碳氢化合物生产 本发明涉及一种烃生产方法。 更具体地,本发明涉及一种从海底碳氢化合物储备中生产碳氢化合物流体的方法。 在给定的海底碳氢化合物储量(有时称为碳氢化合物资产)的生产寿命期间,由于碳氢化合物和其他流体从其中去除,在没有预防措施的情况下储量内的压力降低。 碳氢化合物储层中的压力随时间的降低进而导致连接到储层并从中生产碳氢化合物流体的井口的压力降低。 在这种情况下(即缺乏预防措施)压力的降低将(如本领域所理解的)导致生产率降低,这是不希望的。 此外,降低压力是不希望的,因为产出流体中的压力用于将流体输送到顶部以供进一步处理、运输和使用。 因此,传统上,为了避免储层中/井口处的压力降低,使用水和/或气体的注入来维持储层内的压力,从而维持井口的压力。 这又保持从生产井中移除的流体的高生产率并且进一步确保产出的流体可以被输送到顶部。 以泵送或其他方式形式的人工举升可以存在于特定的生产现场并用于支持注入以帮助输送产生的流体上部。 如果从生产开始就知道在给定储量下注入本身不足以输送流体上部,则使用恒定程度的人工举升。 注射是能源密集型的,并且与大量的“碳足迹”相关,这反过来导致整个生产过程具有大量的“碳足迹”。 因此,希望降低整个生产过程的能源密集度,从而减少生产过程的“碳足迹”。 此外,注入压力限于最大压力,高于该最大压力将在储层中形成裂纹。 众所周知,这种对储备的不可逆损坏是不利的,因此在使用注入时储备压力保持在该水平以下。 考虑到对注入压力的这种限制,通过使用注入可以实现的生产率也受到限制,因为传统的生产率直接取决于 注射。 因此需要能够提高生产率的生产工艺。 根据本发明的第一方面,提供了一种在海上生产设施生产碳氢化合物的方法,包括:a)从与海底碳氢化合物储备连通的海底井口生产碳氢化合物流体; b)通过所生产的碳氢化合物流体的压力将所生产的碳氢化合物流体输送至上部结构; c)在步骤a)期间允许在井口处产生的烃流体的压力下降,这是由于从中生产烃流体导致的烃储量压力下降的结果; d)通过引入或增加采出烃流体的人工举升来补偿采出烃流体的下降压力以确保采出流体被输送至上部结构。 本发明的第一方面允许并且实际上要求井口处和储备处的产出流体的压力下降。 这与油田普遍持有的偏见相反,据了解,在储层/井口处,必须通过向储层注入流体来维持高压,以确保采出液的高生产率和 以确保产出的流体被输送到顶部结构(可能有辅助人工举升)。 发明人已经意识到,通过允许井口压力下降,从而避免或至少最小化对注入的依赖,可以实现显着且有利的能源节约,从而显着且有利地减少生产过程的碳足迹 . 如上所述,流体注入是一种能源密集型过程,因此,由于在能源生产中使用的碳氢化合物,与大量的碳足迹相关联。 此外,在使用注入的给定储量的生产寿命期间,储量中所需碳氢化合物(例如油和/或较重的气相)的比例由于储量中注入流体的增加程度以及鉴于 碳氢化合物被去除。 因此,从储层开采的流体中所需碳氢化合物的比例在储层的生产寿命期间类似地下降,直到注入流体基本上循环进出储层的点。 尽管正在生产的流体中所需碳氢化合物的比例有所下降,但用于从储层中生产流体的注入量仍然很高 然而,能源密集型。 因此,生产的所需碳氢化合物与其生产的能量输入(以及由此排放的二氧化碳)的比率在井的生产寿命期间下降。 通过允许井口处的产出流体的压力响应于从储层中移除的流体而下降,可以避免注入到碳氢化合物储层,或者至少在第一方面的方法中最小化。 也就是说,在该方法的步骤c)中,避免、减少和/或最小化了对碳氢化合物储层的注入,这又允许实现由于从中生产碳氢化合物流体而导致的碳氢化合物储层压力下降。 如果在生产碳氢化合物时不避免、减少和/或最小化注入,则不能实现降低的碳氢化合物储量压力,因为注入的流体必然保持(或什至增加)第一层的压力。 鉴于不存在或至少减少/最小化注入,生产方法的能源密集度显着降低并且碳足迹大大减少。 虽然避免注入在节能方面是有利的,但如果没有这种预防措施(并且在没有任何进一步的补偿措施的情况下)来维持产出流体内的压力,最终压力会下降,使得产出流体将无法 被传送到上层。 为了解决这个问题,发明人已经意识到可以引入(如果以前不存在)或增加(如果以前存在)采出液的人工举升,以补偿井口处下降的压力,从而补偿下降的流体压力 从井口发出。 人工举升本身并不是一项新措施。 然而,在现有技术中,人工举升被用作恒定支撑以在给定储量的生产开始时为采出液提供举升。 