用於開發海上油氣田的方法

2023-12-10 12:16:47

專利名稱：用於開發海上油氣田的方法
技術領域：
本發明涉及用於開發海上油氣田的方法。
背景技術：
海上油氣田開發中的最大挑戰之一就是除非通過間接手段，否 則無法觀察到油氣田中出現的油氣藏，這給實地條件的評估帶來了大 量的臆測。在深水海上油氣田中，用來減少開發風險的傳統方法已經 證明是有問題的，從而被迫形成一種開發制度，在該開發制度中，投 資大得多，而且該投資所依據的信息比傳統作決策之前搜集到的信息 少。
油氣田開發所涉及的投資是巨大的，而且易遭受高風險。油氣田 開發通常涉及大量的前期數據搜集以評估該項目的風險，並且涉及工 程學以更好地明確最終得到的產品和所涉及的成本。將油氣田投入開 採的過程包括多個連續的確定步驟。
儘管每個公司稍有差異，但在圖1所示的典型開發過程10中涉及 的步驟包括油氣田的地質勘探(步驟12)、油氣田內的鑽井評估(步驟 14)、確定油氣田開發計劃(步驟16)、執行所述計劃(步驟18)以及使油 氣田運轉(步驟19)。油氣田的地質勘探(步驟12)包括各種初步的地質調 査和稀疏的2D地震工作圖，以及隨後的3D地震勘測。如果前景看好， 則鑽出勘探井。在這個過程中，從所述地震勘測中生成各種油氣藏模 型，然後利用與井結果進行核對的信息來更新。
7一旦鑽出初期的勘探井並且已確認一定量的碳氫化合物，評估鑽 井階段14就開始了。在這個階段，鑽出數個補充井以認清油氣藏並獲 得油氣藏信息。當鑽井時，可以執行各種測井和測試操作以建立合理 的信息來輸入到油氣藏模型，然後該油氣藏模型用於更好地理解各種 重要參數。
一旦油氣藏評估完畢，就確定油氣田開發計劃(步驟16)。該計劃
包括確定要鑽井的數量和位置、將使用何種水面設施、何種立管系統 以及什麼外輸裝置(管線、油輪等)。這些計劃全部基於上述的可能 不完整或不精確的可用油氣藏信息。 一旦確定，就執行該開發計劃(步
驟18)，這包括項目所需的設備和系統的採購和組建。 一旦所需的設備 到位，就可以使油氣田運轉(步驟19)。
在油氣田的運轉(步驟19)期間，油氣田內的條件可能變化或者與 在評估和計劃階段中預測的不完全一致。由於專用於油氣田的大部分 設備和系統被設計和建立為在特定的一組條件下運行，所以，這些條 件的任何變化都可能導致設備在低於最佳效率的效率下運行。
雖然上述過程及相關缺點一般適用於所有油氣田，不論地點或技 術複雜度，但是，存在使這些過程尤其成問題的多種額外因素，如高 壓、高溫、墨西哥灣深水區的鹽下部分。這些因素之一就是，在墨西 哥灣的深水區中，由於目標物的極端深度以及通過覆蓋大面積墨西哥 灣深水區的鹽覆層的地震數據獲取所涉及的複雜性，地震技術明顯較 不可靠。地震勘探的缺陷通常通過鑽出更多的勘探井來彌補，但這不 是一種有吸引力的選擇，因為在這些深水區域鑽井的成本和複雜度是 相當大的。
因此，本發明的實施例涉及用於開發海上油氣田的方法，該方法 尋求克服現有技術的這些及其他局限性。

發明內容
在一個實施例中，本發明的方法包括將先導鑽井和開採浮船部署 到海上油氣田，以鑽出並完成至少一口油井。開始從該至少一口油井 的開採，並估算該至少一口油井的產量。基於所估算的產量來選擇第 二開採浮船，並將其部署到所述海上油氣田上，以替換先導鑽井和開 採浮船，並支持該至少一口油井的開採。
因此，本發明的實施例包括可使海上油氣田的開發以更靈活而經 濟的方式進行的一系列特徵和優點。通過閱讀以下對本發明優選實施 例的詳細描述並參照附圖，本發明的這些和各種其他特徵和優點對於 本領域技術人員而言將更顯而易見。


為了更詳細地理解本發明，可參照附圖，其中
圖1為示出有技術的油氣田開發方法的框圖2為示出根據本發明實施例的油氣田開發方法的框圖3為示出根據本發明實施例的油氣田開發方法的框圖4為模塊化安裝浮船；
圖5示出了用於平臺上層安裝的圖4中的模塊化安裝浮船；
