海上调整井井槽利用技术创新实践

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了海上调整井井槽利用技术创新实践范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要：平台槽口作为海上油田设施的核心，其具有无法替代的稀缺性和重要性。为了能在调整井中高效再利用槽口资源，使其效益最大化，海上油田通过技术创新实现了降本增效。分析了海上调整井槽口再利用中的困难和挑战，利用建模和实践对比等方法对隔水管重置、扩容和扩边等关键性的装备改造技术进行改进突破，从应用效果看大幅降低了调整井的开发成本，推广性强，为海洋石油可持续开发提供了有力技术支持。

关键词：槽口；调整井；隔水管；钻完井

引言

调整井主要分布在老油田老平台上，需要进行井间加密和探边扩边。由于海上平台空间的特殊性，每个平台的槽口数量都有限且是固定的，另外由于开发历史、经济评价等种种原因，很多调整井分布的槽口没有隔水套管，这成为阻碍调整井开发的大难题[1]。为此，渤海油田针对调整井作业槽口稀缺的难题展开研究，建立一套系统的调整井井槽高效利用技术，并通过不断地装备改造创新和实践，取得了显著成绩。

1海上油田井槽利用技术现状

海上油田不同于陆地油田，槽口是油田开发中极为稀缺和重要的资源，因此只有在调整井开发中高效利用现有设施的槽口资源，才能最大限度的创造价值。渤海油田到“十三五”时期，低效井增加，弃置效率低导致经济效益低，调整井基本无新槽口可用；并且受井眼尺寸限制，利用老槽口侧钻愈发困难。加之，海洋油气用海矛盾突出，渤海油田74%矿区处于受限区域。有限的槽口资源严重制约了渤海油田的开发。

2海上油田井槽再利用困难和挑战

（1）平台空间受限（如1图所示），井槽扩容难度大，需井槽内外挂槽口。（2）油价不稳定，井槽工程造价不断走高，只能充分利用现有资源，提高效益。（3）养殖区和环保区扩大，新建平台数量受限，只能增加单平台井数。（4）油田到开发后期，井槽废弃，生产井数量急剧减少，需井槽修复再利用。（5）在领海受限军事航道，无法新建平台，大斜度井，大位移井方案增加。

3调整井井槽高效利用关键技术

3.1调整井井槽高效利用关键技术分析

通过多年的研究和实践，渤海油田通过合理的井位布置，设计合理的井身轨迹，制定合理的钻井顺序，从而实现在有限的槽口和空间资源条件下完成钻完井目的，其技术路线如图2所示。

3.2单井槽扩容技术

通过长期研究，对现有单筒双井技术进行了改进优化，最终得到了安全、高效的单筒多井作业技术方案。基于复合载荷导管入泥深度模型、单筒三井空间展布模型、超大井眼防斜打直技术，创建了单筒多井高效钻井技术，如图3所示，填补了国内空白，井槽数增加了2倍。（1）表层预斜技术解决井间防碰井密就会导致防碰风险增高，加之渤海油田表层疏松、砂泥岩互混，造斜难度大。为保证表层井眼顺利分离，通过钻具钟摆作用，即：在斜井中，钻头至钻具切点以下的钻铤像一个“钟摆”，钻头在钟摆力的作用下，紧靠井眼下侧并切削岩石，靠钻头侧向力控制井斜。作业中利用小于5kN的钻压，并控制最大允许排量来保证井斜和井壁质量；采用牙轮钻头，低钻速，确保防碰提前预判；利用占位钻具保障固井质量和效率[3]。（2）扩眼关键技术扩眼关键在于钻具刚性的设计，防止扩眼作业时出现新井眼。通过与马达钻具对比，模拟计算新扩眼钻具的刚性及挠性可以得出，新扩眼钻具组合不易出现新井眼，满足其扩眼作业要求。（3）新型环板技术在原有基础上重新设计了新型单筒双井井口环板，同一中心线位置设有2个不同直径的槽孔；大直径槽孔下入长套管串，小直径槽孔下入短套管串，可根据实际加装相对应的扶正器通过。还通过建立单筒三井空间展布模型，设计单筒三井井口环板，使单井槽扩容更加优化合理（如图4所示）。从模型图和公式可以看出对称性单通三井中外筒、内筒和间隙参数之间的关系，其中D决定了导管架单腿的结构和尺寸，d和ΔL则决定了钻井工程的措施和风险。通过对三个参数优化组合，可以对不同尺寸的隔水管分析，确保内外筒间隙最大化，避免作业中发生阻挂、不垂直等发生而无法作业。