现有技术中没有公开在给定储量的生产已经开始之后引入人工举升或响应于井口处产出流体的下降压力而增加人工举升的程度。 发明人已经意识到,通过引入/增加人工举升的程度来补偿井口处生产流体的下降压力(这是允许发生的),生产流体仍然可以被输送到顶部,同时仍然可以显着节省能源(和 从而减少生产过程的碳足迹)。 与引入/增加的人工举升相关的能量以及输送所产生的流体上部所需的能量与相比显着减少 到与注入相关的能量,否则(并且通常)需要用于输送流体上部。 因此,第一方面的发明在于认识到,通过允许井口处采出液的压力下降,并通过引入或增加采出液的人工举升至必要的程度来补偿该井口压力的下降。 确保流体按要求输送到顶部,这样生产过程就可以大大减少对注入的依赖,从而显着减少碳足迹。 此外,已经认识到,与依赖储备注入的现有技术生产工艺相比,通过引入或增加所生产的烃流体的人工举升并减少或避免对注入的依赖,可以实现提高的烃流体生产率。 如上所述,注入被限制到最大压力,因为高于该最大压力可能会发生对储量的损坏。 因此,鉴于储量的生产率完全依赖于注入直接取决于注入压力,因此此类储量的生产率是有限的。 然而,使用第一方面的方法可达到的生产率不以相同方式限制。 这是因为第一方面的方法中采用的人工举升不会增加储层内的压力(相反,它实际上会降低井内的压力)。 因此,限制基于注入的生产方法的最大压力与第一方面的方法无关。 因此,第一方面的方法可以任选地用于以比通过在最大压力或接近最大压力下注入可实现的速率更大的速率从井中抽取采出液。 可选地,人工举升仅(或基本上仅)引入/增加到确保所生产的流体按需要输送到顶部的程度。 备选地,可以利用超过确保产出流体被输送到顶部所需的人工举升的盈余。 例如,需要最大化生产率的地方。 然而,即使在这种情况下,与人工举升相关的能量输入与用于此目的的注入相比也必然会显着减少。 可选地,如上所述,不发生向碳氢化合物储备中的流体注入。 因此,可以大大降低生产过程的能源密集度和碳足迹。 可选地,该方法可以包括e)在步骤a)期间将流体注入碳氢化合物储层以减轻碳氢化合物储层压力的下降,但同时仍然允许发生下降。 这是因为,在一些情况下,不可能完全省略注入的需要同时仍然确保所生产的烃流体被输送到顶部或同时仍然确保期望的生产率。 因此,第一方面的方法可以利用注入,但是比传统布置的程度更小。 可选地,注入可以仅被使用到确保产出的流体可以被输送到顶侧结构绝对必要的程度。 也就是说,该方法可以包括在步骤e)中最小化流体的注入,同时仍然确保产出的流体被输送到顶侧结构。 肯定不会使用注入来完全防止由于从那里产生烃类流体而导致的储备处的压力下降。 如果使用注入,它只会被用来减少压力下降的程度,其余的压力下降由人工举升提供补偿,如上所述,人工举升的能量消耗远低于注入。 引入或增加人工举升可包括引入或增加所生产的烃流体的泵送。 碳氢化合物采出液的泵送可由海底泵提供。 泵可以在生产开始之前安装,即步骤 a)。 然而,该方法可替代地包括在该方法的步骤d)之前但在该方法的步骤a)之后安装海底泵 第一方面的方法可以包括f)一旦采出液的压力下降到第一预定水平以下,就使用海底分离器分离采出液。 在步骤c)中井口处产生的流体的压力下降。 虽然这是有利的,因为它允许避免(或减少)能量密集型注入,但如果产出流体的压力降低到足够大的程度,它也可能是有问题的。 如本发明领域已知的,所生产的烃类流体通常包含多种成分的混合物,包括油相、烃类气相和水。 还如本领域已知的那样,包含烃气相和水的流体易于形成水合物,尤其是当所述流体的压力足够低时。 水合物是冰状结晶 固体,当在碳氢化合物生产设备和相关管道/管道中形成时,会导致不希望出现的堵塞和损坏。 如果允许采出液的压力充分下降,可能会出现另一个问题,即采出液中某些较轻的相会发生“沸腾”(即快速蒸发),这对生产设备来说又是一个问题 以及相关的导管和管道。 本发明的第一方面的方法可以任选地通过如上所述引入海底分离来处理这些问题,至少一旦产出流体的压力下降到低于第一预定水平。 可以选择该第一预定水平以避免水合物形成和/或避免相从产出流体中蒸发(即沸腾)。 该方法可包括响应于井口处产出流体的下降压力而降低海底分离器的压力。 以这种方式,尽管压力下降,但仍能够分离所生产的烃类流体。 步骤f)中的分离可包括将水与所生产的烃流体分离。 通过分离海底水,可以避免人工将水提升到顶部,因为水可以在海底丢弃或利用(例如用于注入目的)。 