于 洋，王 玉，寧永庚

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司 天津300457)

渤海某油田現(xiàn)役油水井槽 70口，現(xiàn)役油水井71口，油氣井51口(其中包括單桶雙井1口，注入井20口)。該油田分A井區(qū)和B井區(qū)，分別于2005年和2009年投產(chǎn)，配備一臺(tái)模塊鉆機(jī)，基本參數(shù)見表1。

表1 模塊鉆機(jī)修井設(shè)備基本參數(shù)Tab.1 Basic parameters of well repair equipment for modular drilling rigs

由于采出油品性質(zhì)為重質(zhì)稠油攜砂能力強(qiáng)，且在油田建設(shè)初期為縮短施工進(jìn)度盡早完井產(chǎn)油，絕大多數(shù)油井完井方式為快速完井，加之投產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致部分油井井底防砂存在缺陷，致使油井潛油電泵故障頻發(fā)，管柱漏失情況嚴(yán)重。該油田油水井作業(yè)量巨大，鉆機(jī)模塊常年處于作業(yè)狀態(tài)。為提升作業(yè)效率盡早恢復(fù)故障井產(chǎn)能，故引進(jìn)液壓修井裝置，實(shí)現(xiàn)雙井區(qū)同時(shí)修井作業(yè)。

1 液壓修井裝置簡(jiǎn)介

1.1 設(shè)備組成

液壓修井裝置包括 13個(gè)主要設(shè)備，其尺寸、重量及作用見表2。

表2 主要設(shè)備，其尺寸、重量及作用Tab.2 Major equipment，size，weight and role

1.2 液壓裝置的應(yīng)用范圍

更換井下管柱；起下潛油電泵；復(fù)雜情況處理；油管傳輸射孔-TCP；下尾管和篩管；套銑封隔器、鍛銑套管、鉆水泥塞等；套管修補(bǔ)；輕型鉆井、側(cè)鉆；棄井作業(yè)；完井、再完井。

1.3 液壓修井裝置優(yōu)勢(shì)概述

液壓修井裝置相對(duì)于傳統(tǒng)模塊鉆機(jī)或修井機(jī)在動(dòng)管柱修井作業(yè)應(yīng)用中具有一定的優(yōu)勢(shì)，不但機(jī)動(dòng)性能好，起用單根速度快，而且提升能力高，操作簡(jiǎn)便，修井費(fèi)用低。見表3和圖1。

表3 液壓修井裝置優(yōu)勢(shì)Tab.3 Advantages of hydraulic workover unit

圖1 液壓修井裝置時(shí)效對(duì)比圖Fig.1 Comparison of time limit of hydraulic workover unit

通過(guò)對(duì)比得出：液壓修井機(jī)提升能力較常規(guī)修井機(jī)優(yōu)勢(shì)顯著，光油管起下鉆速度較修井機(jī)更快，帶電纜情況下受收放電纜及打保護(hù)器影響，常規(guī)修井機(jī)與液壓修井機(jī)速度無(wú)明顯差距。

2 液壓修井裝置的安裝和應(yīng)用

2.1 設(shè)備安裝就位

該設(shè)備安裝就位方式可分為兩種：①導(dǎo)軌可滑移形式，優(yōu)點(diǎn)是修井機(jī)可在導(dǎo)軌上移動(dòng)；②套管頭承載形式，優(yōu)點(diǎn)是不對(duì)平臺(tái)施加額外重量。

因國(guó)內(nèi)現(xiàn)有液壓裝置設(shè)備底座與油田滑軌不匹配，且本次利用液壓裝置修井為試驗(yàn)性項(xiàng)目，評(píng)估設(shè)備適用情況，故本次選擇使用套管頭承載形式安裝液壓修井機(jī)。若本次試驗(yàn)成功，評(píng)估該設(shè)備適用程度強(qiáng)，則再適用該設(shè)備進(jìn)行批量修井時(shí)，需要重新加工底座，使用導(dǎo)軌可滑移形式安裝液壓修井機(jī)，以減少吊裝作業(yè)及設(shè)備重復(fù)拆裝，提高修井時(shí)效。