圖6示出了用於安裝水下設備的圖4中的模塊化安裝浮船；
圖7示出了用於安裝吸力錨的圖4中的模塊化安裝浮船；
圖8為先導鑽井和開採浮船的一個實施例的部分示意圖9為三個不同尺寸的浮動平臺的示意圖IO示出了模塊化平臺上層單元的一個實施例；
圖11為模塊化平臺上層單元的布局圖12為具有第一結構的模塊化外輸系統的示意圖13為具有第二結構的模塊化外輸系統的示意圖14為錨泊系統的部分視圖；以及
圖15-21為處於不同開發階段的油氣田的示意圖。
9
具體實施例方式
在以下的描述中，在整個說明書和附圖中分別用相同的附圖標記來標示同樣的部件。附圖不必按比例。本發明的某些特徵可以用誇大比例示出，或者在某種程度上為示意圖形式，並且為了清楚和簡潔起見，常規元件的某些細節可不示出。
如上所述，當前的海上油氣田開發過程旨在使整個項目成本最小化，以在項目失敗的情況下使風險最小以及在項目成功的情況下使利潤最大化。作為替代，本發明實施例尋求通過使在最初幾個開採油井啟動之前必須投入的項目成本最小化來降低風險。這種過程的改進帶來了多種好處，包括將資金的提供延遲到獲取必要信息後，以及在項目擴大時，使用最初的開採收益來彌補項目支出。
現在參照圖2，開發過程20包括勘探海上油氣田(步驟22);同時評估該油氣田、確定開發以及執行項目(步驟24);以及使該油氣田運
轉(步驟26)。在過程20中，勘探步驟22可以利用標準的、預先設計的部件來實施。這些部件能夠從勘探轉換到開採，並獲得關於油氣田潛力的信息以便能評估、確定和初步執行開發計劃(步驟24)。最初安裝的部件然後可以轉換到使油氣田運轉(步驟26)，或者可以由響應於在初步開採過程期間得知的信息而專門選擇的設備代替。
例如，如圖3所示，開發方法30可包括向海上油氣田部署先導鑽井和開採浮船(步驟32)、在該海上油氣田中鑽出並完成至少一口油井(步驟34)。然後，先導鑽井和開採浮船將開始從該至少一口油井的開釆(步驟36)。然後將估算該至少一口油井的產量(步驟38)，以制定該油氣田的運轉計劃。
如果先導浮船不具有支持油氣田運轉的容量，則要基於該至少一口油井的估算產量和運轉計劃來選擇第二浮船(步驟40)。然後，先導浮船被第二浮船替換，以支持該至少一口油井的開採以及油氣田根據運轉計劃的繼續運轉(步驟42)。
如果該油氣田作為大型油氣田運轉(44)，則先導鑽井和開釆浮船可用於鑽補充井，並且它們可以被大型開採和完井單元替換。如果該油氣田作為中等大小的油氣田運轉(46)，則先導鑽井和開釆浮船可用於鑽補充井，並且它們可以被中等大小的開採和完井單元替換。如果該油氣田作為小型油氣田運轉(48)，則先導鑽井和開採浮船可被小型開採單元替換。如果該油氣田作為非常小的油氣田運轉(50)，則鑽出的油井可以回接到遠程平臺。
在油氣田的運轉期間，估算產量，並且如果需要也可以改變運轉計劃。如果需要，在油氣田開發和/或開採過程中，可以向油氣田部署後續的開採浮船52來替換或支持第二開採浮船。例如，可以部署額外的鑽井浮船54、額外的開採浮船56、額外的鑽井和開採浮船58、或者諸如注水單元的額外的檢修平臺60來支持或替換第二開採浮船。另外或者作為替代，第二開採浮船可以升級或改進以更有效地管理油氣田的運轉。
有效並經濟划算地實施此處所描述的開發方法一個關鍵就是使用標準化的部件設計，該標準化的部件設計能夠在一定的條件範圍內調節，且具有允許系統結構分離的模塊化部件，使得這些部件必須特意設計並且可以分開組建。系統也優選包括如下接口，該接口允許各組部件組合成通用預設計的可重用組件，該可重用組件允許各個部件在需要時被移除或替換。模塊化和互換性適用於諸如獨立閥箱的小型部件，也適用於較大部件，例如本身可以被另一個浮動系統替換的浮動
系統。標準化、模塊化的部件和系統包括如下元件錨泊纜線、為快
速安裝錨而設計的錨泊系統、立管部件、船體、平臺上層(topsides)模塊化結構、水下井口、水下控制、水下氣儲存以及外輸接口。一個這種模塊化系統是可配置用於數個子部件和系統的安裝的模
