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立開發油氣田；
油田中的Turritella FPSO是世界上作業水深最深的浮式生產設施；
FPSO上的單點浮筒是世界上最大的可解脫單點浮筒；
FPSO懸掛的立管是世界上作業水深最深的剛懸鏈立管；
Stones油田的順利投產開拓了人類海洋油氣開發的新深度~~
一、氣田概述
Stones油田位于美國墨西哥灣中部海域Walker Ridge區域，WR508區塊，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為油田作業者，獨立擁有油田的全部開發權益。
Shell 100% 英荷殼牌石油公司
油田預計凝析油2P儲量2億桶，天然氣2P 儲量50bcf。
二、開發歷程
2005年4月，Shell獲得油氣發現；
2012年3月，Shell與SBM簽訂合作框架協議，SBM將為Shell提供一座中型FPSO租用及運維合同；
2013年5月，項目通過FID（最終投資決定）
2013年5月，FMC Technologies獲得水下采油樹及管匯供貨合同；
2013年6月，目標油輪抵達新加坡吉寶船廠，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抵達油田所在海域；
2016年9月，Turritella FPSO投產；
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+水下生產系統”的工程模式進行開發。
油田產出原油經水下管匯流經海管立管匯集到FPSO進行處理，合格原油經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、主要設施
主要生產設施包括：
◆ FPSO：1艘；
◆ 水下生產系統：2個管匯，8棵采油樹等；
◆ 生產外輸管線：2根生產管及立管，2根臍帶纜等。
五、蛋糕分配
1. 鉆井
由Transocean和Noble Drilling獲得。
2. FPSO
SBM負責FPSO的設計、采辦、建造和運維；
新加坡吉寶船廠負責Turritella FPSO船體、浮筒及內轉塔建造和總裝；
Exterran Offshore Pte Ltd和Dyna-Mac船廠負責上部模塊建造；
Heerema MarineContractors負責單點系統的海上運輸和安裝。
3. 水下生產系統
FMC Technologies提供水下采油樹+管匯；
Oceaneering提供臍帶纜；
Subsea 7負責臍帶纜安裝；
OneSubsea提供水下泵及控制模塊。
4. 水下管線
Technip提供生產海管、立管及管線終端（PLET）；
Technip負責生產海管、外輸管線及生產立管的安裝。
六、工程設施簡述
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 4200萬標準立方米/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、氣體處理及壓縮系統、公用系統、電站系統、單點系統等共18個模塊。
（2）系泊系統
采用可解脫單點系泊系統，單點直徑25m，高25m，重3150噸，是世界上最大的可解脫單點。
§ 3×3內單點系泊，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試工作，歷時總計29個月。
2.海管立管
項目設置4條生產海管、1條外輸海管。生產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到外輸管網。
項目設置2條生產立管、1條外輸立管、預留兩條立管空間。油田第一次在可解脫單點上使用懶波形鋼懸鏈立管（Steel Lazy Wave Riser簡稱SLWR）。由于FPSO運動性能較半潛式生產平臺、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，單點系泊FPSO一般采用柔性立管。目前，在生產項目中，柔性立管作業的最大水深為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界應用范圍，為項目的實施帶來了新的挑戰。Stones項目采用SLWR，通過把常規的懶波形設計創新用于可解脫單點，為油田的開發提供了經濟可靠的解決方案。油田所處區域洋流比較大，為了減輕立管的疲勞損傷，設計考慮加裝渦激震蕩抑制裝置。
3.水下生產系統
（1）水下管匯
油田設置2座8槽生產管匯，分別安裝在兩個鉆井中心。由于地質結構復雜，鉆井中心1處的管匯基礎采用吸力樁，鉆井中心2處的管匯基礎采用防沉墊。
（2）采油樹
油田采用Shell規定的加強型深水立式采油樹（Enhanced Vertical Deepwater Tree簡稱EVDT），共8棵。在以往項目中，Shell聯合FMC開展了可適應高溫高壓的EVDT研制，并形成了自己的企業標準，對Stones項目開發創造了條件。
（3）臍帶纜
油田采用2根高壓電動液壓臍帶纜和1根靜態臍帶纜，高壓臍帶纜用于連接FPSO和鉆井中心1，靜態電纜用于連接兩個鉆井中心（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型。
