South Pars Gas Field Development ~ Phases 17/18 Project - Offshore Platforms


Published on

South Pars Gas Field Development - Phases 17/18 Project - Offshore Platforms - By Saeed Moosavi

Published in: Technology
1 Like
  • Be the first to comment

No Downloads
Total Views
On Slideshare
From Embeds
Number of Embeds
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

South Pars Gas Field Development ~ Phases 17/18 Project - Offshore Platforms

  1. 1. Saeed Moosavi    Sr. Process Safety Engineer                South Pars Gas Field Development         Petroleum Industries and Research Engineering Consultant (PIRECO)   ► Overview of the Project The South Pars Facilities are developed to produce gas and condensate from the South Pars Field, located offshore, around 100‐km South West of Assaluyeh, Persian Gulf, Iran. National Iranian Oil Company (NIOC) is going to develop South Pars Phase 17&18 of the Field, which will allow a gas production of 1000 MMSCFD per phase. Each  phase  will  have  two  unmanned  Wellhead  Platforms  (WHPs)  equipped  with required Production Facilities. The processed gas and condensate in SPD25 and SPD26 (Satellite Platforms) will be directed to SPD24 and SPD23 (Main Platforms) respectively via  Infield  Pipelines  18"  and  20"  which  collectively  will  be  transferred  to  Onshore Facilities  with  two  32"  Subsea  Pipelines  to  transfer  the  Offshore  Gas  Production  from Wellhead Platforms to the Onshore Gas Treatment Plant in Assaluyeh.  ► Onshore Facilities The  Onshore  Facilities  will  treat  the  processed  gas  and  condensate  to  produce  the following main products:  — Treated lean gas for the domestic gas network.  — Ethane as petrochemical feed stock.  — Treated C3/C4 LPG.  — Stabilized hydrocarbons condensate for export by marine tankers.  ► Offshore Facilities The  offshore  development  consists  of  four  similar  Wellhead  Platforms  (WHPs)  SPD23, SPD24, SPD25 and SPD26 (15 slots each, 11 producing and 4 futures). SPD23 and SPD26 form Phase 17 and SPD24 and SPD25 form Phase 18 of the field exploitation. Each  wellhead  outlet  is  equipped  with  a  hydraulically  actuated  Choke  Valve  to  reduce the pressure of the reservoir fluids from the wellhead flowing pressure at the beginning of production. The purpose of the Topside Process Facilities is to separate Free and Condensed Water from the produced fluids, reducing the water content and hence the corrosiveness of the exported hydrocarbon stream entering the Sea Line to onshore and hence try to limit the demand for MEG and Corrosion Inhibitors.  I  
  2. 2. Saeed Moosavi    Sr. Process Safety Engineer                South Pars Gas Field Development         Petroleum Industries and Research Engineering Consultant (PIRECO)    ► Safety Concept The Safety Systems were designed to satisfy the following requirements:   — Achieve the maximum natural ventilation and/or proper mechanical ventilation of  any area in order to minimize possible gas accumulation.   — To identify the classification of electrical equipment to be employed in Hazardous  and  Non‐Hazardous  Areas.  Isolate  potential  ignition  sources  by  means  of  Area  Classification and the use of Certified Equipment.  — To  detect  any  escape  of  hazardous  products  in  a  prompt  and  efficient  manner,  using  Fire  and  Gas  Detection  and  Safety  Alarm  System  in  order  to  monitor  and  control possible gas accumulation and any potential fire event.  — To  provide  Fire  and  Gas  Detection  and  Safety  Alarm  Systems  able  to  give  an  immediate  warning  of  fire  and  gas  event  and  to  start  ESD/PSD  actions.  Activate  specific  shutdown  actions  (e.g.  HVAC  Shut‐Down,  Fire  Damper  Closure,  and  Inert  Gas System Activation).  — Minimize release of hazardous products by automatic Emergency Shut‐Down and  Process Shut‐Down.   — To  provide  an  adequate  Fire  Fighting  System  to  bring  under  control  and/or  extinguishing any moderate fire, so preventing its escalation.   — To  provide  at  least  two  alternate  means  of  escape  from  all  areas  throughout  the  WHP.   — To  check  that  the  integrity  of  the  primary  structures  and  support  equipment  are  adequate  to  meet  the  statutory  requirements,  independently  of  the  protection  systems activation.   — For each threat to a hazard identified, there must be at least two Safety Barriers, so  that only the failure of both the barriers could cause a potential incident.  The Safety Engineering activities for the Project included the following Safety Studies:  — Hazard Identification Study (HAZID)   — Hazard and Operability Study (HAZOP)  — Consequence Analysis   — Escape Evacuation & Rescue Analysis (EERA)  — Emergency System Survivability Analysis (ESSA)  — Flare Location Study  — Safety Integrity Level (SIL) Determination Study  — Safety Integrity Level (SIL) Verification Study  — Noise Study  II  
  3. 3. Saeed Moosavi    Sr. Process Safety Engineer                South Pars Gas Field Development         Petroleum Industries and Research Engineering Consultant (PIRECO)   ► Platform Orientation  The  platform  orientation  was  selected  as  the  best  compromise  between  the  following criteria:   — Prevailing wind direction through the year;   — Supply Boat approach;  — Jack‐up approach;  — Helicopter approach;   — Emergency use of Survival Raft/Life Boat. ► Plant Layout  The Plant layout was designed according to the following safety criteria:   — To  separate  process  areas  (composed  by  equipment  containing  flammable  and  toxic  gas)  from  utility  areas  (composed  by  Utility  Service,  Control  and  Safety  Equipment)  by  means  of  Firewall  in  order  to  protect  personnel  and  safety  equipment from fire.   — To  minimize  the  possibility  of  accumulation  of  flammable  or  toxic  gases  by  maintaining ventilation without any danger to personnel.   — To  minimize  the  possibility  of  accumulation  of  liquid  hydrocarbons  by  the  provision of an adequate Drain System throughout the WHP.   — To ensure at least one of the Escape or Evacuation Routes is always available.   — To  provide  an  easy  evacuation  by  Boat  or  Helicopter  for  both  Emergency  Evacuation and General Platform Emergency.   — To  ensure  safe  approach,  landing  and  take‐off  of  the  Helicopter  during  normal  operation.            III  
  4. 4. Saeed Moosavi    Sr. Process Safety Engineer                South Pars Gas Field Development         Petroleum Industries and Research Engineering Consultant (PIRECO)     ► Escape Routes  Design of Escape Routes will provide easy and safe access ways (Walkways, Corridors, Ramps  and  Stairways)  to  direct  personnel  from  any  region  of  the  platform  to  the following areas:   — Muster Point;  — Boat Landing;  — Helideck. Each  deck  is  provided  with  at  least  two  Escape  Routes  (Primary  and/or  Secondary). Primary Escape Routes are situated along the outboard edge of the platform making it easy to reach the Muster Point.  These Escape Paths access to stairways located on platform extremities interconnecting all deck levels. Thus it is possible to escape from any areas of the platform to the Muster Point by two alternative routes.  Primary Escape Routes will be 1200 mm wide and 2500 mm high with the exception of Drain Deck for which Escape Route height will be 2100 mm and free of obstructions in order to assure a quick departure.  Secondary  Escape  Routes  will  have  an  unobstructed  width  and  height  of  800  mm  and 2200 mm respectively.  ► Life Saving Appliances  In  case  of  platform  emergency,  all  personnel  would  be  advised  by  PA/GA announcements  (following  a  platform  alarm)  to  return  to  their  Muster  Point,  where numbers and names of personnel would be checked.  The installation will be provided with:   — Life Boat;  — Life Rafts;  — Life Buoys;   — Life Jackets.  Personnel Safety Equipment will also be provided on the WHP.    IV  
