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ATMA 2010 Tous droits de reproduction réservés – ATMA 2010 Mémoire Azurite le p

ATMA 2010 Tous droits de reproduction réservés – ATMA 2010 Mémoire Azurite le premier FPSO Forage au monde Grégoire LAVIGNOLLE Chef de Projet – Doris Engineering 58 A Rue du dessous des berges 75013 PARIS FRANCE SOMMAIRE L’industrie offshore est en constante évolution et la recherche de solutions innovantes et économiques doit être constamment à l’esprit des concepteurs afin de pouvoir répondre à la demande et faire face aux défis du monde moderne. Ce mémoire présente un développement de champ pétrolier marginal en offshore profond au large de la côte du Congo rendu économiquement possible par application d’un concept de « FPSO Forage ». Le concept de FPSO qui combine les fonctions production, stockage et déchargement sur le même support flottant est aujourd’hui largement utilisé et de nombreux FPSO sont en opération dans le monde. Le concept FDPSO ou FPSO Forage a intéressé de nombreuses sociétés et acteurs du monde parapétrolier depuis des années et a fait l’objet d’études d’avant projet. Ces études ont permis de prouver la faisabilité et l’intérêt du concept et d’identifier une piste possible pour optimiser les coûts d’un développement de champ pétrolier marginal en grande profondeur. En effet le nombre limité de puits à forer dans le cas d’un champ marginal rend la mobilisation d’un Rig de forage difficile et même incompatible avec les contraintes budgétaires. Un autre intérêt est de pouvoir mener en parallèle les opérations de forage et de production et d’optimiser le planning du développement avec un retour rapide sur investissement. Le concept de FDPSO n’avait jamais été développé à ce jour et le projet Azurite constitue une première mondiale en ce sens. SUMMARY The offshore industry is in continuous evolution and the designer must investigate and develop innovative and cost effective solutions in order to satisfy the market demand and follow the evolution of the modern world. This report presents the development of a marginal deep water oil field offshore the Republic of Congo which has been made viable economically by selection of a concept of “Drilling FPSO”. The FPSO concept which combines on the same floater the functions of Production, Storage and Offloading facilities is today largely selected for offshore oil and gas development and a large number of FPSO are in operation all over the world. Many companies of the oil and gas sectors have shown a strong interest for the FDPSO concept (Drilling FPSO) since years and have developed conceptual and pre-projects studies. The feasibility of this concept has been demonstrated and also that it was a possible way to optimise the development costs for a marginal field in deep water. Mobilising a drilling rig is actually a challenge and not economically viable for a marginal field due to the limited number of wells to drill. Another advantage is the possibility to conduct in parallel production and drilling operations with acceleration on the execution planning and a quicker return on the investment. The FDPSO concept had never been developed so far and the Azurite project constitutes a world premiere. AZURITE, LE PREMIER FPSO FORAGE AU MONDE Tous droits de reproduction réservés – ATMA 2010 1. INTRODUCTION 1.1. Présentation du projet Azurite Le champ Azurite est un champ marginal situé à environ 140 Kms au large de Pointe Noire République du Congo sur une concession opérée par Murphy Oil Corporation en association avec SNPC (Société Nationale des Pétroles Congolais). La profondeur d’eau sur le site est de 1400 m el le profil prévu de production est indiqué sur la figure ci après avec une production principalement de pétrole et une petite part de gaz naturel Ce diagramme est typique d’un champ marginal avec un plateau de production court (2 à 3 ans) qui baisse rapidement ensuite. Le gaz naturel produit est utilisé pour la génération électrique (alternateurs couplés sur turbines à vapeur alimentées par des chaudières). Le schéma de développement qui a été retenu pour le projet Azurite est illustré ci-dessous Le développement est basé sur un FDPSO (FPSO Forage) ancré sur mouillage à lignes tendues. Le FDPSO est connecté aux puits producteurs et injecteurs sous marins par conduites flexibles. Le concept FDPSO a été sélectionné suivant des critères technico-économique et d’exécution du projet après comparaison avec les trois alternatives suivantes ¾ Exportation de la production brute non traitée par conduite sous marine vers une unité de production existante en opération au Congo ou pays voisins suivant l’illustration ci-dessous. ¾ FPSO et unité de forage