3.3井槽内外挂扩边技术

通过槽口外挂或内挂，增加平台的槽口数量，降低导管架平台的造价，包括井槽内挂、井槽外挂、桩腿加挂三种方式，它具有工程周期短、成本低等特点，思路如下：首先根据选定的钻井机具作业范围确定井槽的位置。无论是钻井船，还是钻修机都较容易实现对井槽内挂的作业。对于井槽外挂和桩腿加挂（如图5所示），如用钻井船作业，则平台结构须满足钻井船就位和覆盖要求。如使用钻修机作业，因结构受力增加较大，故需要对平台及钻修井机进行较大改造。对于井槽内挂和外挂，由于水下操作难度大、风险高，所以新增隔水套管与原导管架结构应保持一定的安全距离。桩腿加挂属于大型改造工程，对原平台结构影响大。因此，要将新增桩腿结构和老平台结构一起进行详细的整体分析，包括静力、地震、疲劳等分析。对新增桩腿结构也要进行安装分析，包括吊装分析、装船分析、拖航分析、桩和隔水套管的自由站立及打入可行性分析。此外，还需根据具体分析结果进行新增桩腿结构优化和老平台设施改造。最后，基于风浪流、海冰、地震对内外挂井槽及平台稳定性风险评价，建立了以桩基承载力、结构杆件强度和内外挂位置为约束的井槽扩展和强度计算模型，使井槽数量增加35%，实现了高效扩容，节省了新建平台工程投资。导管架多维单元刚度矩阵：基于内外挂井槽的载荷分布、平台空间展布、悬臂梁载荷分布特征，建立了钻井平台悬臂梁覆盖评价模型，实现了钻井全覆盖。

3.4隔水导管高效重置与修复技术

隔水导管在安装时，少数导管发生变形和偏斜，致使后期钻井时，钻具无法通过或与临井相碰现象，造成槽口无法被利用的现象。如果形变较小，一般采用磨铣修复。基于隔水导管变形特征，自主研发了大尺寸导管铣鞋、磨鞋等配套修复工具，形成套管修复成套技术，作业时效提高了65%。对于平台外排的槽口，视水泥返高和套管层数而选择使用隔水管重置技术，还是水力割刀。隔水管重置作业首先用水泥将老井泥面以下封堵弃置后，再用磨料水射流一次性切割或是水力割刀切割泥面以下多层套管，并一次性全部回收套管，然后重新下入特殊设计的自带窗口的隔水导管，最后转入常规钻井作业。有效解决了常规弃置作业中多层套管分别套铣作业时间长、套管偏心套铣困难、损坏邻井套管等难题，大大提高了生产时效。在现场施工过程中进行了两个方面的创新：（1）磨料射流可以更高效切割套管，所形成的切割面的平整度满足座挂斜向器的稳定要求；（2）设计了预开口斜向器，根据测量现场回收的套管偏心距，调节导向锥位置（如图6所示），以确保斜向器与原井眼套管偏心位置吻合。最后，基于隔水导管受力和腐蚀特征，自主研制了斜向器、锚定器等系列工具，实现了老油田复产稳产目标。

4应用效果

单通多井技术在渤海湾运用广泛，LD10-1、BZ28-2S等油田，多达80多口，产油量增加近3万方。井槽内外挂扩边技术，按照每口井产量日产15方计算，产油量增加近3万方，创造产值每年近6330万元。隔水导管重置技术应用于LD10-1、BZ26-2等多个平台，实现年增油量近4万方，预计节约钻井成本近2000万元。

5结束语

（1）井槽高效利用技术的创新，在现有的条件下提高了资源再利用率，降低成本；（2）海上平台槽口加密和扩容可以充分利用有限空间资源，得到较好的经济效益，但是会挤占生产作业空间，安全可靠性仍需考验；（3）隔水管高效重置和内外挂槽口扩边技术是基于工程建设的改造技术，在实践中需要进一步标准化，并且在新建平台预留扩展支架，从工程建造开始就要考虑其扩展功能。海上调整井井槽高效利用技术，具有可复制和推广性，推动了石油工程、海洋装备等相关领域的科技进步，对海上能源开发具有重大意义。

参考文献：

[1]付建民，韩雪银，范白涛，等.海上平台井槽高效利用关键技术[J].中国海上油气，2016，28（2）：103-108．

[2]王宝军，张彬奇，宋昱东.海上调整井资源优化利用创新研究与应用[J].当代化工研究，2018（6）：99-101.

[3]陈国宏.单筒双井占位钻具钻井技术在海上油气田的应用[J].钻采工艺，2016，02（12）：43-46.

作者：王宝军 张彬奇 马长亮 刘成杰 王太 单位：中海石油(中国)有限公司天津分公司