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Stones油田是一座超深水、超深層、低滲、高溫高壓、鹽下油田；

Stones油田是世界水深最深的獨(dú)立開發(fā)油氣田；

油田中的Turritella FPSO是世界上作業(yè)水深最深的浮式生產(chǎn)設(shè)施；

FPSO上的單點(diǎn)浮筒是世界上最大的可解脫單點(diǎn)浮筒；

FPSO懸掛的立管是世界上作業(yè)水深最深的剛懸鏈立管；

Stones油田的順利投產(chǎn)開拓了人類海洋油氣開發(fā)的新深度~~

一、氣田概述

Stones油田位于美國墨西哥灣中部海域Walker Ridge區(qū)域，WR508區(qū)塊，距美國新奧爾良市322km，平均水深2919m，油藏平均埋深約6000m（水面以下）。Shell為油田作業(yè)者，獨(dú)立擁有油田的全部開發(fā)權(quán)益。

Shell 100% 英荷殼牌石油公司

油田預(yù)計(jì)凝析油2P儲量2億桶，天然氣2P 儲量50bcf。

二、開發(fā)歷程

2005年4月，Shell獲得油氣發(fā)現(xiàn)；

2012年3月，Shell與SBM簽訂合作框架協(xié)議，SBM將為Shell提供一座中型FPSO租用及運(yùn)維合同；

2013年5月，項(xiàng)目通過FID（最終投資決定）

2013年5月，F(xiàn)MC Technologies獲得水下采油樹及管匯供貨合同；

2013年6月，目標(biāo)油輪抵達(dá)新加坡吉寶船廠，改造施工開始；

2013年7月，SBM獲得為期10年的FPSO運(yùn)營總包合同；

2013年8月，Technip獲得油田DC1與FPSO之間的海管及立管的EPCI合同；

2013年9月，Keppel Shipyard Ltd獲得FPSO改造合同；

2015年7月，SBM以5.9億美金將TurritellaFPSO 45%的權(quán)益出售給Mitsubishi (30%) 和NYK Line (15%)；

2015年8月，OneSubsea獲得水下泵及控制模塊合同

2015年10月，Technip獲得兩個(gè)鉆井中心之間的海管、管線終端及樁基的EPCI合同。

2015年11月，Turritella FPSO完成改造，駛離新加坡吉寶船廠；

2016年1月，Turritella FPSO抵達(dá)油田所在海域；

2016年9月，Turritella FPSO投產(chǎn)；

2017年7月，Shell宣布以10億美金收購Turritella FPSO。

三、工程模式

油田采用“FPSO+水下生產(chǎn)系統(tǒng)”的工程模式進(jìn)行開發(fā)。

油田產(chǎn)出原油經(jīng)水下管匯流經(jīng)海管立管匯集到FPSO進(jìn)行處理，合格原油經(jīng)穿梭油輪輸送到德克薩斯和路易斯安娜的煉廠，合格天然氣經(jīng)8寸天然氣外輸管線接入附近35千米處的已建天然氣主管線（Enbridge WRGS）上岸。

四、主要設(shè)施

主要生產(chǎn)設(shè)施包括：

◆ FPSO：1艘；

◆ 水下生產(chǎn)系統(tǒng)：2個(gè)管匯，8棵采油樹等；

◆ 生產(chǎn)外輸管線：2根生產(chǎn)管及立管，2根臍帶纜等。

五、蛋糕分配

1. 鉆井

由Transocean和Noble Drilling獲得。

2. FPSO

SBM負(fù)責(zé)FPSO的設(shè)計(jì)、采辦、建造和運(yùn)維；

新加坡吉寶船廠負(fù)責(zé)Turritella FPSO船體、浮筒及內(nèi)轉(zhuǎn)塔建造和總裝；

Exterran Offshore Pte Ltd和Dyna-Mac船廠負(fù)責(zé)上部模塊建造；

Heerema MarineContractors負(fù)責(zé)單點(diǎn)系統(tǒng)的海上運(yùn)輸和安裝。

3. 水下生產(chǎn)系統(tǒng)

