海上浮式油水置换储油舱内水中含油浓度模型试验

刘东喜,雷丽君,王晋,韩盼盼,尤云祥,刘巍巍

(1.上海海事大学 海洋科学与工程学院，上海 201306；2.北京高泰深海技术有限公司，北京100011；3.上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240)

近年来，国际深海浮式平台技术呈现出钻井、生产和原油储卸等多功能集成于一体的发展趋势。浮式钻井生产储卸油船(floating drilling production storage and offloading，FDPSO)[1-4]和立式圆柱形钻井生产储卸油平台(spar drilling production storage and offloading，SDPSO)[5-6]大多采用油水置换技术实现储卸油操作。

油水置换储油(亦称湿式储油)与干式储油是目前海上储油装置(浮式储卸油船、浮式生产储卸油装置、海底储油舱，以及重力式储油平台等)使用的2种基本储油模式[7]。干式储油系统采用与陆地储油罐类似的存储方式，原油上部空间充满惰性保护气体防止燃爆；湿式储油结构内部始终充满油和水，基于油水置换技术实现进油排水和进水排油操作。与海上干式储油舱相比，油水置换储油舱的优点很多，例如，受风浪、海流和冰等影响较小；需要的压载量较小；结构承受载荷较小；无爆炸风险，安全性较高；储油成本较低。目前，油水置换储油技术在国内还没有得到实际工程应用，但在国外己广泛应用于海底储油舱和重力式平台等30余座海洋结构物[8]，其中包括2014年安装在北海的Solan海底钢质储油舱[9](储油量30万桶)和2016年安装在加拿大外海的Hebron重力式混凝土平台(储油量120万桶)。

海上油水置换储油舱在储卸油过程中，海水对舱壁凝油层和结蜡层的剪切作用会使得部分凝油和蜡脱离沉积层而进入海水中，同时，原油的扩散作用也会促使原油穿过油水界面进入海水中，这2种作用都会增加储油舱内海水的含油质量浓度。……