江 城，李 勇

(中海油能源發(fā)展股份有限公司天津分公司 天津300452)

1 “蜜蜂式”開發(fā)模式

海上邊際油田的“蜜蜂式”開發(fā)模式是指通過移動式采油設施進行海上小油田的開發(fā)，移動式采油設施可以在多個油田重復利用，從而有效降低油田開發(fā)投資。下面以渤海某個采用“蜜蜂式”開發(fā)的在生產(chǎn)油田為例介紹其開發(fā)方案，該油田的主要開發(fā)設施為：隔水套管支撐井口+移動式采油平臺+5,000,t級穿梭油輪(見圖 1)，井口區(qū)通過棧橋與移動式采油平臺相連，各種管線和電纜敷設在棧橋上，井底物流通過管線輸往移動式采油平臺，進行油氣水處理、原油儲存及外輸，原油通過軟管外輸至穿梭油輪，再由穿梭油輪運至碼頭收油終端。

圖1 “蜜蜂式”開發(fā)模式示意圖Fig.1 Bee development model

2 “蜜蜂式”開發(fā)模式原油外輸方案現(xiàn)狀分析

2.1 兩點系泊原油外輸方案簡介

采用“蜜蜂式”開發(fā)的油田一般通過穿梭油輪進行海上原油的輸送，首先需要解決穿梭油輪的系泊問題，然后再據(jù)此設計外輸系統(tǒng)方案。如圖 1所示的開發(fā)方案，外輸作業(yè)時，穿梭油輪通過兩點系泊系統(tǒng)錨泊于移動式采油平臺的一端，由漂浮軟管與移動式采油平臺連接外輸。兩點系泊裝置主要由船端摩擦鏈、主系泊纜、浮筒端摩擦鏈、浮筒、水下系泊鏈、樁錨構成(見圖 2)。移動式采油平臺舷側設有外輸滾筒，用于漂浮軟管的收放(見圖3)。

圖2 兩點系泊系統(tǒng)布置圖Fig.2 Two points mooring system

圖3 外輸滾筒及漂浮軟管Fig.3 Transportation drum and flotation hose

相對傳統(tǒng)的單點系泊、靠船墩系泊等方式，兩點系泊具備系統(tǒng)組成簡單、造價低的優(yōu)點，有效促成了海上邊際油田“蜜蜂式”開發(fā)模式的形成，也是目前渤海邊際油田“蜜蜂式”開發(fā)的首選外輸方案，但在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)該方式也存在油輪靠離泊作業(yè)時間長、受天氣影響大等局限性。

2.2 兩點系泊原油外輸方案現(xiàn)狀分析

兩點系泊原油外輸作業(yè)流程為：穿梭油輪在拖輪配合下先進行艏纜連接，然后進行艉纜連接，完成兩點系泊后，拖輪將采油平臺的外輸軟管送至穿梭油輪，穿梭油輪吊裝并連接外輸軟管，進行原油外輸，輸完油后進行外輸軟管的掃線作業(yè)，采油平臺收回外輸軟管，穿梭油輪解纜駛離油田，外輸作業(yè)結束。

兩點系泊系統(tǒng)的成功應用有效解決了渤海“蜜蜂式”開發(fā)油田的原油外輸問題，有效降低了邊際油田的開發(fā)成本，但在實際生產(chǎn)中也發(fā)現(xiàn)一些局限性：穿梭油輪系泊作業(yè)耗時較長，需要兩條拖輪協(xié)助，作業(yè)風險較高；外輸作業(yè)的環(huán)境條件要求高，易受天氣影響造成壓產(chǎn)。

3 “蜜蜂式”開發(fā)模式原油外輸方案優(yōu)化思路

3.1 優(yōu)化思路概述

目前國內(nèi)外廣泛使用的海上原油外輸系統(tǒng)主要包括多點系泊系統(tǒng)和單點系泊系統(tǒng)。多點系泊系統(tǒng)采用多個浮筒將油輪系泊(見圖 4)；單點系泊系統(tǒng)包括懸鏈浮筒式單點系統(tǒng)、塔式單點系統(tǒng)、單錨腿系泊系統(tǒng)等，其中懸鏈浮筒式單點系統(tǒng)(Catenary Anchor Leg Mooring，CALM)技術最成熟，運用最普遍(見圖 5)。

圖4 多點系泊系統(tǒng)Fig.4 Multi-point mooring system

圖5 懸鏈浮筒式單點系統(tǒng)(CALM)Fig.5 CALM system

上述系統(tǒng)可滿足大型油輪的系泊要求，而對于“蜜蜂式”開發(fā)的海上邊際油田，原油外輸量相對少，通常采用 5,000,t左右的油輪。下面以多點系泊、單點系泊、取消系泊裝置(應用動力定位技術)三方面為出發(fā)點，進行“蜜蜂式”開發(fā)模式原油外輸系統(tǒng)優(yōu)化思路分析。