indépendant Ce schéma n’a pas été retenu vu les grandes distances entre le champ Azurite et les installations les plus proches. Tous droits de reproduction réservés – ATMA 2010 ¾ FPSO et unité de forage flottant : ce schéma est classique pour le développement d’un champ en grande profondeur au large de l’Afrique de l’Ouest, ¾ FPSO et support flottant ancré (type Plate-forme a lignes tendues ou Spar) pour le forage et les tète de puits, Le concept FPSO Forage s’est avéré parfaitement adapté au projet Azurite et permettant seul de satisfaire les contraintes budgétaires et les dates d’exécution très serrées définies par la direction de Murphy Oil Corp. La décision de sélectionner le FDPSO a été largement motivée par les coûts prohibitifs et l’indisponibilité des unités de forage en 2006 pour une campagne de forage en grande profondeur limitée à seulement 10 puits. Les caractéristiques principales du FDPSO Azurite sont résumées dans le tableau ci- dessous. Longueur Hors Tout 330 m Largeur 56 m Mouillage 12 lignes tendues mixtes chaines/polypropylène de 2000 m de longueur environ, Ancres 12 à Succion Capacité de stockage 1.3 Millions de barils de pétrole brut Capacité d’export 1 Millions de barils de pétrole brut en 24 h Capacité de traitement / jour • 60,000 Barils de liquide mélange eau/huile • 40,000 Barils de pétrole Injection eau 60,000 Barils par jour à 170 bar Pompes sous marines 2 pompes sous marines tri phasique, de débit 35,000 Barils/j chacune Conduite flexibles 2 conduites de production diamètre 8’’ 1 conduite pour l’injection eau de diamètre 6’’ Puits 6 producteurs et 3 injecteurs et un optionnel producteur ou injecteur avec tète de puit et arbre de noël sous marin Derrick Poids 400 T, charge au crochet 550 T, hauteur 65 m Le système de production sous marins est classique pour un champ pétrolier en grande profondeur et comprend : ¾ 10 puits disposés sur un cercle de rayon 30 m (6 producteurs, 3 injecteurs, 1 optionnel producteur ou injecteur) ¾ Un manifold collecteur central connecté aux puits par conduites flexibles, ¾ Deux pompes tri phasiques sous marines (MPP) connectées au FDPSO par ombilical pour l’énergie et le contrôle, ¾ Deux conduites sous marines flexibles pour envoyer la production des puits producteurs vers le FDPSO via les pompes sous marines, Tous droits de reproduction réservés – ATMA 2010 ¾ Une conduite sous marine flexible partant du FDPSO vers le manifold pour injecter l’eau dans le réservoir pour augmenter la productivité, ¾ Un ombilical pour le contrôle, l’injection des produits chimiques et la fourniture d’énergie vers les puits. Le schéma ci-dessous illustre cette description. Schéma de développement sous marin 1.2. Les avantages du concept FDPSO Le concept FDPSO a été une solution attractive pour le développement du champ Azurite pour les raisons suivantes: ¾ Le concept est parfaitement adapté pour les conditions d’environnement et la configuration des puits dans une zone limitée (cercle de diamètre 60 m), chaque puit pouvant être atteint pour le forage avec un déplacement limite du FDPSO en surface, ¾ Le FDPSO peut être ancré dans l’axe de la houle de direction prédominante (Sud Ouest), ¾ Des revenus rapides peuvent être réalisés avant la fin de la campagne de forage et l’installation complète des installations sous marines, ¾ Le loyer pour la location du FDPSO reste très inférieur à ceux anticipés pour les autres schémas de développement considérés, ¾ L’acquisition de données sur la performance du réservoir pendant le développement est possible et ceci permet une meilleure optimisation du développement sous marin, ¾ La possibilité de repositionner le FDPSO sur un autre champ permet de réduire le risque en cas de moindre rendement du réservoir et de revenus plus faibles que prévu. 1.3. Contenu du mémoire Ce mémoire résume les problèmes spécifiques liés au concept FDPSO qui ont été résolus pour réaliser l’intégration des unités de production, stockage et déchargement du pétrole brut et une unité de Forage sur le même support flottant, en l’occurrence un pétrolier converti et ancré en grande profondeur en pleine mer. Deux sujets majeurs ont ainsi été au centre des préoccupations de l’équipe de projet et sont développés ci après : ¾ en premier lieu la maîtrise des risques spécifiques au concept et la sécurité des personnes et des biens et la préservation de l’environnement, ¾ les problèmes liés à l’intégration des systèmes de forage sur un FPSO. 2. RISQUES SPECIFIQUES LIES AU CONCEPT FDPSO 2.1. General Le fait de combiner les fonctions production, stockage et forage sur le même support flottant crée de nouveaux risques pour les personnes et les biens et augmente les uploads/Industriel/ memoire-17.pdf