Μετά την επιτυχημένη ολοκλήρωση μιας γεώτρησης παραγωγής σε ένα ταμιευτήρα πετρελαίου, τα ρευστά από τον ταμιευτήρα παράγονται στην επιφάνεια στο σημείο της γεώτρησης. Ακολούθως, τα ρευστά μεταφέροντα μέσα από ένα δίκτυο αγωγών μήκους αρκετών χιλιομέτρων προς τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας, όπου γίνεται ο διαχωρισμός τους σε αέριο, πετρέλαιο και νερό, η επεξεργασία του πετρελαίου, η μέτρηση της παραγόμενης ποσότητας και τέλος η αποθήκευση ή η άμεση μεταφορά προς το διυλιστήριο. Ο σχεδιασμός του δικτύου αγωγών μεταφοράς των παραγόμενων ρευστών από τη γεώτρηση μέχρι τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας είναι καθοριστικός παράγοντας για την βελτιστοποίηση της εκμετάλλευσης, καθώς επηρεάζει τόσο την παροχή των παραγόμενων ρευστών, όσο και τη συχνότητα και τη διάρκεια των απαιτούμενων διακοπών λειτουργίας της εκμετάλλευσης για συντήρηση. Ο σχεδιασμός του δικτύου περιλαμβάνει τη μελέτη διαφόρων παραγόντων λειτουργίας όπως είναι η πίεση, η θερμοκρασία και η ταχύτητα των ρευστών μέσα στους αγωγούς, η κατανομή των ρευστών φάσεων σε κάθε τμήμα του δικτύου, ο ρυθμός μεταφοράς θερμότητας προς το περιβάλλον, η διάβρωση, καθώς και η εκτίμηση πιθανών ανασχετικών παραγόντων της ροής, όπως είναι η κατακρήμνιση και συσσώρευση στερεών μέσα στους αγωγούς, οι επικαθίσεις στερεών, ο σχηματισμός gel από τη δημιουργία κεριών κ.α.
Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετήθηκε ένα δίκτυο αγωγών μεταφοράς ρευστών από δύο υποθαλάσσιους ταμιευτήρες πετρελαίου, ο κάθε ένας με τρεις γεωτρήσεις παραγωγής. Το δίκτυο αποτελείται από δύο σταθμούς συγκέντρωσης των ρευστών από τις επιμέρους γεωτρήσεις και όδευσης των ρευστών μέσω ενός αγωγού μήκους 12 Km προς τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας. Μελετήθηκαν μέσω προσομοίωσης δύο σετ διαμέτρων για τους αγωγούς του δικτύου. Η προσομοίωση πραγματοποιήθηκε με την σουίτα εφαρμογών της IPM και περιελάμβανε ολόκληρο το σύστημα παραγωγής, δηλαδή την απόδοση των δύο ταμιευτήρων (MBAL), την απόδοση των γεωτρήσεων παραγωγής (PROSPER) και την απόδοση του δικτύου των αγωγών (GAP). Τα αποτελέσματα της μελέτης χρησίμευσαν στον καθορισμό ενός συνόλου οδηγιών για τη μεγιστοποίηση της παραγωγής πετρελαίου από το συγκεκριμένο σύστημα για μία περίοδο δέκα ετών.
(EL)
After the successful drilling and completion of wells, the formation fluids are produced to the surface at the wellhead. The produced fluids are then transported at a distance of several miles from the wellhead to the production facility, where they go through separation (into water, oil and gas), conditioning, treatment, processing, measurement, refining or storage. The transportation usually takes place through production pipelines that sit on the land or on the seafloor. The design of the pipelines is crucial both for maximizing the oil/gas throughput, as well as for minimizing the shut in and start up times. The design involves testing and simulation of several possible oil/gas exploitation scenarios, in order to deliver the produced fluids to the separation facility at the recommended pressure and temperature conditions. Several factors should be included in the study, such as fluid pressure, temperature and velocity, phase distribution at each section of the pipeline, heat transfer rate to the environment, erosion-corrosion restrictions and the possible formation of flow restrictions like solid precipitation, deposition, gel effect from the formation of waxes etc.
The thesis is a thorough research of two offshore oil reservoirs with three production wells each that gather into two production manifolds and they are routed through a 12 km long pipeline to the separation facility. Two possible sets of pipeline sizes are tested through simulation, which includes the reservoir performance, the performance of each well and the performance of each set of pipelines. The IPM simulation suite (MBAL, PROSPER and GAP) was used for conducting the necessary simulations. The results include a set of possible solutions for maintaining maximum production for a period of ten years.
(EN)
