渤海油田某平臺(tái)內(nèi)掛井槽研究與實(shí)施

黃永鋒 余俊雄 葛勇 彭湘桂

摘 要：內(nèi)外掛井槽是目前針對(duì)已投產(chǎn)油田井網(wǎng)不完善，采出程度低等情況采用新的開(kāi)發(fā)方式。工程方案是依托老平臺(tái)的設(shè)施，通過(guò)結(jié)構(gòu)改造等措施增加井槽，為新增調(diào)整井的實(shí)施做好準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞：外掛;內(nèi)掛;井槽;結(jié)構(gòu);改造

1 背景

渤海油田平臺(tái)區(qū)域部分砂體井網(wǎng)不完善，采出程度低。因此，針對(duì)該油田區(qū)域增加調(diào)整井，部署開(kāi)發(fā)井網(wǎng)，可有效提高井網(wǎng)控制程度及油田采收率。計(jì)劃通過(guò)內(nèi)掛井槽方式來(lái)解決該平臺(tái)區(qū)域的潛力井位。

2 項(xiàng)目方案

某平臺(tái)內(nèi)掛井槽項(xiàng)目依托于本平臺(tái)現(xiàn)有設(shè)施新增4個(gè)單筒雙井井槽。本項(xiàng)目需要對(duì)平臺(tái)原有設(shè)備設(shè)施管線及結(jié)構(gòu)進(jìn)行適應(yīng)性改造。主要包括：依托平臺(tái)目前結(jié)構(gòu)新增部分甲板，用于布置新增變壓器區(qū)域、配電間、采油樹(shù)吊裝區(qū)域、井口控制盤(pán)、采油樹(shù)、注水管匯、多路閥及清管球接收器等設(shè)備;對(duì)于妨礙新增隔水套管安裝的垂直空間進(jìn)行清理，移除干涉的管線、結(jié)構(gòu)、水下陽(yáng)極等，并安裝水上水下隔水套管導(dǎo)向;采用鉆井船鉆入隔水套管并安裝固定。平臺(tái)內(nèi)掛井槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命為25年，共計(jì)新增荷載284噸，樁基承載力的校核結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求。

需辦理前期手續(xù)情況：環(huán)境影響預(yù)評(píng)價(jià)報(bào)告、安全預(yù)評(píng)價(jià)報(bào)告、職業(yè)健康評(píng)價(jià)報(bào)告。

項(xiàng)目工期：1.5年。

3 項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)分析及實(shí)施總結(jié)

3.1 結(jié)構(gòu)建模尋求隔水導(dǎo)管安裝通道

某平臺(tái)作為一座服役年限達(dá)13年的無(wú)人平臺(tái)，已實(shí)施過(guò)兩次大規(guī)模的改造，平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)與管系都非常復(fù)雜，如何確保隔水導(dǎo)管能夠順利穿過(guò)平臺(tái)水上及水下結(jié)構(gòu)？本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)建模方法，將4根設(shè)Φ838mm的隔水導(dǎo)管分別放入設(shè)定位置，然后查找自上而下有無(wú)干涉區(qū)域，干涉區(qū)域是否可以改造后消除。采取“見(jiàn)縫插針”式改造設(shè)計(jì)，在原有井口區(qū)尋找“縫隙”打通立體空間路徑，通過(guò)“穿針引線”新增調(diào)整井隔水導(dǎo)管。該平臺(tái)內(nèi)掛井槽項(xiàng)目是渤海灣真正意義上的“內(nèi)掛”井槽，井槽安放在平臺(tái)內(nèi)部，整個(gè)項(xiàng)目改造范圍完全是在原平臺(tái)的海域內(nèi)，高度集約利用平臺(tái)空間。

3.2 水下安裝導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)隔水導(dǎo)管的安裝

隔水導(dǎo)管的安裝需要有導(dǎo)向槽來(lái)輔助，一般水上水下都至少有一個(gè)導(dǎo)向才能將隔水導(dǎo)管順利安裝，常規(guī)導(dǎo)管架水上水下的導(dǎo)向槽都是在陸地預(yù)制的時(shí)候就安裝好了，本項(xiàng)目也需要在水上和水下設(shè)計(jì)導(dǎo)管架的導(dǎo)向槽，水上導(dǎo)向采用焊接形式，與常規(guī)安裝方式一致，只是通過(guò)結(jié)構(gòu)校核在合適的位置焊接導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)。水下導(dǎo)向如果采用焊接的方式，目前常規(guī)水下焊接無(wú)法保障焊接質(zhì)量，基本只是焊接固定結(jié)構(gòu)附件（如陽(yáng)極沒(méi)有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求），如果采用非常規(guī)水下焊接的方式費(fèi)用相當(dāng)高。因此在多種方案比選和結(jié)構(gòu)計(jì)算，最終確定水下導(dǎo)向選用兩片式設(shè)計(jì)用螺栓固定的方案，目前現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)完成安裝，效果滿足隔水導(dǎo)管安裝的要求。

