BRPI0719766B1

BRPI0719766B1 - Sistema de processamento submarino

Info

Publication number: BRPI0719766B1
Application number: BRPI0719766-7A
Authority: BR
Inventors: William Bakke
Original assignee: Statoil Petroleum As
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2018-06-19
Also published as: CN101523012A; AU2007309806A1; DK200900355A; NO325582B1; NO20064918L; CA2662942A1; EP2087201A1; EA013902B1; EA200970423A1; CA2662942C; US20100032164A1; DK178832B1; EP2087201B1; CN101523012B; BRPI0719766A2; TN2009000113A1; EP2087201A4; WO2008051087A1; US9435186B2; AU2007309806B2

Description

(54) Título: SISTEMA DE PROCESSAMENTO SUBMARINO (51) Int.CI.: E21B 43/01; E21B 36/00; E21B 43/40 (30) Prioridade Unionista: 27/10/2006 NO 20064918 (73) Titular(es): STATOIL PETROLEUM AS (72) Inventor(es): WILLIAM BAKKE

1/5 “SISTEMA DE PROCESSAMENTO SUBMARINO” [0001] A presente invenção refere-se a um sistema de processamento submarino em conexão com a produção de óleo e/ou gás a partir de um ou mais poços, especialmente poços que produzem óleo pesado em águas profundas e com alta viscosidade.

[0002] Desenvolvimentos em campos submarinos de óleo e gás em águas mais profundas e mais próximos às áreas árticas enfrentam vários desafios técnicos como um resultado das condições ambientais mais hostis. A superação destes desafios requer uma combinação de projeto cuidadoso e inovativo dos sistemas de produção, e garantia de fluxo multi-fásico extensiva e estreitamente controlada, bem como estratégias e procedimentos operacionais. O projeto de sistemas de produção submarinos normalmente começa com caracterização de fluido seguida pelo estabelecimento de uma arquitetura de campo e desenvolvimento de configurações de linha de fluxo econômicas, consistentes com segurança e mínimas exigências de intervenção. A compreensão e projeto para as várias condições e exigências de garantia de fluxo do sistema de águas profundas podem conduzir à intervenção mínima e menor perda de produção possível. A meta de desempenho para operações de regime permanente deve ser atingir temperaturas de chegada de plataforma acima das temperaturas de formação de hidrato e/ou temperatura de aparência de cera (WAT) como um mínimo. A meta de desempenho para operações transientes, isto é, corte, é atingir tempo de refrigeração adequado antes dos teores de tubo se resfriarem para a temperatura de formação de hidrato, depois de corte. Além do corte, despressurização e remoção de cera passam a desempenhar outros desafios transientes principais em águas mais profundas.

[0003] Feixes de tubulações submarinas são comumente conhecidos e representam sistemas de tubulação aperfeiçoados para o transporte de óleo e gás e a operação remota de poços de óleo e gás submarinos. Tais feixes podem incluir um tubo de suporte (revestimento externo ou concha), dentro do qual pode ser provida uma ou mais linhas de fluxo para óleo e gás, tubulação(ões) ou outro arranjo para aquecer bem como linhas de controle hidráulicas e/ou elétricas para a operação

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2/5 remota dos poços. Esta solução de feixe pode prover isolamento térmico altamente eficiente e/ou elementos de aquecimento ativos para minimizar perdas térmicas. [0004] As soluções de feixe são comumente usadas, dentre outras situações, onde a operação tem lugar em água profunda, onde áreas do leito do mar são congestionadas, onde operações sem desvio são obrigatórias ou onde padrões de âncora restringem o leito do mar disponível. Todavia, soluções de feixe como tais não solucionam os desafios associados com operações de poço em águas profundas com baixa temperatura e produção de óleo pesado com alta viscosidade, mas podem ser incluídas nas soluções projetadas para tais situações.

[0005] Com a presente invenção é provido um sistema de processamento submarino em conexão com a produção de óleo e/ou gás a partir de um ou mais poços, especialmente poços que produzem óleo pesado em águas profundas e com alta viscosidade. O sistema é projetado para manter temperatura de produção preferida e é, em particular, projetado para obter condições de temperatura requeridas sob o início da operação e corte.

