MX2009002702A

MX2009002702A - Sistema de procesamiento submarino.

Info

Publication number: MX2009002702A
Application number: MX2009002702A
Authority: MX
Inventors: William Bakke
Original assignee: Statoilhydro Asa
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2009-03-26
Also published as: BRPI0719766B1; CN101523012A; AU2007309806A1; DK200900355A; NO325582B1; NO20064918L; CA2662942A1; EP2087201A1; EA013902B1; EA200970423A1; CA2662942C; US20100032164A1; DK178832B1; EP2087201B1; CN101523012B; BRPI0719766A2; TN2009000113A1; EP2087201A4; WO2008051087A1; US9435186B2

Abstract

El sistema de procesamiento submarinos para la producción de petróleo y/o gas de uno o más pozos de producción, especialmente pozos que producen petróleo pesado en agua profunda y con alta viscosidad. El sistema incluye, más allá de los pozos de producción, uno o más pozos de inyección para la inyección de agua producida, un separador, una bomba de producción, una bomba de inyección y circulación de agua y una instalación de calentamiento. Se provee un bucle de tubería de circulación e inyección de agua para interconectar el separador, la bomba de inyección y circulación, la instalación de calentamiento, el dispositivo de control de flujo y los pozos que permiten la circulación de agua calienta a los pozos vía el separador e instalación de calentamiento.