塊化安裝浮船。在美國專利申請No. 11/739,141中描述了一個這種模塊 化安裝浮船，出於所有目的，該美國申請在此通過引用的方式併入。 當計劃大型項目時，可獲得的安裝浮船的容量非常重要，因為能進行 大型深水項目的浮船很少。任何一個大市場在某一時間可獲得的都將 只有一艘或兩艘大型安裝浮船。因此，在那種地理區域裡的所有項目 都必須圍繞浮船的容量進行設計，這通常將推動對平臺上層的甲板、 用於操縱船體的系統、以及錨泊系統和立管系統的部件的結構設計。
圖4中示出一個模塊化安裝浮船的例子。可配置浮船100包括第 一浮橋駁船112、第二浮橋駁船114以及多個互連駁船116。浮橋駁船 112和114各具有布置在其各自內側120上的多個連接構件118，每個 互連駁船116均具有布置在每一側上的連接構件118。連接構件118使 得浮橋駁船112和114可以與互連駁船116以多種結構組裝，使得浮 船100能夠用於支持多種安裝操作。
在一種結構中，如圖5所示，浮船100尤其適於將平臺上層124 浮動安裝到部分淹沒的半潛式船體126上方。平臺上層124放置在浮 船100上，並且運送到半潛式船體126上。半潛式船體126利用船體 的壓載控制系統下降到水中，浮船122在半潛式船體的腿柱之間移動 直到平臺上層124處於合適的位置。 一旦適當定位，船體126就升起 以將平臺上層124託離浮船100。
圖6和7示出浮船100的兩個可能用途，其中該浮船已配備有模 塊化推進器148、升/降系統150以及船員生活區152。模塊化推進器 148定位在浮船144的每個角，並提供安裝操作期間推進和定位浮船所 需的可控的、有方向的推力。升/降系統150鄰近船阱146設置並且可 以是能夠用於將設備降到海底的絞車或基於井架的系統。起重機154 也可定位在浮船144上以幫助處理和行動裝置。船員生活區152為操 作浮船144所需的人員提供操作和居住區域。
12現在參照圖6,浮船100被示出為用於水下井口模塊156的安裝。 浮船100提供了大量的甲板空間用於儲存多個模塊156以及大直徑管 158和水下安裝該模塊所需的其他材料。圖7示出浮船100用於安裝水 下吸力錨160，該水下吸力錨160通常用於海上錨泊應用。由於典型的 錨泊應用將使用很多錨，浮船100的大甲板空間允許該浮船安裝多個 錨而無需再次供應，因此縮短了安裝給定系統的全部錨所需的時間。
與在此描述的開發方法一起使用的另一種浮船是先導鑽井和開採 浮船，其具有鑽井、完成並開採至少一口油井的能力。在如圖8所示 的一個實施例中，先導鑽井和開採浮船260具有大船體，例如吃水深 的半潛式船體262，其容量大約是20,000短噸。該先導鑽井和幵採浮 船可以設計有足以在極端暴風雨的情況下提供良好的舉升特性的載重 吃水，為了開採和鑽井，需要使用豎直張緊的立管系統。鑽井系統和 相關的張緊系統可以設計成在極端颶風和海洋狀況的條件下保持連 接，由此通過允許使用水面防噴器(BOP)而大大簡化鑽井系統。
先導鑽井和開採浮船260的目的是鑽出幾個油井並立即開始開採， 以便加快現金流動彌補支出，以及使用來自開採和井下傳感器的數據 來開始油氣藏評估過程。先導浮船可以租賃給定的一段時間，租賃時 間的長短傾向於至少超過進行以下過程所需的時長鑽最初的油井並 開採所需的保證油氣藏模型能夠適當更新的一段時間以及之後選擇將 用於油氣田開採的浮船。因此，先導鑽井和開採浮船260被設計成能 夠鑽出油井264同時從豎直立管系統266接收產品。先導鑽井和開採 浮船260可以使用諸如水面BOP 268和水面(乾式)採油樹270的水面壓 力控制設備來在鑽油臺處提供壓力控制，因此降低了水下設備的數量 和複雜度，並簡化了維護。水面壓力控制設備還可由額外的海底關斷 閥272補充，該海底關斷閥272可以由獨立控制系統274驅動。
很多情況下， 一旦油氣田開始評估，先導鑽井和開採浮船就將從
