SZ36-1油田WHPC平台新增调整井改造校核

高勋

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）

SZ36-1WHPC平台新增12口调整井，其中新增8口生产井（C43H，C46H，C47H，C48H，C50H，C51H，C57H，C60H，其中1口后期转注井C57），新增4口注水井（C54，C56，C58，C59）。SZ36-1WHPC平台生产井物流经生产管汇汇集后通过新建WHPC至WHPE混输管线混输至SZ36-1WHPE，与WHPE全部井流物混合后经新建WHPE至CEPN混输管线输至CEPN处理，本文从平台处理能力和海管两方面对本次改造进行校核[1]。

1 改造方案

1.1 原油系统

原生产计量管汇有预留接口3个，现需增加生产计量管汇。平台本次新增8口生产井，其中3口井通过原生产管汇预留接口接入，剩余的5口井通过新加8″管汇接入。新增单井物流经过生产管汇汇集后，与平台原有井物流混合后，所有物流经过新建的混输海管输送至WHPE平台。单井计量时，物流经计量管汇进入平台原有计量系统。

1.2 注水系统

原注水系统有6个预留接口，本次改造新增4口注水井，1口后期转注井。注水的压力和温度参数不变，原注水管汇尺寸为12″，有预留接口6个，接口数满足本次调整要求。新增单井物流在生产管汇汇合后与原平台物流经海管外输至SZ36-1WHPE平台。计量使用平台新增计量系统进行计量。

2 平台处理能力校核

2.1 原油系统

平台原流程为生产井所产物流在12″生产管汇汇集后，通过混输海管外输。在2016年最大液年时，根据配产数据校核，管内流速2.75m/s，小于冲蚀速度4.08m/s。单井计量时，单井物流进入计量管汇后，进入计量分离器分离后计量。经校核新增的单井的液量小于计量分离器处理量。

2.2 注水系统

本次改造新增4口注水井，1口转注井，平台上12″注水管汇现有预留接口6个。注水的压力和温度参数不变。根据二期调整ODP报告以及最新的调整井配产，在2024年最大注水年时，根据配产数据校核，12″的注水主管的管内流速3.41m/s，小于冲蚀速度4.35m/s。

2.3 加热器能力

根据SZ36-1II期原设计文件及现场数据，井口温度一般在50℃以上，满足海管的输送温度要求。但考虑到新打井开井温度的不确定性，避免温度过低而影响外输，WHPC平台原有三台功率为300kW的生产加热器作为备用，对新增井口物流后加热的温升情况如下：

表1 2016年WHPC平台最大水液年

3 海管校核

二期调整正式投产后，所有调整井井口物流均通过新建的WHPC至WHPE的14″混输海管输至WHPE平台，注水则由新建的CEPO至WHPE的18″注水海管提供注水和WHPE至WHPC的12″注水海管提供注水。

3.1 WHPC至WHPE新建的混输海管

WHPC全部井流物经新建WHPC至WHPE混输管线输往已建WHPE平台，与WHPE全部井流物混合后输至CEPN处理。

（1）混输海管校核依据

二期调整OPD配产数据、调整井的最新配产数据以及混输海管设计报告。

（2）冲蚀

在管线中，过高的流速可以加快管道冲蚀，并且减少缓蚀剂效能。特别是在管道的弯头等部位。因此在管道计算中，所有计算流体速度均要小于最小冲蚀速度，避免发生冲蚀。

冲蚀计算与分析：基于API RP 14E规定的混输海管的分级标准[2]，从以下公式可以计算出流体的最大流速，以避免冲蚀。

其中：Ve-最小冲蚀速度，ft/s；C -经验常数，C=100；ρm-混合液体的密度，lbs/ft3。

表2 计算结果

从表2可以看出，管线中的实际流速小于最小冲蚀速度，混输海管中不会发生冲蚀。

（3）混输海管校核结果

表3 2013年最大油气年

表4 2016年最大水液年

在2013年最大油气年，混输海管的气相流速2.21m/s，液相速度2.03m/s，冲蚀速度4.39m/s。在2016年最大水液年，混输海管的气相流速3.14m/s，液相流速2.55m/s，冲蚀速度4.22m/s。经校核，在保证混输海管最大操作压力1268kPaG，入口温度59.84℃时，出口压力为1058kPaG，出口温度为59.65℃，满足调整后的外输要求。

3.2 CEPO至WHPE新建的注水海管

CEPO至WHPE新建的注水海管分别给WHPE平台和WHPC平台提供注水。在2024年最大注水年海管的输量为29638m3/d。

（1）注水海管校核依据

根据二期调整ODP和新增注水井的注水量以及海管设计报告，在2024年最大注水年，海管输量为29638m3/d。

（2）水击压力校核

当管线出口阀门突然关闭时，流速的改变将会增加出口阀门处的压力，同时水击压力将会传递到上游外输泵的出口。

水击波的传送速度用以下公式计算：

其中：α -水击波传播速度；m/s；ρ -液体的密度，kg/m3；E -管材弹性模量，2.069×1011Pa；d -管道内径，m；δ -管道壁厚，m；K-60℃时液体体积弹性系数，2.18×109Pa；C1-管道约束参数，C1=1。

水击波的传输速度在CEPO至WHPE注水海管计算结果：a=1307m/s。

由于水击作用，管线的初始压力增加，具体计算如下：

其中：ΔP -水击压力，Pa；Δv -液体突然停止流动时的流速，m/s；g -重力加速度，m/s2；P0-管道初始压力，Pa。

最大水击压力增加结果：ΔP =3255kPaG，P0=10560kPaG，因此最大水击压力为13815kPaG。

（3）注水海管校核结果：

表5 2024年最大注水年

海管原设计压力10450kPaG，调整后海管入口压力增加为10560kPaG。水击压力增加为13815kPaG。经海管结构校核，海管强度满足要求。

经校核，注水海管出口平均流速2.49m/s，小于冲蚀速度6.21m/s。满足调整后的输送要求。

3.3 WHPE至WHPC新建的注水海管

WHPE平台通过12″注水海管为WHPC平台提供注水。在2024年最大注水年，海管的输量为17245m3/d。

（1）注水海管校核依据

根据二期调整ODP和新增注水井的注水量以及海管设计报告，在2024年最大注水年，海管输量为17245m3/d。

（2）水击压力校核

在WHPE至WHPC注水海管中，水击波的传输速度通过公式（2）得出：a=1326m/s。ΔP=3914kPaG，P0=10350kPaG，通过公式（3）和公式（4）得出最大水击压力为14264kPaG。

（3）注水海管校核结果

表6 2024年最大注水年

海管原设计压力10150kPaG，调整后海管入口压力增加为10350kPaG。水击压力增加为14264kPaG。经海管结构校核，海管强度满足要求。经校核，注水海管出口平均流速2.90m/s，小于冲蚀速度4.41m/s。满足调整后的输送要求。

◆参考文献

[1] 李劲松. 某海上平台新增设备安装校核[J].油气田地面工程，2013，(12)：125-126.

[2] API RP 14E，海上生产平台管道系统的设计和安装[S].