于 洋，王 玉，寧永庚

(中海石油(中國)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)，配備一臺模塊鉆機，基本參數(shù)見表1。

表1 模塊鉆機修井設備基本參數(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，且在油田建設初期為縮短施工進度盡早完井產(chǎn)油，絕大多數(shù)油井完井方式為快速完井，加之投產(chǎn)時間較長，導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)，管柱漏失情況嚴重。該油田油水井作業(yè)量巨大，鉆機模塊常年處于作業(yè)狀態(tài)。為提升作業(yè)效率盡早恢復故障井產(chǎn)能，故引進液壓修井裝置，實現(xiàn)雙井區(qū)同時修井作業(yè)。

1 液壓修井裝置簡介

1.1 設備組成

液壓修井裝置包括 13個主要設備，其尺寸、重量及作用見表2。

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

1.2 液壓裝置的應用范圍

更換井下管柱；起下潛油電泵；復雜情況處理；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；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)勢概述

液壓修井裝置相對于傳統(tǒng)模塊鉆機或修井機在動管柱修井作業(yè)應用中具有一定的優(yōu)勢，不但機動性能好，起用單根速度快，而且提升能力高，操作簡便，修井費用低。見表3和圖1。

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

圖1 液壓修井裝置時效對比圖Fig.1 Comparison of time limit of hydraulic workover unit

通過對比得出：液壓修井機提升能力較常規(guī)修井機優(yōu)勢顯著，光油管起下鉆速度較修井機更快，帶電纜情況下受收放電纜及打保護器影響，常規(guī)修井機與液壓修井機速度無明顯差距。

2 液壓修井裝置的安裝和應用

2.1 設備安裝就位

該設備安裝就位方式可分為兩種：①導軌可滑移形式，優(yōu)點是修井機可在導軌上移動；②套管頭承載形式，優(yōu)點是不對平臺施加額外重量。

因國內(nèi)現(xiàn)有液壓裝置設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性項目，評估設備適用情況，故本次選擇使用套管頭承載形式安裝液壓修井機。若本次試驗成功，評估該設備適用程度強，則再適用該設備進行批量修井時，需要重新加工底座，使用導軌可滑移形式安裝液壓修井機，以減少吊裝作業(yè)及設備重復拆裝，提高修井時效。

2.2 橫向抗風措施

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

2.3 鋼絲繩應力計算

根據(jù)陸地油田設備使用經(jīng)驗，設定5種工況下的設備載荷見表4；分別計算這5種工況下4條鋼絲繩承受的軸向應力見表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。計算抗風載荷是以海面風速45.1m/s為假設條件。初步判斷鋼絲繩及設備滿足抗風載荷要求。

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

表5 根據(jù)不同工況計算所得鋼絲繩所得應力值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)時效

采用液壓修井裝置對油田兩口注水井進行管柱更換作業(yè)，達到該類型井的額定作業(yè)時效，滿足工藝設計要求，作業(yè)效果符合設計要求(表6)。

表6 作業(yè)時效統(tǒng)計表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 輔助設施

2.6.1 起重吊車

液壓修井裝置是可拆卸裝置，各個所屬設備尺寸重量見上文。該設備組裝拆卸過程必須利用起重吊車輔助安裝，故應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)電機組和配電系統(tǒng)，可自主滿足其所需設備動力需求。油田平臺配電系統(tǒng)具備380V和220V供電能力，在特定情況下滿足其設備接入油田平臺供電即可。

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設備，作業(yè)期間需要擺放大量輔助設備，要求甲板空間必須滿足設備設施擺放。平臺甲板空間為：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)場的首次實際應用，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)的一種新型機具，區(qū)別于常規(guī)的修井機及鉆井船，具有體積小、拆裝靈活、運輸方便、反應速度快等優(yōu)勢。本次作業(yè)的成功，充分驗證了液壓裝置的可靠性與適用性，標志著在修井機和鉆井船這一傳統(tǒng)修井模式的基礎上，開創(chuàng)了嶄新的修井模式，大幅降低修井成本，提高了躺井恢復時效。