13一個項目轉移，並且被第二開採浮船替換。第二開採浮船可能是一系 列平臺中的任一個，例如如圖9所示的那些，包括大型完井和開採單
元162、中等大小的完井和開採單元164以及小型開採單元166。在有 些實施例中，大型完井和開採單元162包括能夠支持100 KBOPD (千 桶油/天)產量的模塊化平臺上層單元168 ，該模塊化平臺上層單元168 布置在具有20,000短噸(ST)容量的大型船體170上。中等大小的完井 和開採單元164可包括能夠支持40 KBOPD產量的模塊化平臺上層單 元172，該模塊化平臺上層單元172布置在具有10,000短噸容量的中 等船體174上。小型開採單元166可包括能夠支持20 KBOPD產量的 模塊化平臺上層單元178，該模塊化平臺上層單元178布置在具有3,000 短噸容量的小型船體180上。
模塊化平臺上層單元可以用來確保能夠適應特定油氣田的變化的 過程需求。不僅應預料到單個油氣田的改動，還應在對油氣藏的了解 發生變化時以及當浮船從一個油氣田重新部署到另一個油氣田時預料 到改動。現在參照圖10，模塊化平臺上層單元182包括中心基部184, 該中心基部184提供強度並且提供如下支架，該支架支撐所述基部的 每一側上的開式結構的棚架186，以支撐模塊188。模塊188可以配 置為如下數個種類中的一種，包括生活區模塊、工具(utility)模塊、 開採模塊、化學注入模塊、油井控制模塊以及外輸模塊。為了將合適 的設備裝配到規定位置，給定的應用可以在每個種類中具有多個模塊。 每個模塊都組織成自支持系統，該自支持系統能夠分別建立和升起， 然後結合成用於所有工具的中心環總成。
現在參照圖ll，示出了平臺上層單元190的一個實施例的平面圖。 平臺上層單元190包括鑽井模塊192、發電機模塊194、工具模塊196、 生活區模塊198以及開採模塊200。事先設計普通的結構以確保系統的 合理分離以及可能的最簡單接口。在設計中預先考慮了各種不同的操 作，包括單個模塊內設備的替換、整個模塊的替換，以及整個平臺上 層單元的替換。通過將最可能需要替換或改動的設備定位在設施外面或者定位在 起重機最容易到達的區域並通過用開放式空間框架布置結構建立各個 模塊組件使得能容易接近設備來提供單個設備的替換。在海上或者在 造船廠，模塊和基部機構之間的結構性連接優選配置成允許單個模塊 被整體替換。各個模塊可以使用安裝在基部結構上的井架駁船或起重 機升起，並轉移到駁船或其他地方。在某些情況下，想要的改動可能 非常大，以至於在將其重新安裝到浮動系統上之前將整個單元拆卸並 將其轉移到岸上可能更方便。這可以通過使浮船壓載下沉並使平臺上
層浮離到模塊化安裝浮船上來完成。
海上油氣田開發的另一重要組成部分是用於將從海上油氣田開採 的碳氫化合物外輸到陸上精煉廠或其它生產設施的系統。現在參照圖
12、 13，模塊化外輸設施210包括大直徑的立管212，該立管212經由 水下接頭213和水下跨接線215從水面生產設施214連接到水下外輸 總成216，所述水下接頭213和水下跨接線215提供從水面生產設施的 流體流通和控制。水下外輸總成216在油氣田整個開採期都將停留在 位置上，並且能夠根據在開發的每個階段發現的需求連接到各種不同 的外輸設施。
在某些情況下，例如開採的早期階段，提供水下油氣儲存罐218 以儲存所開採的油氣。提供水面浮筒220以將所儲存的油氣外輸到用 於裝運的卸貨油輪。水下儲存罐218為模塊化單元，其連接到具有閥 支路224的主外輸管線222。因而，如果在需要的情況下能夠增加更多 儲存罐，則提供完全可擴展的系統。
現在參照圖13，管線系統226能夠用作圖12中的罐系統的替換或 替代物。管線系統226可包括初始氣管線228和初始油管線230，所述 管線可以是小直徑管線以支持少量油井的開採。當油氣田擴大並且開 採更多的油井時，則能夠增加額外的、大直徑管線232、 234來提高外輸能力。