3.2 多點系泊系統(tǒng)優(yōu)化思路

除了常規(guī)生產(chǎn)油田，移動式平臺還會用于試采作業(yè)、臨時生產(chǎn)作業(yè)，作業(yè)周期短，為外輸作業(yè)建造專門的系泊裝置，并且短期內(nèi)就要棄置，在經(jīng)濟性上顯得不合適。為此，根據(jù)作業(yè)性質(zhì)，可以讓穿梭油輪艉部與平臺系泊，艏部拋大抓力錨(見圖 6)，根據(jù)環(huán)境條件選擇艏錨的數(shù)量(單錨或者雙錨，圖 6所示為雙錨)，平臺與油輪之間通過漂浮軟管連接進行原油外輸。分，是一個能控制船舶精確位置的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由計算機對采集來的環(huán)境及位置參數(shù)進行計算，自動控制各推力器的推力大小，靈活控制船舶位置和艏向，環(huán)境適應性更高(見圖 8)。動力定位系統(tǒng)根據(jù)不同冗余度分為 3個等級，由低到高分別為：DP1、DP2、DP3，經(jīng)論證比選，針對海上 5,000噸級的穿梭油輪，等級選用DP2最合適。

圖6 雙錨雙纜系泊Fig.6 Two anchors and two ropes system

3.3 單點系泊系統(tǒng)優(yōu)化思路

傳統(tǒng)的單點系泊原油外輸系統(tǒng)(如 CALM)含有液體旋轉接頭、水下軟管和管匯等部件，系統(tǒng)造價昂貴，且維護成本高，主要用于海上大型的輸油終端，系泊大型儲油輪，如果用于海上小型邊際油田的開發(fā)，在經(jīng)濟性上很難滿足。根據(jù)文獻顯示，針對邊際油田的開發(fā)，目前已有了簡化的單點系泊系統(tǒng)的研究成果，即單浮筒系泊系統(tǒng)(見圖 7)。該項單浮筒系泊技術針對渤海試采作業(yè)的外輸進行研究，外輸期間，始終需要拖輪的輔助定位。

圖7 單浮筒系泊系統(tǒng)Fig.7 Single float bowl mooring system

3.4 動力定位穿梭油輪優(yōu)化思路

通過多點系泊系統(tǒng)進行系泊的油輪，船向固定，不具備風向標效應，而單點系泊系統(tǒng)具備風向標效應，因此環(huán)境適應性強。上面介紹的多點系泊系統(tǒng)及單點系泊系統(tǒng)的優(yōu)化思路，均是在傳統(tǒng)系泊技術的基礎上，簡化系泊系統(tǒng)的設計，降低系統(tǒng)的建造及維護成本。“蜜蜂式”開發(fā)模式的優(yōu)勢在于其移動性，海上固定設施應盡可能地減少，從而降低初始開發(fā)投資及生產(chǎn)周期結束時的棄置費用，因此考慮運用動力定位穿梭油輪，不需要建立專門的系泊裝置，將會更加突出“蜜蜂式”開發(fā)的特點。

如今船舶動力定位技術成熟，廣泛應用于國內(nèi)外海洋工程領域，動力定位是使船舶精確定位的技術，不借助傳統(tǒng)的錨泊技術，而是通過自身推進器推力，能夠使船舶自動地保持固定位置或預定位置。船舶動力定位系統(tǒng)通常包含測量、控制以及推進器3個部

圖8 動力定位系統(tǒng)框圖Fig.8 Block diagram of dynamic positioning system

4 結 語

“蜜蜂式”開發(fā)模式有效促進了海上小油田的開發(fā)，該模式采用可移動采油設施，設施可以重復利用，尤其是孤立小油田，用 3～5年的時間，把地下資源開采出來，然后再到另一個油田繼續(xù)生產(chǎn)，如此往復，類似于蜜蜂采蜜。利用動力定位穿梭油輪進行移動式采油平臺的原油外輸，不需要固定的系泊設施，最能體現(xiàn)“蜜蜂式”的移動性。根據(jù)市場調(diào)研，目前國內(nèi)的小型動力定位穿梭油輪資源尚且不足，海上邊際油田開發(fā)是一項系統(tǒng)工程，需要創(chuàng)新的技術、配套的裝備為其做支撐，小型動力定位穿梭油輪應有廣闊的市場應用前景，而“移動式采油平臺+動力定位穿梭油輪”的方式會更加促進“蜜蜂式”開發(fā)模式的應用推廣。

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