因此,可以减少将碳氢化合物流体人工提升到顶部所使用的能量,并且还可以进一步减少整个生产过程的碳足迹。 任选地,该方法的步骤f)可以包括将产生的烃流体分离成气相和油相。 这可以附加于或替代如上所述的水分离而发生。 气相与油相的分离可发生在两相分离器中,或者当水分离也发生时,可发生在三相分离器中。 如果任选地采用水和气体分离,它们不需要在三相分离器内发生,而是可以在一系列连续的两相分离过程中发生。 海底泵可以在油相分离后为油相提供人工举升 气相在其分离之后可能不需要人工举升以将其输送至上部结构。 分离气体的固有压力可能足以将其自身输送到顶部。 或者,气相可能需要人工举升以将其输送到上层结构,或者它可能最初不需要人工举升以将其输送到上层结构,但随着分离气相的压力降低可能需要人工举升随着时间的推移,对于 例如,由于分离器中的压力降低。 因此,该方法可以包括,当气相的压力下降到低于第二预定水平时,引入海底压缩机以向气相提供人工举升。 该方法的步骤c)可以通过控制与海底井口相关联的节流阀的开度来控制。 本发明的上部结构可以是任何结构,其通常位于生产设施内的上部(即,海平面以上或海平面上),并且将从中接收产出的碳氢化合物流体。 例如,上部结构可以是海上平台,例如生产平台或船只。 本发明的一个实施例将仅通过示例的方式并参考附图进行描述,其中: 图1是实施根据本发明的一个实施方案的碳氢化合物生产方法的海上生产设施的示意图。 图 1 描绘了位于海上油气储藏区的海上生产设施 1。 生产设施包括多个生产井3,每个生产井与相应的井口5相关联。井口5每个都连接到公共集管7,集管7又连接到两相海底分离器9。海底分离器9具有 连接到气体立管11的第一出口和连接到海底泵13的第二出口,其本身具有连接到液体立管15的出口。气体立管11和液体立管15从海底分离器9和泵13延伸, 分别连接到图 1 中虚线表示的海上生产平台 17。 '生产平台 17 包括两个连续的分离器 19a、19b。 泵25连接到第二分离器19b的第二出口。 管道将液体立管15连接到第一顺序分离器19a的入口。 生产平台还包括五个顺序压缩机21a-21e,脱水单元23位于第四个顺序压缩机21d和第五个顺序压缩机21e之间。 管道将升气管11与第四压缩机21d的入口连接起来。 第一分离器 19a 的第一出口供给通向第三压缩机 21 入口的导管,而第一分离器 19b 的第二出口供给 导管通向第二分离器19b的入口。 第二分离器19b的第一出口供给通向第一压缩机21a的入口的导管。 在使用中,在碳氢化合物生产设施 1 处从多个生产井 3 生产流体。流体流向井口 5,然后传递至集管 7。从集管 7,产出的碳氢化合物流体进入海底 分离器 9. 海底分离器9是二相分离器,将流体分离成烃气相和包含油相的液相。 气相从海底分离器9出口到气体立管11,在那里它流到生产平台17并进入第四压缩机21d的入口。 液相从海底分离器 9 出口,在那里它被传递到海底泵 13。海底泵对液相充分加压,使得它可以通过液体立管 15 输送到海上生产平台 17 并进入 第一隔板19a。 在生产平台上,使用分离器19a、19b发生液相的多个顺序分离过程。 气体在这些分离过程中被抽出,并被送入第三个 21c 和第一个 21a 压缩机,具体取决于气体分离的阶段。 包括油相的液体产品从第二分离器 19b 的第二出口排出,并被转移到泵 25 进行加压,从而可以根据需要进行输送 另外,在生产平台17上,使用压缩机21a-21d发生气相的多个顺序压缩过程。 在到达最后的第五个压缩机之前,气体通过脱水单元 23 进行脱水。然后气体被传送到最后的压缩机 21d,然后被输送到其他地方使用(例如用作注入井中的注入流体) ). 当流体从井3中产生时,产生流体的储层中的压力下降。 响应于此,通过控制与井口 5 相关联的节流阀(未示出)的打开,允许从井口 5 流出的流体的压力下降。这又导致气相和液体的压力 来自海底分离器 9 的相输出也下降。 为了补偿由于井口5和储备处的压力下降而导致的产出流体的压力下降,增加海底泵13的泵送程度。 这样一来,减压 从海底分离器9输出的液相可以被充分再加压以将其输送到海上平台17的顶部。 除了响应下降的井口5压力增加海底泵13的泵送程度之外,海底分离器9的压力也可以降低以匹配井口5下降的压力,从而继续实现其中流体的分离。