現在參照圖14，用於平臺238的彈性錨泊系統236包括導纜器240、 頂部錨鏈242、頂部錨鏈連接器244、聚酯索246、底部錨鏈連接器248、 底部錨鏈250以及錨252。將錨泊系統236配置為易於通過利用底部錨 鏈連接器248重新部署，該底部錨鏈連接器248允許幾乎全部錨泊纜 線斷開。由於纜線掛載在平臺238上，所以優選使用聚酯索246或其 它輕質材料，並且，系統236的容量並不隨著水深而明顯變化，從而 增強了系統的靈活性。
上述各種大小的浮船和平臺被設計成使用相同的纜線尺寸和錨泊 系統，雖然較大的浮船可能比較小的浮船需要更多錨泊纜線。使用這 個系統，如果較大浮船被較小浮船替換時，錨泊系統的大部分都能夠 停留在位置上。由於預期的錨泊載荷取決於地點，所以特定的浮船可 能在一個地點比另一地點需要更多的錨泊纜線。為此，可將浮船設計 成能夠容納在最壞的預期設計條件下所需數量的纜線，雖然在給定的 應用中可能部署較少的纜線。
之前描述的系統以及本領域已知的其它系統可以用於油氣田的開 發中，如參照圖3所描述的。現在參照圖15-21，其中示出了示例性油 氣田的開發。在任何鑽井或油氣田開發行動之前，諸如參照圖4-7描述 的浮船的安裝浮船能夠安裝很多海底設備，以使鑽井和開採浮船能夠 專注於鑽井以及其它關鍵路逕行動。安裝浮船可以事先安裝錨302以 及錨泊系統的其它部件。在鑽井和開採浮船到達之前，安裝浮船也可 以將水下油井320、 322設定在適當位置，為豎直立管307設定錨固位 置，並將跨接線306靠近最終位置布置。水下控制系統的部件也可以 安裝在適當位置上，所述水下控制系統的部件包括(水下控制管纜接 點組件)SUTA 308、第一分配箱310和控制管纜326。
一旦先導鑽井和開採浮船到位，鑽井隔水立管就開始運行並且先
16導鑽井和開採浮船使用該鑽井隔水立管鑽出第一油井320。當油井320 已鑽出但沒有完成時，第二油井322的上部井眼被鑽到能夠設置井口 的程度，然後鑽井隔水立管被置於第二油井的井口上。然後，完井立 管開始運轉並連接到第一油井320上使得第一井能夠完成。鑽井隔水 立管和完井立管能夠獨立運行，或者完井立管可以在鑽井隔水立管內 運行。 一旦完成第一油井，它就通過運行從浮船連接到第一油井320 的豎直開採管柱進入開釆模式。在水面上，開採管道終止於水面採油 樹，其允許初步關斷。此時，可以從第一油井320開始開釆。 一旦第 一油井320投入開採，先導鑽井和開採浮船就開始對第二油井322進 行鑽井、完井並使其投入開採。圖16示出了頭兩口油井在鑽井操作期 間的油氣田布局圖。
如圖17所示，安裝浮船也能夠安裝模塊化外輸系統的部件，這些 部件可包括外輸系統滑架312、跨接線314、儲存浮船316以及卸油立 管和浮筒318。基於在初始鑽井過程中獲得的各種巖心信息和井下信息 以及在開採期間收集的實時歷史數據，能夠大大加強對油氣藏的了解。 在得到數月到一年的開採數據後，能夠充分地定義模型，以為將在此 處使用的水面設施提供適當的設計信息。有可能在第二口油井的鑽井 操作期間可以接收到足夠清晰的信息，使得能夠立即設計出良好的計 劃，並且鑽井操作能夠不中斷地繼續進行。然而，如果需要，先導鑽 井和開採浮船能夠回到井網的中心位置一段時間，在此段時間內，在 鑽更多的油井或決定替換初始的浮船之前，能夠對開採液流進行連續 評估。
此時，更新的油井和油氣田開發計劃能夠基於實地測量的油氣藏 狀況來展開，而不是基於不足且有問題的數據。該更新的油氣藏信息 然後能夠用作油井規劃和隨後的設施設計數據的輸入，該設計數據能 夠用於設計最終實地替換鑽井和開採單元的設施。 一旦更好地了解了 油氣藏狀況，油氣田開發計劃者就可能希望使用多種方法中的一種來 繼續油氣田的開發。在一種場景中，油氣田很小並且進行幹預似乎並不合理，但是開 採屬性允許長距離回接。在這種情況下，該油氣田將轉變為兩個油井 的回接，如圖18所示。為了這麼做，所述油井直接聯接到模塊化外輸