FMC Technologies提供水下采油樹+管匯；

Oceaneering提供臍帶纜；

Subsea 7負(fù)責(zé)臍帶纜安裝；

OneSubsea提供水下泵及控制模塊。

4. 水下管線

Technip提供生產(chǎn)海管、立管及管線終端（PLET）；

Technip負(fù)責(zé)生產(chǎn)海管、外輸管線及生產(chǎn)立管的安裝。

六、工程設(shè)施簡述

1、FPSO

（1）船體

由服役10年（2003年服役）的蘇伊士級油輪改造而成。

§ 主尺度（長×寬） 274m×48 m

§ 載重量 16萬噸

§ 油處理能力 2.5萬方/年

§ 氣處理能力 4200萬標(biāo)準(zhǔn)立方米/年

§ 油存儲能力 12.7萬方

（2）上部模塊

FPSO上部包括油氣分離系統(tǒng)、氣體處理及壓縮系統(tǒng)、公用系統(tǒng)、電站系統(tǒng)、單點(diǎn)系統(tǒng)等共18個(gè)模塊。

（2）系泊系統(tǒng)

采用可解脫單點(diǎn)系泊系統(tǒng)，單點(diǎn)直徑25m，高25m，重3150噸，是世界上最大的可解脫單點(diǎn)。

§ 3×3內(nèi)單點(diǎn)系泊，每根系泊纜由“鏈-聚酯纜-鏈”組成；

§ 3×3吸力樁錨，直徑10m，長度20~30m，重量140~180噸。

FPSO在新加坡吉寶船廠完成完成。2013年6月，開始改造，2015年11月完成所有改造及碼頭安裝調(diào)試工作，歷時(shí)總計(jì)29個(gè)月。

2.海管立管

項(xiàng)目設(shè)置4條生產(chǎn)海管、1條外輸海管。生產(chǎn)海管主要用于將采出油氣輸送至FPSO，外輸氣管將處理后的天然氣外輸?shù)酵廨敼芫W(wǎng)。

項(xiàng)目設(shè)置2條生產(chǎn)立管、1條外輸立管、預(yù)留兩條立管空間。油田第一次在可解脫單點(diǎn)上使用懶波形鋼懸鏈立管（Steel Lazy Wave Riser簡稱SLWR）。由于FPSO運(yùn)動(dòng)性能較半潛式生產(chǎn)平臺、張力腿平臺（TLP）、單立柱平臺（SPAR）差，鋼懸鏈立管（SCR）難以滿足疲勞要求，單點(diǎn)系泊FPSO一般采用柔性立管。目前，在生產(chǎn)項(xiàng)目中，柔性立管作業(yè)的最大水深為2140m（巴西Lula油田9寸立管），最大壓力為69MPa（墨西哥灣Thunder Horse油田7.5寸立管），最高溫度為130°（巴西Lula油田6寸立管）。Stones項(xiàng)目高溫高壓的油藏特性（（溫度120℃-140℃；壓力：18900 psi ~19800psi））超出了柔性立管在業(yè)界應(yīng)用范圍，為項(xiàng)目的實(shí)施帶來了新的挑戰(zhàn)。Stones項(xiàng)目采用SLWR，通過把常規(guī)的懶波形設(shè)計(jì)創(chuàng)新用于可解脫單點(diǎn)，為油田的開發(fā)提供了經(jīng)濟(jì)可靠的解決方案。油田所處區(qū)域洋流比較大，為了減輕立管的疲勞損傷，設(shè)計(jì)考慮加裝渦激震蕩抑制裝置。

3.水下生產(chǎn)系統(tǒng)

（1）水下管匯

油田設(shè)置2座8槽生產(chǎn)管匯，分別安裝在兩個(gè)鉆井中心。由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鉆井中心1處的管匯基礎(chǔ)采用吸力樁，鉆井中心2處的管匯基礎(chǔ)采用防沉墊。

（2）采油樹

油田采用Shell規(guī)定的加強(qiáng)型深水立式采油樹（Enhanced Vertical Deepwater Tree簡稱EVDT），共8棵。在以往項(xiàng)目中，Shell聯(lián)合FMC開展了可適應(yīng)高溫高壓的EVDT研制，并形成了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對Stones項(xiàng)目開發(fā)創(chuàng)造了條件。

（3）臍帶纜

油田采用2根高壓電動(dòng)液壓臍帶纜和1根靜態(tài)臍帶纜，高壓臍帶纜用于連接FPSO和鉆井中心1，靜態(tài)電纜用于連接兩個(gè)鉆井中心（如表5所示）。為了減輕立管的疲勞損傷，臍帶纜采用緩波形構(gòu)型。

