嘴可对管道内壁进行有效冲刷,但仅能形成局部的射流吹扫;环状喷嘴对管内壁均匀吹扫且吹扫范围最大,相较于支状喷嘴,其速度分布更均匀,对管内壁附着污垢的吹扫及粉尘携带效果最佳,并有利于药剂的均匀敷设。研究结果可为射流清管器的结构优化设计提供理论依据。     

低压气井气举排液采气技术在文留油田的应用

针对文留油田气藏采出程度高、气层压力低、井筒积液严重的现状,实施了气举排液采气增产配套技术,主要有:半闭式气举、低压气井气层保护增产技术和高压气井气进行气举排液采气技术,取得显著增产效果,解决了文留油田低压气井长期低效开采的难题,为同类气田低压气井高效开采、提高气藏采收率提供了有效途径。