[0006] A invenção é caracterizada pelas características como definidas na reivindicação independente acompanhante 1.

[0007] As reivindicações subordinadas dependentes 2 - 10 definem características vantajosas da invenção.

[0008] A presente invenção será mais detalhadamente descrita a seguir a título de exemplo e com referência às figuras, nas quais:

a figura 1 mostra um esboço ou esquema principal de um sistema de processamento de acordo com a invenção, a figura 2 mostra um esboço ou esquema principal de um sistema de processamento alternativo de acordo com a invenção.

[0009] A figura 1 mostra, como mencionado acima, um esboço ou esquema principal do sistema de processamento de acordo com a invenção. O sistema pode incluir um ou mais poços de produção 1 para a produção de óleo e/ou gás, um ou mais poços de injeção 2 para a injeção de água produzida, um dispositivo de controle de fluxo 11, um separador 3, uma bomba de produção 4, uma bomba de

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3/5 injeção e circulação de água 5 e um arranjo de aquecimento 6. O arranjo de aquecimento pode preferivelmente ser na forma de um sistema de aquecimento elétrico; todavia, dependendo da situação ambiental, por exemplo a temperatura circundante, suficiente calor pode ser provido através do trabalho (energia térmica) gerado pela bomba de circulação 5.

[0010] A característica principal da invenção é a provisão de um circuito de tubo de circulação e injeção de água 7 interconectando o separador 3, a bomba de injeção e circulação 5, o arranjo de aquecimento 6, o dispositivo de controle de fluxo 11 e os poços 1 e 2. Água é inicialmente adicionada ao sistema através de uma linha de fornecimento de água 8 e é aquecida por meio da bomba de circulação e, se requerido, pelo arranjo de aquecimento 6. A água aquecida é circulada pela bomba de circulação 5 para o poço de injeção 2, ainda para o dispositivo de controle de fluxo 11 e o poço de produção 1 e depois disto para o separador 3, antes de finalmente ser retornada do separador para a bomba de circulação 5. No início da operação dos poços de produção, a água aquecida no sistema de circuito de tubo previne que cera e/ou hidratos se depositem na tubulação. Antes do início da produção, a água quente gradualmente aquece o poço para a requerida temperatura de início da operação para evitar que qualquer cera ou hidratos que estão presentes no óleo produzido serão depositados no poço ou tubulação de produção. Ainda, durante início da operação, fluido de poço produzido irá se misturar com a água no circuito e, depois de um pequeno instante, quando a produção aumenta, atinge condições de regime permanente. Fluido assim produzido na forma de óleo/água e possíveis fluxos de gás através de a produção e tubulação de circulação 9 para o separador 3 onde as partes principais dos hidrocarbonetos (óleo e possivelmente gás) são separadas da água. O óleo produzido e possivelmente gás que estão presentes no fluxo de fluido são transferidos por meio da bomba de produção 4 do separador 3 para o destino desejado 15 (uma plataforma, navio de produção, linha de junção, terminal em terra etc.) através de uma tubulação de produção 12. Alternativamente, como mostrado na figura 2, o óleo e gás podem ser transportados individualmente do separador em tubulações de óleo e gás separadas 12 e 13,

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4/5 respectivamente.

[0011] A água produzida, por outro lado, é circulada do separador 3 por meio da bomba de circulação 5 para o poço de injeção 2 e/ou para o dispositivo de controle de fluxo 11. Ainda, com base na quantidade de água produzida a partir dos poços, água de injeção adicional pode ser adicionada ao sistema de circulação através da linha de fornecimento de água 8 para manter água suficiente para a injeção e para manter as desejadas condições de corte de água para obter a situação de separação melhor possível no separador 3. Um dispositivo de detecção multi-fásico 14 é provido anteriormente para o separador 3, que mede a quantidade de água que está presente no fluxo de à frente do separador, pelo que água é adicionada ao sistema através da linha de fornecimento 8, do dispositivo de controle de fluxo 11, ou obturadores de cabeçote de injeção de produção/injeção, ajustados correspondentemente com base nessas e outras medições.

