Кусок головоломки

(Изображение: Aker Solutions)

По мере продолжения технологических достижений подводное оборудование для обработки, такое как компрессия газа - которое теперь выходит за пределы норвежских вод - впервые может оказаться все более важной частью загадки офшорной добычи.

«Общий подводный ландшафт радикально меняется», - сказал Кнут Нюборг, исполнительный вице-президент и глава фронт-энда в Aker Solutions. «Существует движение к меньшим, более дешевым, гибким и цифровым системным решениям, которые направлены на повышение эффективности восстановления и минимизации воздействия на окружающую среду. В этом контексте подводное сжатие играет очень важную роль и очень позитивный прогноз рынка ».

Компрессоры, которые помогают поддерживать скорость добычи газа на плато по мере падения давления в пласте в открытом море, как правило, устанавливаются на платформах над уровнем моря, но размещение этого оборудования на морском дне ближе к устью скважины может повысить скорость извлечения и снизить капитальные и эксплуатационные расходы. По словам Ниборга, размещение компрессора ближе к устью скважины увеличивает производительность и возможность продлить срок эксплуатации месторождения благодаря более низкому падению давления в трубопроводе ниже по течению.

Подводное сжатие имеет длинный список достоинств, сказал он: «Оно обеспечивает лучшее экономическое обоснование за счет сокращения затрат и увеличения производства, безопаснее при дистанционном управлении, а воздействие подводной компрессионной установки на окружающую среду значительно ниже, предлагая преимущества перед основанные на верху решения. ”

Но от того, как концепция подводного сжатия была впервые разработана в середине 1980-х годов, до первого коммерческого использования несколько лет назад был долгий путь.

По словам Ниборга, важной вехой на этом пути стало то, что в декабре 2010 года Statoil (ныне Equinor) заключила с Aker Solutions контракт на поставку подводной компрессии для проекта Асгард в Норвежском море. «Помимо демонстрации успешных разработок новых технологий подводной обработки, подводное сжатие также оказалось жизнеспособным альтернативным решением для разработки месторождений», - сказал он.

По словам Ниборга, когда подводная компрессорная станция Åsgard была запущена в сентябре 2015 года, она фактически завершила последний этап квалификации технологии и продемонстрировала преимущества и производительность системы в работе.

В системе используется высокоскоростной безмасляный интегрированный двигатель MAN (HOFIM) с мощностью сжатия 11,5 мегаватт (МВт). В зависимости от расхода и давления, система может обеспечить коэффициент давления до 3,5, а расход до 18 000 кубических метров в час на компрессор. Электрические приводы с регулируемой частотой вращения и подводные трансформаторы для компрессоров и насосов были предоставлены компанией ABB. Компания Aker Solutions также поставила модуль питания и управления на верхней стороне для плавучей установки производства, хранения и разгрузки (FPSO) «Асгард А» для питания компрессоров и насосов.

На сегодняшний день подводные компрессоры Åsgard проработали более 60 000 часов с надежностью, близкой к 100%, и, по оценкам, это решение позволит извлечь с месторождения более 300 миллионов баррелей нефтяного эквивалента.

Подводная компрессионная система в Эгерсунде, Норвегия, перед отплытием к полям Асгард. (Фото: Aker Solutions)

Новые поля
Теперь Aker Solutions и его партнеры работают над дальнейшим развитием технологии, поскольку они стремятся внедрить проекты подводного сжатия в новые воды.

Расположенный примерно в 200 километрах от северо-западного побережья Австралии на глубине около 1350 метров, компания Jansz-Io, являющаяся частью проекта Gorgon - одной из крупнейших в мире разработок природного газа - ознаменует первое использование технологии подводного сжатия за пределами Норвегии. По словам Ниборга, проект, возглавляемый оператором Chevron с партнерами ExxonMobil и Shell, в настоящее время находится на стадии FEED и идет полным ходом.

После поставки Åsgard ведущие инженеры Aker Solutions из этого проекта вместе с помощью отдельных соглашений с альянсом с MAN Energy Solutions и ABB применили свой опыт и извлеченные уроки для разработки подводной системы сжатия нового поколения, SCS 2.0, для разработки новых месторождений, в том числе Янс-Ио. Компаниям удалось сохранить свои основные команды и компетенции в условиях кризиса, который уже начался, когда Асгард начал работу.

По словам Ниборга, «основная цель программы SCS 2.0 состояла в том, чтобы снизить стоимость, размер, вес, сложность, время доставки, а также потребность в тяжелых грузовых работах, сохраняя при этом основные функциональные возможности и надежность конструкции». Он сказал: «Выполненные инженерные работы показали, что система SCS 2.0 способна снизить более чем на 50% общего размера и веса».