系統滑架312。儲存設施316被去除並且重新安置到另一地點。長距離 出油管324和控制管纜326分別連接到模塊化外輸系統滑架312和 SUTA 308。所有的錨泊纜線都能夠去除，並與先導鑽井和開採單元一 起重新安置到另一油氣田。
在另一種場景中，如圖19所示，油氣田為小型的，並且希望進行 幹預或者開採屬性表明可以預先考慮流動保障問題。在這種情況下， 將使用小型開採單元328作為水面開採設施，該水面開採設施停留在 位置上以提供通向油井的入口。儲存設施316被重新安置，並且小直 徑的管線330連接到模塊化外輸系統滑架312。小型開採單元328將放 置在油井320、 322上方，並且將使用先導鑽井和開採浮船所使用的同 一立管系統307。小型開採單元328可優選具有為鋼絲繩和/或連續油 管單元分配的空間，以在需要的時候進行幹預。取決於油氣田的需要， 如果希望，則此浮船可以出售給公司，或者租賃一段有限的時間。
如果證明油氣田有點大，則可能希望鑽出有限數量的補充井332， 如圖20所示。在這種場景中，先導鑽井和開採浮船可以用中等大小的 開採單元330替換，以完全採盡油氣田。該開採單元也可以攜載有完 井和修井機，雖然用於高壓應用，但對於船體容量來說，所需的鑽重 可能太大，這就需要使用較輕形式的幹預裝置，例如連續油管或鋼絲 繩單元。為了實現從先導鑽井和開採浮船到中等大小的開採單元的轉
換，可以進行若干準備步驟以在鑽井動作繼續進行的同時按比例增加 海底結構。
儲存設施被去除並且小到中等直徑的管線334連接到模塊化外輸 系統。在鑽井動作開始之前，額外的分配箱336和額外的跨接線被安裝到海底。鑽井和開釆浮船用於鑽補充井。這些額外部件的安裝可以 使用浮船的表面降低設備完成，或者替代地，可以使安裝浮船回到位 置來執行這些操作。對於此應用，可能需要較少的錨泊纜線，因為開 採浮船與先導鑽井和開採浮船相比尺寸較小，因此，能夠由安裝浮船 去除任何不必要的纜線。
在另一種場景中，如圖21所示，油氣田為大型的並且需要大型開 採單元。在這種情況下，可能希望進行修井和完井動作。因此，平臺 上層將被設計成用於更有限的一組優選僅具有修井和完井能力的鑽井 設備以及大型開採設施。在這種場景中，在大型開採單元到達之前， 能夠通過先導鑽井和開採浮船來鑽出補充井。當油井被鑽出並完成時， 它們可以開始開採直到先導鑽井和開採浮船的極限。 一旦大型開採單 元到位，它就能連接到現有的錨泊系統和正開採的井上。可以安裝額 外的外輸管線以提供額外的外輸能力。優選地，第二浮船能夠租賃或 出售給客戶。
在可使用大型開採單元的油氣田中，可能希望在鑽井完成之前開 始升級的開採。在這種情況下，開採單元能夠在完全沒有任何鑽機的 情況下建立並且能夠定位在先導鑽井和開採單元附近，該先導鑽井和 開採單元將保持在位置上。先導鑽井和開採浮船將只負責鑽井過程， 而大型開採單元將負責所有其它動作。在這種情況下，控制系統分配
箱將停留在海底，但是SUTA和控制管纜將從開採單元而非鑽井單元 開始運行。MES將停留在其原始位置上，並且能夠增加額外的大直徑 外輸管線並使其輸入跨接線從先導鑽井和開採浮船重新定位到開採單 元。另外，現有的井也能夠連接到該大型開採單元上。將必須為該大 型開採浮船安裝新的錨泊系統。
結合上面所列出的任一種場景，可以在開採過程中確認額外的油 氣藏需求，例如對額外的水、氣或者化學注入、或者任意種類的設備。 在這種情況下，額外的設備可以增加到現有的設施上，或者它可以部
19署在大小與上述小型開採浮船相似的新的小型單元上。由於此設備能 夠在以後添加，所以它不需要設計在初始開發計劃中，因此將資金需 求延遲到獲得信息之後。