七、小編評述
小編在此拋出關于這個項目的幾點看法，供大家參考討論。
1、運用成熟開發模式，減少項目開發的不確定性
Shell是全球最早使用FPSO進行油氣田開發的油公司，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行油氣開發的第二座FPSO。
美國墨西哥灣的第一座FPSO用于Chinook&Cascade油田開發，2012年投產，巴西國油為作業者。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），項目采用“FPSO+水下生產系統”的工程模式，FPSO采用可解脫單點。Chinook&Cascade項目的實施為Stones項目選用FPSO積累了寶貴的經驗。
利用“FPSO+水下生產系統”的工程模式可以減少新建管線，縮短項目建設工期。Stones油田從FID到投產歷時3年，附近的Jack/st.Malo油田從FID到投產歷時4年。
（2）通過模型試驗反復驗證優化，將風險消滅于源頭
Turritella FPSO平均作業水深2919m，浮體與立管、系泊纜之間的水動力關系復雜。為了充分驗證FPSO、系泊系統及管纜的水動力性能及力學性能，項目從FEED階段開展了大量數值分析，并開展了8組模型試驗對關鍵問題逐一進行分析驗證：
單點水池模型試驗3組，包括，單點選型實驗（選擇多種單點型式進行了對比實驗）；FPSO、單點及系泊系統耦合實驗（驗證系統的水動力性能）；優化驗證實驗（驗證系統在優化設計后的特殊問題）。
FPSO模型試驗3組，包括：水動力性能試驗（驗證甲板上浪）；風洞試驗（獲得風力和流力系數）；拖曳水池實驗（驗證拖航操船性能）。
轉塔水池模型實驗2組，包括：載荷驗證實驗（測試、驗證轉塔的受力）；轉塔星形架下放式樣（指導安裝作業）。
常規FPSO項目一般只要求開展風洞試驗和風浪流耦合實驗各1組。Turritella FPSO項目通過3組風浪流水池實驗開展了深水單點選型，系統總體設計優化及性能驗證工作，充分優化驗證了系統的總體性能；通過3組模型試驗獲得了準確的風力及流力系數，檢驗了FPSO在撤離工況下的操縱性；通過2組轉塔水池模型實驗提前測試單點在解脫及安裝過程中力學特性，指導了后期海上安裝作業。項目將可能的風險在水池中提前進行模擬并解決，值得我們借鑒和參考。
（3）選用常規技術應對惡劣環境條件，采用新技術降低費用
Turritella FPSO處于墨西哥灣中部海域，平均作業水深2919m，環境條件惡劣，颶風頻發，出于安全考慮，Shell決定采用比較常規的可解脫單點系泊方案，FPSO可抵御100年一遇冬季風暴，在遇到颶風時撤離。隨水深變大，立管垂向載荷將大幅增加，可解脫單點方案對水深極為敏感，若用常規立管設計方案，立管載荷將對可解脫單點的設計帶來極大挑戰。Stones項目超深水、高溫、高壓的油藏特點超出了現有柔性立管的應用范圍。Shell創新性的采用懶波形鋼質立管方案，該方案一方面增強了立管對環境荷載和FPSO運動的適應性，還縮減了項目開發投資，降低了項目執行風險。
（4）靈活運用合作模式轉移前期風險
FPSO運營采用“先租用后買斷”的模式。項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、運營FPSO。投產半年后，Shell買斷FPSO的所有權，自己持有FPSO所有權益。由于超深水油田開發存在很大的不確定性，項目前期采用租賃方案可以有效降低項目執行風險及分攤財務壓力。待油田投產后，根據開發情況及對油藏數據的認識適時買斷，可以增強對周邊油氣田未來接入方面的靈活性，保證油田開發效益最大化。此模式可以用于我國邊際油氣田開發。
（5）邊開發邊優化，穩步推進油田開發
項目前期計劃通過一個鉆井中心實現鉆井作業和油氣生產。由于地層結構復雜（油藏位于鹽下），前期鉆井作業過程中遭遇地層結構問題而停鉆，項目重新設計開發方案，在相距1500m處設置第二個鉆井中心。油田開發分兩期，一期開發又分前期1a和后期1b，2016~2019年每年投產2口井，邊開發邊總結，后投產井的設計可根據投產井參數進行優化調整，方便應對突發情況，降低油田開發風險。附近的Chinook和Cascade油田在投產前預測為大型油田，投產后單井衰減快，使得油田后期開發比較被
八、深度思考
Stones項目進一步拓展了人類海洋油氣開發疆域，創造了多項業內第一。項目的順利實施，是業界先進技術和Shell高超管理智慧的結晶。項目調動了國際一流承包商聯合開展攻關，包括鉆井巨頭Transocean、FPSO營運巨頭SBM、FPSO建造巨頭Keeple、立管建造及安裝巨頭Technip、水下設備巨頭FMC等。項目運行過程中，Shell對各類新技術進行了充分驗證，降低了項目執行的不確定性。項目開發過程采用邊開發邊優化，避免了由于認識不足造成的執行風險。項目開發經驗值得學習和借鑒。
以“人”為鑒可以知得失，以“項目”為鑒可以知利弊，而做出最優的選擇。僅以此分享給從事海洋油氣開發的仁人志士，期待國內深水油氣的開發穩步向前。
個人觀點，只做拋磚引玉，難免偏頗，歡迎大家留言補充。
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本文由“藍色大地”發布，2018年12月22日。