Description

SISTEMA DE PROCESAMIENTO SUBMARINO Descripción de la Invención La presente invención se refiere a un sistema de procesamiento submarino en relación con la producción de petróleo y/o gas de uno o más pozos, especialmente pozos que producen petróleo pesado en agua profunda y con alta viscosidad. Los desarrollos en el campo submarino de petróleo y gas en aguas más profundas y cercanas a las áreas del ártico confrontan varios desafíos técnicos como resultado de las condiciones ambientales más hostiles. Para superar estos desafíos se requiere una combinación de diseño cuidadoso e innovador de los sistemas de producción y la seguridad de flujo de múltiples fases extensa y estrechamente controlada, así como las estrategias y procedimientos operativos. El diseño de sistemas de producción submarina inicia normalmente con caracterización de fluido seguido por el establecimiento de una arquitectura de campo y el desarrollo de configuraciones de líneas de flujo económicas que concuerdan con los requerimientos de seguridad y mínima intervención. El entendimiento y diseño para varias condiciones de seguridad de flujo y los requerimientos del sistema de agua profunda puede conducir a la mínima intervención y la menor pérdida de Ref . :200574 producción posibles. La meta de desempeño para las operaciones en situación estable deberá ser lograr temperaturas de llegada a la plataforma, superiores a las temperaturas de formación de hidratos y/o temperatura de aparición de cera (WAT , por sus siglas en inglés) como un mínimo. La meta de desempeño para las operaciones temporales, es decir, de cierre temporal, es lograr un tiempo de enfriamiento adecuado antes de que el contenido de la tubería se enfríe a la temperatura de formación de hidratos después del cierre temporal. Además del cierre temporal, la despresurización y remoción de cera se incorpora como otro de los retos temporales principales en aguas profundas . Los haces de tuberías submarinas se conocen comúnmente y representan sistemas de tuberías mejorados para el transporte de petróleo y gas y la operación no remota de pozos de petróleo y gas submarinos. Los haces pueden incluir una tubería portadora (cubierta o armazón externo) , dentro del cual se pueden proveer una o más líneas de flujo para petróleo y gas, tuberías u otras disposiciones para calentamiento así como las líneas de control hidráulico y/o eléctrico para la operación remota de los pozos. Estos paquetes de soluciones pueden proveer aislamiento térmico altamente eficiente y/o elementos de calentamiento activos para reducir al mínimo las pérdidas térmicas . Las soluciones para formar haces se utilizan comúnmente, entre otras situaciones, en donde toma lugar la operación en agua profunda, en donde se congestionan las áreas del lecho marino, en donde son obligatorias las operaciones sin buzos o en donde los patrones de anclas restringen el lecho marino disponible. Sin embargo, las soluciones de formar haces, como tales, no pueden resolver los retos asociados con las operaciones de pozos en agua profunda con baja temperatura y producción de petróleo pesado con alta viscosidad, pero pueden incluirse en las soluciones diseñadas para las situaciones. Con la presente invención se provee un sistema de procesamiento submarinos en relación con la producción de petróleo y/o gas de uno o más pozos, especialmente pozos que producen petróleo pesado en agua profunda y con alta viscosidad. El sistema se diseña para mantener la temperatura de producción preferida y, en particular, se diseña para obtener condiciones de temperatura requeridas bajo el arranque y cierre temporal . La invención se caracteriza por los aspectos como se define en la reivindicación independiente 1 anexa. Las reivindicaciones 2-10 subordinadas definen características ventajosas de la invención. La presente invención además será descrita en seguida a manera de ejemplo y con referencia a las figuras, en donde : La Fig. 1 muestra un bosquejo o esquema de un sistema de procesamiento de acuerdo con la invención, La Fig. 2 muestra un bosquejo o esquema principal de un sistema de procesamiento alternativo de acuerdo con la invención. La Fig. 1 muestra, como se estableció antes, un bosquejo o esquema principal del sistema de procesamiento de acuerdo con la invención. El sistema puede incluir uno o más pozos de producción 1 para la producción de petróleo y/o gas, uno o más pozos de inyección 2 para la inyección de agua producida, un dispositivo de control de flujo 11, un separador 3, una bomba de producción 4, una bomba de inyección y circulación de agua 5 y una instalación de calentamiento 6. La disposición de calentamiento preferiblemente puede tener la forma de un sistema de calentamiento eléctrico, sin embargo, dependiendo de la situación ambiental, v.gr., la temperatura de los alrededores, se puede proporcionar suficiente calor a través del trabajo (energía de calor) generado por la bomba de circulación 5. El aspecto principal de la invención es la provisión de una circulación de agua y bucle de tubería de inyección 7 que interconecta el separador 3, la bomba de inyección y circulación 5, la instalación de calentamiento 6, el dispositivo de control de flujo 11 y los pozos 1 y 2. Inicialmente se agrega agua al sistema a través de una línea de suministro de agua 8 y se calienta por la bomba de circulación y, si se requiere, por la disposición de calentamiento 6. El agua calentada se circula por la bomba de circulación 5 al pozo de inyección 2, además al dispositivo de control de flujo 11 y el pozo de producción 1 y después al separador 3, antes de regresar finalmente desde el separador a la bomba de circulación 5. En el arranque, los pozos de producción el agua caliente en el sistema de bucles de tubería evitan que la cera y/o hidratos se depositen en la tubería. Antes de iniciar la producción, el agua caliente calienta gradualmente el pozo a la temperatura de arranque requerida para evitar que cualquier cera o hidratos estén presentes en el aceite producido será depositado en el pozo o tubería de producción. Además, durante el arranque, el fluido del pozo producido se mezclará con el agua en el bucle y después de un rato, a medida que se incrementa la producción, alcanza condiciones en situación estable. El fluido así producido en la forma de petróleo/agua y gas posible fluye a través de la producción y la tubería de circulación 9 al separador 3 en donde las partes principales de los hidrocarburos (petróleo y gas posible) se separan del agua. El petróleo y posible gas producidos que están presentes en el flujo de fluido se transfieren mediante la bomba de producción 4 del separador 3 al destino