七、小編評述

小編在此拋出關(guān)于這個(gè)項(xiàng)目的幾點(diǎn)看法，供大家參考討論。

1、運(yùn)用成熟開發(fā)模式，減少項(xiàng)目開發(fā)的不確定性

Shell是全球最早使用FPSO進(jìn)行油氣田開發(fā)的油公司，目前在全球擁有7座FPSO在役。TurritellaFPSO是Shell在美國墨西哥灣海域的第一座FPSO，也是美國墨西哥灣進(jìn)行油氣開發(fā)的第二座FPSO。

美國墨西哥灣的第一座FPSO用于Chinook&Cascade油田開發(fā)，2012年投產(chǎn)，巴西國油為作業(yè)者。Chinook&Cascade油田平均水深2500m，位于Stones油田的東北部（如圖8.1-1所示），項(xiàng)目采用“FPSO+水下生產(chǎn)系統(tǒng)”的工程模式，F(xiàn)PSO采用可解脫單點(diǎn)。Chinook&Cascade項(xiàng)目的實(shí)施為Stones項(xiàng)目選用FPSO積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

利用“FPSO+水下生產(chǎn)系統(tǒng)”的工程模式可以減少新建管線，縮短項(xiàng)目建設(shè)工期。Stones油田從FID到投產(chǎn)歷時(shí)3年，附近的Jack/st.Malo油田從FID到投產(chǎn)歷時(shí)4年。

（2）通過模型試驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證優(yōu)化，將風(fēng)險(xiǎn)消滅于源頭

Turritella FPSO平均作業(yè)水深2919m，浮體與立管、系泊纜之間的水動(dòng)力關(guān)系復(fù)雜。為了充分驗(yàn)證FPSO、系泊系統(tǒng)及管纜的水動(dòng)力性能及力學(xué)性能，項(xiàng)目從FEED階段開展了大量數(shù)值分析，并開展了8組模型試驗(yàn)對關(guān)鍵問題逐一進(jìn)行分析驗(yàn)證：

單點(diǎn)水池模型試驗(yàn)3組，包括，單點(diǎn)選型實(shí)驗(yàn)（選擇多種單點(diǎn)型式進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)）；FPSO、單點(diǎn)及系泊系統(tǒng)耦合實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證系統(tǒng)的水動(dòng)力性能）；優(yōu)化驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證系統(tǒng)在優(yōu)化設(shè)計(jì)后的特殊問題）。

FPSO模型試驗(yàn)3組，包括：水動(dòng)力性能試驗(yàn)（驗(yàn)證甲板上浪）；風(fēng)洞試驗(yàn)（獲得風(fēng)力和流力系數(shù)）；拖曳水池實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證拖航操船性能）。

轉(zhuǎn)塔水池模型實(shí)驗(yàn)2組，包括：載荷驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)（測試、驗(yàn)證轉(zhuǎn)塔的受力）；轉(zhuǎn)塔星形架下放式樣（指導(dǎo)安裝作業(yè)）。

常規(guī)FPSO項(xiàng)目一般只要求開展風(fēng)洞試驗(yàn)和風(fēng)浪流耦合實(shí)驗(yàn)各1組。Turritella FPSO項(xiàng)目通過3組風(fēng)浪流水池實(shí)驗(yàn)開展了深水單點(diǎn)選型，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)優(yōu)化及性能驗(yàn)證工作，充分優(yōu)化驗(yàn)證了系統(tǒng)的總體性能；通過3組模型試驗(yàn)獲得了準(zhǔn)確的風(fēng)力及流力系數(shù)，檢驗(yàn)了FPSO在撤離工況下的操縱性；通過2組轉(zhuǎn)塔水池模型實(shí)驗(yàn)提前測試單點(diǎn)在解脫及安裝過程中力學(xué)特性，指導(dǎo)了后期海上安裝作業(yè)。項(xiàng)目將可能的風(fēng)險(xiǎn)在水池中提前進(jìn)行模擬并解決，值得我們借鑒和參考。