3.3 充分依托老平臺(tái)設(shè)施

為充分依托原平臺(tái)設(shè)施減少投資，本項(xiàng)目計(jì)劃新增多路閥，多相流量計(jì)還是利用原設(shè)備，按照常規(guī)設(shè)計(jì)流程圖，需要增加具備遠(yuǎn)程控制的閥門(mén)4臺(tái)，才能完全具備實(shí)現(xiàn)無(wú)人平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程單井計(jì)量的操作需求，這種設(shè)計(jì)投資非常高且出現(xiàn)故障的可能性非常大，如果遠(yuǎn)程控制閥門(mén)失效，造成流程憋壓，可能導(dǎo)致油井電泵故障甚至溢油的風(fēng)險(xiǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作需求并減少投資，在原多路閥到多相流量計(jì)的管線上增加一條支路到新增多相流量計(jì)的富裕的入口，新增多路閥到多相流量計(jì)的管線與原多路閥到多相流量計(jì)的管線匯合，閥門(mén)都不需要遠(yuǎn)程操作功能（下圖）。正常流程閥門(mén)狀態(tài)是：V1打開(kāi)，V2關(guān)閉，V3打開(kāi)。當(dāng)需要計(jì)量原油井時(shí)，將新增多路閥旋轉(zhuǎn)到原多路閥計(jì)量口，然后再將原多路閥旋轉(zhuǎn)到要計(jì)量的油井。當(dāng)需要計(jì)量新增調(diào)整井時(shí)，只需將新多路閥旋轉(zhuǎn)到要計(jì)量的油井即可。

優(yōu)化后的流程只需增加2個(gè)手閥，不需要閥門(mén)具備遠(yuǎn)程控制功能，節(jié)省了投資且提高了操作的穩(wěn)定性，同時(shí)也消除了可能產(chǎn)生憋壓和溢油的風(fēng)險(xiǎn)。

優(yōu)化流程圖

3.4 生活與工程支持一體船舶

在某平臺(tái)上進(jìn)行大規(guī)模結(jié)構(gòu)改造、設(shè)備安裝、工藝管線流程改造施工，考慮在施工期間租賃生活支持船來(lái)提高施工效率。鑒于本平臺(tái)是無(wú)人平臺(tái)，無(wú)住宿能力、吊車(chē)最大吊重僅5噸、無(wú)消防水泵、基本無(wú)吊貨區(qū)、平臺(tái)電力不足等情況，考慮選擇生活和工程一體的支持船為本項(xiàng)目提供支持。

項(xiàng)目實(shí)施最終的支持船兩臺(tái)吊機(jī)最大吊裝能力為20噸，吊重滿足最大設(shè)備重量且吊裝范圍滿足全部施工區(qū)域且對(duì)平臺(tái)改造期間的結(jié)構(gòu)安裝、設(shè)備安裝等作業(yè)進(jìn)行吊裝輔助，大大提高施工效率。施工期間平臺(tái)有大量的動(dòng)火作業(yè)，風(fēng)險(xiǎn)很高，為保持平臺(tái)消防系統(tǒng)隨時(shí)可用，從支持船連接一根65消防水龍帶到平臺(tái)中部國(guó)際通岸接頭，提升了無(wú)人平臺(tái)的消防能力。支持船的吊貨區(qū)作為施工設(shè)備及物料的臨時(shí)存儲(chǔ)場(chǎng)地，解決了無(wú)人平臺(tái)空間狹小、施工物料無(wú)處存放的問(wèn)題。為提高無(wú)人平臺(tái)施工期間應(yīng)急響應(yīng)能力，還把支持船的PAGA系統(tǒng)都引入平臺(tái)，使得平臺(tái)施工人員在溝通和應(yīng)急方面能夠與支持船同步。

支持船集住宿、供電、消防、設(shè)備吊裝、倒運(yùn)、物資存儲(chǔ)等于一體，最大限度滿足施工現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)及生活需求，其功能發(fā)揮的淋漓盡致，給無(wú)人平臺(tái)施工以全方位支持，為項(xiàng)目的順利進(jìn)行提供了強(qiáng)有力保障。

4 結(jié)語(yǔ)

渤海油田某平臺(tái)內(nèi)掛井槽項(xiàng)目已經(jīng)順利完成，最終實(shí)現(xiàn)了“零質(zhì)量缺陷、零傷害、零事故、零污染、零職業(yè)病”五個(gè)零的目標(biāo)。本項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到施工管理方面都采用了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，為渤海油田在役平臺(tái)進(jìn)行內(nèi)外掛井槽改造樹(shù)立了典范，值得借鑒。

作者簡(jiǎn)介：黃永鋒，男，漢族，中級(jí)工程師，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)士學(xué)位，船舶與海洋工程專業(yè)工程碩士學(xué)位，現(xiàn)就職于中海石油（中國(guó)）有限公司曹妃甸作業(yè)公司，從事海上采油平臺(tái)設(shè)施的運(yùn)營(yíng)和管理工作15年。