deseado 15 (una plataforma, embarque de producción, línea principal, terminal en tierra firme, etc.) vía una tubería de producción 12. Alternativamente como se muestra en la Fig. 2, el petróleo y gas pueden transportarse individualmente del separador en aceite separado y tuberías de gas 12 y 13, respectivamente. Por otro lado, el agua producida se hace circular del separador 3 por la bomba de circulación 5 al pozo de inyección 2 y/o al dispositivo de control de flujo 11. Además, con base en la cantidad de agua producida de los pozos, el agua de inyección adicional se puede agregar al sistema de circulación a través de la línea de suministro de agua 8 para mantener suficiente agua para inyección y mantener las condiciones de corte de agua deseadas para obtener la mejor situación de separación posible en el separador 3. Un dispositivo de detección de múltiples fases 14 se provee antes al separador 3 que mide la cantidad de agua que está presente en el flujo de fluido delante del separador, por lo que se agrega agua al sistema a través de la línea de suministro 8, el dispositivo de control de flujo 11, o los choques de la cabeza del pozo de producción/inyección ajustados consecuentemente con base en estas y otras medidas. En el cierre, cuando se interrumpe la producción de petróleo y gas, se mantiene la circulación de agua para mantener la temperatura al nivel deseado para evitar que se formen depósitos de cera o hidratos. Si la producción se interrumpe durante un tiempo más largo, puede ser apropiado detener la circulación de agua en el sistema. Sin embargo, en tal caso, todo el aceite en el sistema de circulación deberá evacuarse y reemplazarse por agua y/o por una mezcla de agua e inhibidores tradicionales. El agua o una mezcla de agua/inhibidor deberá inyectarse en el pozo de producción para evitar depósitos de cera y constituir los hidratos en las partes superiores del pozo de producción que se enfría por las partes frías que lo rodean. Como se indicó antes cualquier separador deberá usarse para separar el agua de los hidrocarbonos en el sistema. Sin embargo, en algunas situaciones un separador de tubería puede representar la elección deseada debido al desempeño de separación y diseño estructural. Por lo tanto, al utilizar un separador de tubería, el sistema como se describió antes, y que incluye el separador 3, el calentador 6, las bombas 4, 5 y la tubería de circulación y producción 7, 8, 9, fácilmente puede adaptarse dentro de un dispositivo de tubería atada en haces lo que puede hacer que el sistema, de acuerdo con la invención, sea muy compacto y aplicable a instalaciones de aguas profundas. La columna vertical 10 en el lado derecho de las Figuras 1 y 2, indican que un haz de elevación está conectado a una plataforma de producción o barco, etc. 15 y puede incluir todas las líneas de elevador y suministro a medida que las líneas de producción 10, 13, las líneas de elevación de gas* de línea de suministro de agua y cables eléctricos, etc . La presente invención como se define en las reivindicaciones no se limitan a los ejemplos anteriores y las figuras anexas. Por lo tanto, el sistema no requiere el uso de pozos de inyección para manejar el agua producida. En su lugar, el agua producida puede manejarse por una solución de desecho, por ejemplo, un pozo de desecho. Los pozos de inyección y producción pueden disponerse como pozos individuales, los pozos de plantilla o pozos integrales de haces. Además, el separador y estación de bomba puede constituir una instalación modular separada o se integra en el bucle de la tubería. Además, el suministro de agua al sistema se puede proporcionar por medio de un pozo productor de agua separado. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por el solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. - Un sistema de procesamiento submarinos para la producción de petróleo y/o gas de uno o más pozos de producción, especialmente pozos que producen petróleo pesado con alta viscosidad en agua profunda, caracterizado porque incluye, más allá de los pozos de producción, uno o más pozos de inyección para la inyección de agua producida, o depósitos de agua producida, un separador con una entrada y salidas de agua, petróleo y/o gas, una bomba de inyección y circulación de agua, una instalación y circulación de agua, una instalación de calentamiento, un dispositivo de control de flujo, y se provee un bucle de tubería de circulación e inyección de agua para interconectar el separador, la bomba de inyección y circulación, la instalación de calentamiento y el dispositivo de control de flujo, por lo que antes del arranque y durante la producción de cualquiera de los pozos, la temperatura del medio en el bucle puede controlarse al agregar la energía de calor de manera que la viscosidad resultante del flujo que entra al separador se controla después del arranque de los pozos y se permite el suministro del agua al fluido producido de los pozos de producción para controlar las condiciones de corte de agua en el flujo de fluido que entra al separador.
2.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el bucle de la tubería se provee en una instalación de haces.
3. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el bucle de tuberías constituye líneas de flujo flexibles o rígidas individuales.
4. - El sistema de conformidad con las reivindicaciones 1 - 3, caracterizado además porque los pozos de inyección y de producción se disponen como pozos individuales, pozos de plantilla o pozos integrales de haces.
5. - El sistema de conformidad con las reivindicaciones 1 - 4, caracterizado además porque el separador y la bomba constituyen una instalación modular separada o se integra en el bucle de tuberías.
6. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque una bomba de producción se provee en el extremo de salida del separador para transferir el petróleo y gas producidos al destino deseado vía una tubería de producción.
7. - El sistema de conformidad con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado además porque una línea de producción de gas separada se provee para la evacuación del gas producido.
8. - El sistema de conformidad con las reivindicaciones 1-7, caracterizado además porque el agua producida se inyecta en un pozo de desecho.
9. - El sistema de conformidad con las reivindicaciones 1-8, caracterizado además porque el suministro de agua al sistema se provee por medio de un pozo de producción de agua separado.
10. - El sistema de conformidad con las reivindicaciones 1 - 9, caracterizado además porque el dispositivo de control de flujo puede constituir más de un dispositivo y/o módulos renovables separados.