  5. 5. Saeed Moosavi    Sr. Process Safety Engineer                South Pars Gas Field Development         Petroleum Industries and Research Engineering Consultant (PIRECO)   ► Process Safety Philosophy All  process  and  production  equipment  and  systems  were  designed  such  that  under normal  operating  conditions  the  safety  of  personnel,  equipment  and  the  natural environment would not be jeopardised.  All emergency control and accident prevention equipment were designed to limit, as far as practical any losses or damage to personnel, equipment and the environment.    ► Shut‐Down Philosophy  The  Shut‐Down  Systems  will  be  installed  to  detect  any  abnormal  situations  on  the platform  and  to  bring  the  installation  back  to  lower  energy  level  in  a  safe  controlled manner. Five classes of Shut‐Down were envisaged, in ascending level of emergency:   — Local Shut‐Down limited to equipment or package (LSD)   — Process Shut‐Down (PSD)   — Emergency  Shut‐Down  for  gas  (toxic  and/or  flammable)  presence  resulting  in  isolation and DEPRESSURIZATION (YELLOW ESD)   — Emergency Shut‐Down for fire presence resulting in isolation and  DEPRESSURIZATION  (RED ESD)   — Abandonment  Shut‐Down  (ASD)  –  total  power  isolation  including  UPS  except  NAVAIDs, Escape Route lighting and Helideck perimeter lighting.   — Except for LSD level, all Shut‐Down levels will automatically cause all lower levels  and the highest level of alarm will take priority. LSD level will be independent from  the higher hierarchical Shut‐Down Systems.  ► Relief and Blow‐Down Systems  The Relief and Depressurising Valves to be installed on WHP topside will function as a Safe  Relief  and  disposal  device  for  vapour,  gas  and  liquids  to  the  Blow‐Down/Flare Systems. Pressure Relieving devices will be installed to ensure that the Process System or  any  of  its  components  are  not  subjected  to  pressures  that  exceed  the  equipment design  pressure.  Blow‐Down  or  Depressurising  Valves  will  be  provided  in  order  to achieve a rapid reduction of inventories in equipment and systems.    V  
  6. 6. Saeed Moosavi    Sr. Process Safety Engineer                South Pars Gas Field Development         Petroleum Industries and Research Engineering Consultant (PIRECO)   ► Flare‐Vent System  The Flare System includes:  — LP (Low Pressure) Flare System;   — HP (High Pressure) Flare System. During  normal  operating  condition  the  flare  will  burn  continuously,  with  H2S  rich  gas from the Water Degassing Drum.  In  an  emergency  situation  the  Flare  System  will  be  capable  of  handling  the  full  flow released from the PSVs installed on the well flow lines. It will be capable of burning gas from an emergency depressurisation of process equipment should a platform ESD occur.  The  waste  gas  and  liquid  collected  in  the  system  headers  are  piped  to  the  Flare  K.O. Drum  located  on  wellhead  platform.  The  gas  coming  out  from  the  K.O.  Drum  will  be piped to the HP Flare Stack Tip.  ► Field Control System The instrumentation system was designed to guarantee the continuity of the production in a safe manner, continuous remote monitoring, perform adjustments, modify specified control  parameters  and  to  anticipate  hazardous  situations  or  interventions  by  local protection systems.  The  control  system  will  comprise  a  redundant  microprocessor  unit  to  perform  control functions.  For  safety,  automatic  control  of  the  SDVs  is  autonomous  through  the  logic  of  the platform ESD system.             VI  
  7. 7. Saeed Moosavi    Sr. Process Safety Engineer                South Pars Gas Field Development         Petroleum Industries and Research Engineering Consultant (PIRECO)   ► Fire and Gas Detection System  The WHP will be equipped with a Fire and Gas Detection and Protection System, which covers the entire facility (wellhead, process, utilities areas and survival shelter).  The  Flammable  and  H2S  Gas  Detectors  will  be  employed  and  located  in  those  parts  of installation where a gas accumulation is possible in case of hydrocarbon leak.  Flammable  Gas  Detectors  will  be  mainly  IR  Open‐Path  Type.  Where  clear  line  of  sight was not available; IR Point Type Detectors were used.  The produced gas on the platform contains a high concentration of H2S gas. Hydrogen Sulphide  Fixed  Gas  Detectors  of  Electrochemical  Cell  Type  will  be  installed  with particular care in order to obtain the earliest possible detection to protect people during normal operation, drilling and maintenance phases.  