[0012] No corte, quando produção de óleo e gás é paralisada, a circulação de água é mantida para manter a temperatura no desejado nível para evitar depósitos de cera ou hidratos. Se a produção é paralisada sobre um período de tempo mais longo, pode ser apropriado parar a circulação de água no sistema. Em tal caso, todavia, todo o óleo no sistema de circulação deve ser evacuado e substituído por água e/ou por uma mistura de água e inibidores tradicionais. Água ou uma mistura de água/inibidor deve ser injetada no poço de produção para evitar deposições de cera e formação de hidratos nas partes superiores do poço de produção sendo resfriado pelas circunvizinhanças frias.

[0013] Como indicado acima, qualquer separador poderia ser usado para separar água a partir dos hidrocarbonetos no sistema. Todavia, um separador de tubo pode representar em algumas situações a escolha desejada em virtude do desempenho de separação e projeto estrutural. Assim, por meio do uso de um separador de tubo, o sistema como descrito acima e incluindo o separador 3, o aquecedor 6, as bombas 4, 5 e a tubulação de circulação e produção 7, 8, 9 poderia facilmente se ajustar dentro de um arranjo de feixes que configuraria o sistema de acordo com a invenção muito compacto e aplicável para instalações em águas

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5/5 profundas.

[0014] A coluna vertical 10 no lado direito das figuras 1 e 2 indica um feixe de tubos de elevação sendo conectado com uma plataforma de produção ou navio, etc., 15, e pode incluir todas as linhas requeridas de tubos de elevação e de fornecimento 10, 13, as linhas de elevação de gás da linha de fornecimento de água e cabos elétricos, etc.

[0015] A presente invenção, como definida nas reivindicações, não é limitada aos exemplos acima e às figuras anexas. Assim, o sistema não requer o uso de poço(s) de injeção para manipular a água produzida. Em contrapartida, a água produzida poderia ser manipulada por uma solução de descarga, por exemplo um poço de resíduo.

[0016] Os poços de injeção e produção podem ser arranjados como poços individuais, poços de gabarito ou poços integrais de feixe.

[0017] Ainda, o separador e a estação de bomba podem constituir uma instalação modular separada ou é integrada no circuito de tubo.

[0018] Ainda adicionalmente, o fornecimento de água para o sistema pode ser fornecido por meio de um poço de produção de água separado.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de processamento submarino para a produção de óleo e/ou gás a partir de um ou mais poços de produção (1), em que o sistema inclui:

um ou mais poço(s) de produção (1);

um ou mais poços de injeção (2) para a injeção de água produzida; um separador (3) com uma entrada e saídas para água, óleo e/ou gás; uma bomba de injeção e circulação de água (5);

um arranjo de aquecimento (6); e um dispositivo de controle de fluxo (11), e caracterizado por um circuito de tubo de circulação e injeção de água (7, 9) que interconecta o separador (3), a bomba de injeção e circulação (5), o arranjo de aquecimento (6), o dispositivo de controle de fluxo (11), o um ou mais poço(s) de produção (1) e o um ou mais poços de injeção (2), pelo que o sistema é configurado de modo que:

antes do início da operação e durante a produção de qualquer dos poços, a temperatura do meio no circuito pode ser controlada por adição de energia térmica de modo que a viscosidade resultante do fluxo que entra no separador é controlada depois do início da operação dos poços, e água pode ser fornecida para o fluido produzido a partir dos poços de produção (1), controlando assim condições de corte de água no fluxo de fluido que entra no separador.
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de tubo é provido em um arranjo de feixe.
3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de tubo constitui linhas de fluxo flexíveis ou rígidas, individuais.
4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os poços de injeção e produção (1, 2) são arranjados como poços individuais, poços de gabarito ou poços integrais de feixes.
5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o separador (3) e bomba (5) constituem uma

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2/2 instalação modular separada ou é integrada no circuito de tubo.
6. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que uma bomba de produção (4) é provida na extremidade de saída do separador para transferir o óleo e gás produzidos para o destino desejado através de uma tubulação de produção (10).
7. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que uma linha de produção de gás separada (13) é provida para a evacuação do gás produzido.
8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que fornecimento de água para o sistema é provido por meio de um poço de produção de água separado.
9. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle de fluxo (11) pode constituir mais que um dispositivo e/ou módulos recuperáveis separados.
10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o um ou mais poço(s) de produção (1) são poços que produzem óleo pesado com alta viscosidade em águas profundas.

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