«Возьмем, к примеру, модуль компрессора, используя извлеченный урок - размеры и вес модуля были уменьшены с 294 тонн до 180 тонн. Одним из способов было сделать это путем упрощения прокладки трубопровода модуля и перемещения антипомпажной функции из модуля компрессора. По сравнению с Осгардом количество модулей было уменьшено с 13 до семи на поезд в системе SCS 2.0 ».

Опираясь на опыт Асгарда, альянс Aker Solutions и MAN Energy Solutions ставит своей целью создать настоящую систему сжатия потока в скважине, способствующую увеличению смеси жидкости и газа, поступающей из подводных скважин без использования скруббера и насоса. «Это еще больше сократит размеры, вес и стоимость и, следовательно, сделает высокопроизводительную систему центробежного подводного сжатия еще более привлекательной», - сказал Ниборг.

«Система скважинного потока будет включать блок подготовки потока, подводный компрессор со вспомогательными системами, охладитель и связанные с ним органы управления и высоковольтное оборудование. Необходимость в отдельном насосе для жидкости с его высоковольтным источником питания устраняется, поскольку вся жидкость проходит через компрессор. Таким образом, достигается значительная экономия при уменьшении объема шлангокабеля и высоковольтного источника питания, особенно на больших расстояниях в глубоких водах »

Расходы для Jansz-Io в три раза выше, чем в Асгарде, для чего требуются три компрессора, работающие параллельно от одного скруббера в одной линии. Aker Solutions не смогла поделиться подробностями о подводном следе, но сказала, что потребляемая мощность на поезд в три раза больше, чем у поезда Асгард 11,5 МВт. Станция сжатия Jansz-Io расположена примерно в 140 километрах к северо-западу от берегового терминала на острове Барроу (выход в Осгард был около 40 километров).

Раннее выполнение программы аттестации технологии для глубины воды (1400 метров) и повышенного расчетного давления (285 бар) продолжается с 2017 года.

Цифровой близнец, разрабатываемый для Jansz-lo, позволит реализовать долгосрочное прогнозирующее обслуживание и стратегию оптимизации производительности, уменьшая необходимость вмешательства и снижая эксплуатационные расходы. (Изображение: Aker Solutions)

Ниборг сказал, что проверенная технология Åsgard применяется для Jansz-Io, но с дополнительными уроками, извлеченными из ввода в эксплуатацию и обратной связи от эксплуатации, для поддержки дальнейшей оптимизации, включая снижение затрат на оборудование, сокращение времени доставки, минимизацию операций с тяжелыми лифтами и надежность конструкции для ограничения операций технического обслуживания.

«Подводная компрессия Åsgard была первой в мире подводной компрессией. Философия модульности для Åsgard заключалась в том, чтобы сохранить все основное технологическое оборудование индивидуально извлекаемым со станции, и следствием этого стали отдельные модули для каждого из основных технологических блоков в дополнение к модулю интерфейса катушки. Это дало нам надежную конструкцию, а также значительный вес и размер », - сказал он.

После Осгарда ведущие инженеры сосредоточились на реализации возможностей с низким / нулевым риском, которые обнаруживаются при выполнении и проектировании проекта, Ниборг сказал: «Например, сокращение модулей процесса с семи до трех приводит к значительному сокращению занимаемой площади. компрессорного поезда. Тяжелые лифтовые операции сводятся к минимуму за счет уменьшения веса модулей ».

«Время доставки улучшается благодаря тому, что мы сделали это раньше. Все дело в ноу-хау и опыте команды, а также в силе альянсов, которые мы имеем с ABB и MAN Energy Systems. Мы также фокусируемся на критических субпоставщиках как на непрерывном процессе, а не только на конкретных проектах », - сказал Ниборг.

В дополнение к повышению производительности, еще одним преимуществом подводного сжатия в Jansz-Io является улучшение воздействия на окружающую среду в течение срока службы месторождения. Ниборг сказал: «Приближение компрессора к скважине дает большие преимущества по сравнению с альтернативными решениями (компрессионная платформа или наземное сжатие). Наша обновленная система подводного сжатия может предложить повышенное восстановление, меньшее энергопотребление, устранение оффшорной логистики, отсутствие выбросов или выбросов при меньшем количестве используемого материала. Вес системы Jansz-Io будет значительно ниже на МВт сжатия по сравнению с Åsgard ».

Ниборг сказал, что Aker Solutions разработала набор показателей эффективности, которые будут использоваться для измерения воздействия продуктов и системных решений на окружающую среду в проекте или разработке продукта. В связи с запуском в этом году индикаторы будут включены в проект Jansz-Io для измерения эффективности форсирования, расхода материалов и частоты вмешательства.