Hydrogen  Gas  Detector  will  be  located  in  Battery  Room  if  hydrogen  accumulation  is expected. The followings Fire Detector types have been employed:   — Fusible Plugs   — Flame Detectors   — Heat Detectors   — Smoke Detectors   — Manual Alarm Call Points ► Telecommunication Systems The telecommunications links will be provided by a Fibre Optic System.  The  telecommunication  equipment will  be  able  to perform  in  a  safe  and  reliable  mode the following tasks:   — Mandatory and operational communications within platform and manned centers;  — Transmission of the main process and safety data to the remote control systems.  VII  
  8. 8. Saeed Moosavi    Sr. Process Safety Engineer                South Pars Gas Field Development         Petroleum Industries and Research Engineering Consultant (PIRECO)   ► Public Address and General Alarm System  An Audible Alarm System will be available on the WHP, which will be audible at all decks with a tone at 450 Hz.  A  number  of  Loudspeakers  will  be  placed  in  the  plant.  The  Loudspeakers  will  permit audible  alarm  as  well  as  the  voice  communication  to  the  Loudspeakers  System.  These Loudspeakers will reproduce four different audible alarms plus voice and will be located on all levels of the WHP.  Visual Alarm will be provided on Helideck (Beacons) to alert about the platform alarm status. Flashing Beacons will be also provided on all decks of the WHP when the ambient noise exceeds the 85 dBA. ► Electrical Systems Electrical  Systems  were  designed  according  to  IEC  Codes.  The  Wellhead  Platforms consist of two load categories:   — Continuous Loads: identified as the consumers necessary for production operation,  as well as the essential and safety loads.   — Maintenance  Loads:  identified  as  the  consumers  necessary  for  maintenance  operation and living accommodation.  The  Electrical  System  of  the  platforms  was  designed  to  cover  all  load  categories  and include   — Main Power Generation to feed both Continuous and Maintenance Loads.  — Emergency Power Generation.   — Safety System, with dedicated Battery System, for safety users.   — Distribution  System,  with  separated  sections  for  Continuous  and  Maintenance  Loads.  Hazardous Area Classification were developed in accordance with IP Code, Part 15 3rd Edition.  The Navigation Aids (NAVAID) System has a proper Battery System at 24V ensuring 96 hours operation after Abandonment Shut‐Down.      VIII  
  9. 9. Saeed Moosavi    Sr. Process Safety Engineer                South Pars Gas Field Development         Petroleum Industries and Research Engineering Consultant (PIRECO)   ► Passive Fire Protection  Firewalls will be provided in order to protect utility, control and safety equipment from the process area. For this purpose J‐60 Class (suitable to resist Jet Fire for 60 minutes) divisions will be specified for Firewalls located at the following levels:   — Cellar Deck  — Lower Deck  — Upper Deck The  Fire  Partitions  for  enclosures  were  assessed  based  on  potential  fire  scenarios  and SOLAS  guidelines.  Fire  Ratings  of  the  walls  and  enclosures  were  recommended  as  per the Analysis of Fire Hazards. ► Blast Protection The  facilities  design  provides  natural  ventilation  to  areas  where  flammable  gases  may build‐up  thus  minimising  explosion  potential.  This  is  achieved  by  maximising  grated decks  and  open  platform  construction.  These  two  approaches  combine  to  provide overall explosion mitigation for the project facilities. Based on analysis, explosion risk can be considered a low frequency event.   ► Active Fire Fighting Systems  The following Fire Fighting Systems will be provided on the WHP:   — Fire Water System comprising Firewater Ring Main, Deluge Systems, Hydrants and  Hose Reels;   — Inert Gas  extinguishing  Systems;  (stand  alone  system  in  Generator  And  Technical  Rooms);   — Portable  and  Wheeled  Fire  Extinguishers  (CO2,  Dry  chemical  Powder,  AFFF  and  AR‐AFFF);  — Helideck Fire Fighting System (AFFF, Pre‐mixed System) and Dry Chemical Powder  System.       IX