（3）選用常規(guī)技術(shù)應(yīng)對惡劣環(huán)境條件，采用新技術(shù)降低費(fèi)用

Turritella FPSO處于墨西哥灣中部海域，平均作業(yè)水深2919m，環(huán)境條件惡劣，颶風(fēng)頻發(fā)，出于安全考慮，Shell決定采用比較常規(guī)的可解脫單點(diǎn)系泊方案，F(xiàn)PSO可抵御100年一遇冬季風(fēng)暴，在遇到颶風(fēng)時(shí)撤離。隨水深變大，立管垂向載荷將大幅增加，可解脫單點(diǎn)方案對水深極為敏感，若用常規(guī)立管設(shè)計(jì)方案，立管載荷將對可解脫單點(diǎn)的設(shè)計(jì)帶來極大挑戰(zhàn)。Stones項(xiàng)目超深水、高溫、高壓的油藏特點(diǎn)超出了現(xiàn)有柔性立管的應(yīng)用范圍。Shell創(chuàng)新性的采用懶波形鋼質(zhì)立管方案，該方案一方面增強(qiáng)了立管對環(huán)境荷載和FPSO運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)性，還縮減了項(xiàng)目開發(fā)投資，降低了項(xiàng)目執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)。

（4）靈活運(yùn)用合作模式轉(zhuǎn)移前期風(fēng)險(xiǎn)

FPSO運(yùn)營采用“先租用后買斷”的模式。項(xiàng)目前期采用租賃方式，與SBM簽訂為期10年的FPSO租賃合同，由SBM融資、建造、運(yùn)營FPSO。投產(chǎn)半年后，Shell買斷FPSO的所有權(quán)，自己持有FPSO所有權(quán)益。由于超深水油田開發(fā)存在很大的不確定性，項(xiàng)目前期采用租賃方案可以有效降低項(xiàng)目執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)及分?jǐn)傌?cái)務(wù)壓力。待油田投產(chǎn)后，根據(jù)開發(fā)情況及對油藏?cái)?shù)據(jù)的認(rèn)識適時(shí)買斷，可以增強(qiáng)對周邊油氣田未來接入方面的靈活性，保證油田開發(fā)效益最大化。此模式可以用于我國邊際油氣田開發(fā)。

（5）邊開發(fā)邊優(yōu)化，穩(wěn)步推進(jìn)油田開發(fā)

項(xiàng)目前期計(jì)劃通過一個(gè)鉆井中心實(shí)現(xiàn)鉆井作業(yè)和油氣生產(chǎn)。由于地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜（油藏位于鹽下），前期鉆井作業(yè)過程中遭遇地層結(jié)構(gòu)問題而停鉆，項(xiàng)目重新設(shè)計(jì)開發(fā)方案，在相距1500m處設(shè)置第二個(gè)鉆井中心。油田開發(fā)分兩期，一期開發(fā)又分前期1a和后期1b，2016~2019年每年投產(chǎn)2口井，邊開發(fā)邊總結(jié)，后投產(chǎn)井的設(shè)計(jì)可根據(jù)投產(chǎn)井參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，方便應(yīng)對突發(fā)情況，降低油田開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。附近的Chinook和Cascade油田在投產(chǎn)前預(yù)測為大型油田，投產(chǎn)后單井衰減快，使得油田后期開發(fā)比較被

八、深度思考

Stones項(xiàng)目進(jìn)一步拓展了人類海洋油氣開發(fā)疆域，創(chuàng)造了多項(xiàng)業(yè)內(nèi)第一。項(xiàng)目的順利實(shí)施，是業(yè)界先進(jìn)技術(shù)和Shell高超管理智慧的結(jié)晶。項(xiàng)目調(diào)動(dòng)了國際一流承包商聯(lián)合開展攻關(guān)，包括鉆井巨頭Transocean、FPSO營運(yùn)巨頭SBM、FPSO建造巨頭Keeple、立管建造及安裝巨頭Technip、水下設(shè)備巨頭FMC等。項(xiàng)目運(yùn)行過程中，Shell對各類新技術(shù)進(jìn)行了充分驗(yàn)證，降低了項(xiàng)目執(zhí)行的不確定性。項(xiàng)目開發(fā)過程采用邊開發(fā)邊優(yōu)化，避免了由于認(rèn)識不足造成的執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)。項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)值得學(xué)習(xí)和借鑒。

以“人”為鑒可以知得失，以“項(xiàng)目”為鑒可以知利弊，而做出最優(yōu)的選擇。僅以此分享給從事海洋油氣開發(fā)的仁人志士，期待國內(nèi)深水油氣的開發(fā)穩(wěn)步向前。

個(gè)人觀點(diǎn)，只做拋磚引玉，難免偏頗，歡迎大家留言補(bǔ)充。

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