有經驗的從業者將注意到，此系統中相互作用的彈性部件和技術 可以以各種各樣的方式使用以適應逐步形成的對油氣藏的了解，並且 它們能夠相對容易地處理在深水油氣田開發中發現的幾乎所有實際應 用。因此，所介紹的系統是用於油氣田開發的彈性可擴展結構，其允 許對現有決策模式進行改動。此處描述的方法提供了海底設備和水面 設備的分離設計。因此，對設施進行重新部署以及用更合適的單元替 換初始設施更簡單。
本發明的優選實施例涉及用於開發海上油氣田的裝置。本發明可 以有不同形式的實施例。在附圖中示出並且將在此詳細描述本發明的 特定實施例，應理解，本公開內容應當認為是本發明原理的示例，並 非意圖將本發明限制為此處示出和描述的實施例。應當充分意識到， 下面討論的實施例的不同教導可以單獨採用或以任何適當的方式結合 來產生想要的結果。
此處闡明的實施例只是說明性的，並不限制本發明的範圍或其中 的細節。可以理解，在不脫離此處公開的本發明的範圍或者發明構思 的情況下，可以對此處的公開內容進行許多其它修改和改進。由於可 以在此處教導的發明構思的範圍內作出許多改變的、不同實施例，包 括之後想到的等同結構或材料，並且由於可以根據法律的描述性要求 對此處詳述的實施例進行很多改動，所以，可以理解，此處的細節應 被解釋為說明性而非限制性的。
權利要求
1.一種方法，包括向海上油氣田部署先導鑽井和開採浮船；在所述海上油氣田中鑽出並完成至少一口油井；開始從所述至少一口油井的開採；估算所述至少一口油井的產量；基於所述至少一口油井的估算產量來選擇第二開採浮船；以及向所述海上油氣田部署所述第二開採浮船，以替換所述先導鑽井和開採浮船並支持所述至少一口油井的開採。
2. 如權利要求l所述的方法，其中所述第二開採浮船包括從由以 下模塊組成的列表中選出的至少一個模塊化平臺上層部件工具模塊、 動力模塊、開採模塊、生活區模塊以及鑽井模塊。
3. 如權利要求2所述的方法，其中所述模塊化平臺上層部件是基 於所述至少一口油井的估算產量選出的。
4. 如權利要求1所述的方法，還包括部署模塊化外輸系統，該模 塊化外輸系統允許在不替換所述模塊化外輸系統的情況下用所述第二 開採浮船替換所述先導鑽井和開採浮船。
5. 如權利要求l所述的方法，其中所述先導鑽井和開採浮船包括 水面壓力控制設備。
6. 如權利要求1所述的方法，還包括用所述第二開採浮船鑽出並完成多口油井；估算所述多口油井的產量；以及向所述海上油氣田部署後續的開採浮船，以替換所述第二開採浮 船並支持所述多口油井的開採。
7. 如權利要求6所述的方法，還包括部署模塊化外輸系統，該模 塊化外輸系統允許在不替換任何水下設備的情況下用所述後續的開採 浮船替換所述第二開採浮船。
8. 如權利要求6所述的方法，還包括將所述第二開採浮船重新安 置到另一海上油氣田。
9. 如權利要求l所述的方法，還包括部署一錨泊系統，該錨泊系 統能夠在浮船被移去時停留在位置上，並且能用於被部署到所述海上 油氣田的另一浮船。
10. 如權利要求l所述的方法，還包括 在海底部署模塊化外輸系統；以及 將所述至少一口油井聯接到所述模塊化外輸系統。
11. 如權利要求IO所述的方法，還包括將現有的油井聯接到所述 模塊化外輸系統，其中所述現有的油井不是由所述先導鑽井和開採浮 船或所述第二開採浮船鑽出的。
12. 如權利要求1所述的方法，還包括部署豎直立管以支持所述 至少一口油井的開採。
13. 如權利要求1所述的方法，還包括向所述海上油氣田部署安 裝浮船，其中所述安裝浮船可操作為安裝錨泊纜線、錨、海上回接、 模塊化外輸系統、出油管、跨接線以及其它與鑽井無關的水下任務。
14. 如權利要求1所述的方法，還包括將所述第二開採浮船聯接 到現有的油井，該現有的油井不是由所述先導鑽井和開採浮船或所述 第二開採浮船鑽出的。
15. —種方法，包括在海上油氣田中鑽出並完成第一油井，其中所述第一油井由先導 鑽井和開採浮船鑽出並完成；使用所述先導鑽井和開採浮船來開採所述第一油井； 估算所述第一油井的產量；利用對所述第一油井產量的估算來制定所述海上油氣田的開發計 劃；以及利用第二開採浮船來開發所述海上油氣田，所述第二開採浮船是 根據所制定的所述海上油氣田的開發計劃而選出的。