2.2 橫向抗風(fēng)措施

由于海上風(fēng)力作用，該設(shè)備在作業(yè)期間受風(fēng)力影響較大，且該設(shè)備安裝就緒后距頂層甲板高度約18m。設(shè)備安裝就位及作業(yè)期間必須考慮風(fēng)力引起的橫向作用力對(duì)設(shè)備的影響。作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采用 4條鋼絲繩于設(shè)備底座四角牽引，另一端固定于甲板或模塊鉆機(jī)導(dǎo)軌上，以起到抗風(fēng)固定設(shè)備作用。

2.3 鋼絲繩應(yīng)力計(jì)算

根據(jù)陸地油田設(shè)備使用經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定5種工況下的設(shè)備載荷見表4；分別計(jì)算這5種工況下4條鋼絲繩承受的軸向應(yīng)力見表5。極端工況下，鋼絲繩所受最大軸向載荷為220kN以上。規(guī)格18mm鋼絲繩考慮安全系數(shù)后能承受的軸向載荷為 230kN。計(jì)算抗風(fēng)載荷是以海面風(fēng)速45.1m/s為假設(shè)條件。初步判斷鋼絲繩及設(shè)備滿足抗風(fēng)載荷要求。

表4 5種不同工況下的設(shè)備載荷情況Tab.4 Load of equipment under 5 different working conditions

表5 根據(jù)不同工況計(jì)算所得鋼絲繩所得應(yīng)力值Tab.5 Stress value of wire rope calculated according to different working conditions

2.4 液壓修井裝置組裝順序

按照修井設(shè)備組裝順序從下至上依次為：20英寸防噴立管、液壓防噴器組、底座、液壓缸系統(tǒng)、工作籃、桅桿、油管鉗架(圖2)。

2.5 作業(yè)時(shí)效

采用液壓修井裝置對(duì)油田兩口注水井進(jìn)行管柱更換作業(yè)，達(dá)到該類型井的額定作業(yè)時(shí)效，滿足工藝設(shè)計(jì)要求，作業(yè)效果符合設(shè)計(jì)要求(表6)。

表6 作業(yè)時(shí)效統(tǒng)計(jì)表Tab.6 Statistical table of operation time

圖2 液壓修井裝置裝配圖Fig.2 Assembly diagram of hydraulic workover unit

2.6 輔助設(shè)施

2.6.1 起重吊車

液壓修井裝置是可拆卸裝置，各個(gè)所屬設(shè)備尺寸重量見上文。該設(shè)備組裝拆卸過(guò)程必須利用起重吊車輔助安裝，故應(yīng)充分考慮在起重吊車吊臂覆蓋作業(yè)半徑內(nèi)，其載荷能力必須滿足其設(shè)備最大重量。

2.6.2 供電系統(tǒng)

液壓修井裝置配備柴油發(fā)電機(jī)組和配電系統(tǒng)，可自主滿足其所需設(shè)備動(dòng)力需求。油田平臺(tái)配電系統(tǒng)具備380V和220V供電能力，在特定情況下滿足其設(shè)備接入油田平臺(tái)供電即可。

2.6.3 供水系統(tǒng)

修井期間需要配置壓井液，油田平臺(tái)完全滿足其用水需求。

2.6.4 作業(yè)甲板空間

由于液壓修井裝置為非固定平臺(tái)設(shè)備，作業(yè)期間需要擺放大量輔助設(shè)備，要求甲板空間必須滿足設(shè)備設(shè)施擺放。平臺(tái)甲板空間為：180m2(A區(qū))+345m2(AB區(qū)之間)+180m2(B區(qū))，滿足此次作業(yè)需求。

3 結(jié) 論

這是該裝置在渤海油田現(xiàn)場(chǎng)的首次實(shí)際應(yīng)用，開創(chuàng)了全新的“小麻雀”修井作業(yè)模式，有望大幅降低油田開發(fā)生產(chǎn)成本。液壓修井裝置作為油田開發(fā)的一種新型機(jī)具，區(qū)別于常規(guī)的修井機(jī)及鉆井船，具有體積小、拆裝靈活、運(yùn)輸方便、反應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)。本次作業(yè)的成功，充分驗(yàn)證了液壓裝置的可靠性與適用性，標(biāo)志著在修井機(jī)和鉆井船這一傳統(tǒng)修井模式的基礎(chǔ)上，開創(chuàng)了嶄新的修井模式，大幅降低修井成本，提高了躺井恢復(fù)時(shí)效。