16. 如權利要求15所述的方法，其中所述第二開採浮船包括從由 以下模塊組成的列表中選出的至少一個模塊化平臺上層部件工具模 塊、動力模塊、開採模塊、生活區模塊以及鑽井模塊。
17. 如權利要求16所述的方法，其中所述模塊化平臺上層部件是 基於至少一口油井的估算產量而選出的。
18. 如權利要求15所述的方法，其還包括部署模塊化外輸系統， 該模塊化外輸系統允許在不替換所述模塊化外輸系統的情況下用所述 第二開採浮船替換所述先導鑽井和開採浮船。
19. 如權利要求15所述的方法，其中所述先導鑽井和開採浮船包 括水面壓力控制設備。
20. 如權利要求15所述的方法，還包括 用所述第二開採浮船鑽出並完成多口油井； 估算所述多口油井的產量；以及向所述海上油氣田部署後續的開採浮船，以替換所述第二開採浮 船並支持所述多口油井的開釆。
21. 如權利要求20所述的方法，還包括部署模塊化外輸系統，該 模塊化外輸系統允許在不替換任何水下設備的情況下用所述後續的開 採浮船替換所述第二開採浮船。
22. 如權利要求20所述的方法，還包括將所述第二開採浮船重新 安置到另一海上油氣田。
23. 如權利要求15所述的方法，還包括部署一錨泊系統，該錨泊 系統能夠在浮船被移去時停留在位置上，並且能用於被部署到所述海 上油氣田的另一浮船。
24. 如權利要求15所述的方法，還包括 在海底部署模塊化外輸系統；以及 將至少一 口油井聯接到所述模塊化外輸系統。
25. 如權利要求24所述的方法，還包括將現有的油井聯接到所述 模塊化外輸系統，其中所述現有的油井不是由所述先導鑽井和幵採浮 船或所述第二開採浮船鑽出的。
26. 如權利要求15所述的方法，還包括部署豎直立管以支持至少 —口油井的開採。
27. 如權利要求15所述的方法，還包括向所述海上油氣田部署安 裝浮船，其中所述安裝浮船可操作為安裝錨泊纜線、錨、海上回接、 模塊化外輸系統、出油管、跨接線以及其它與鑽井無關的水下任務。
28. 如權利要求15所述的方法，還包括將所述第二開採浮船聯接 到現有的油井，該現有的油井不是由所述先導鑽井和開採浮船或所述 第二開採浮船鑽出的。
29. —種方法，包括開始從海上油氣田中的第一油井的開採；通過估算所述第一油井的產量來制定所述海上油氣田的開發計 劃；以及利用模塊化開採浮船來開發所述海上油氣田，所述模塊化開採浮 船具有根據所制定的計劃而選出的構造，其中在所述海上油氣田的開發期間，所述模塊化開採浮船的構造能夠變化。
30. 如權利要求29所述的方法，其中所述模塊化開採浮船包括從 由以下模塊組成的列表中選出的至少一個模塊化平臺上層部件工具 模塊、動力模塊、開採模塊、生活區模塊以及鑽井模塊。
31. 如權利要求29所述的方法，其中所述模塊化平臺上層部件是 基於至少一口油井的估算產量而選出的。
32. 如權利要求29所述的方法，還包括向所述海上油氣田部署安 裝浮船，其中所述安裝浮船可以安裝錨泊纜線、錨、海上回接、模塊 化外輸系統、出油管、跨接線以及其它與鑽井無關的水下任務。
33. 如權利要求29所述的方法，還包括將所述第二開採浮船聯接 到現有的油井，該現有的油井不是由所述先導鑽井和開採浮船或所述 第二開採浮船鑽出的。
全文摘要
用於開發海上油氣田的方法，該方法包括向海上油氣田部署先導鑽井和開採浮船，以鑽出並完成至少一口油井。開始從所述至少一口油井的開採，並對所述至少一口油井的產量進行估算。基於所估算的產量來選擇第二開採浮船，並向所述海上油氣田部署該第二開採浮船，以替換先導鑽井和開採浮船並支持所述至少一口油井的開採。
文檔編號E21B43/01GK101675211SQ200780051109
公開日2010年3月17日 申請日期2007年12月7日 優先權日2006年12月8日
發明者愛德華·E·霍頓三世, 詹姆斯·V·馬厄 申請人:Agr深水發展系統股份有限公司