生產與支持平臺雙向適應性改造實現鉆完井技術

摘 要：目前渤海區域使用鉆修機進行鉆完井作業普遍面臨設備能力有限、場地不足及人員住宿緊張等問題，對鉆完井作業效率影響較大。在渤海S油田通過對鉆修機原有設備加裝頂驅、循環系統、固控系統，以及對支持平臺的循環系統、灰罐設備、固井設備等進行適應性改造，實現了工程支持的作用，最終滿足了鉆完井作業要求，該技術對于解放鉆機資源、利用修井機及支持平臺進行鉆完井作業以及降本增效具有重要意義。

關鍵詞：鉆修機；支持平臺；設備改造；鉆完井；渤海

渤海油田生產平臺（即采油平臺，屬于海上固定導管架結構）一般自帶鉆修機設備，可滿足修井作業和低負荷條件的鉆完井作業。現有的鉆修機可分為二大類，一類為“井架式鉆修機”模式[1-2]，一類為“純鉆修機”模式[3-5]。井架式鉆修機的配置為井架、鉆機等提升設備，BOP及高壓管匯等井控設備，滿足鉆完井要求，但場地、泥漿泵、循環系統，動力系統、壓縮空氣、海水供給等均需要支持平臺提供。

在渤海S油田新增調整井作業中，完成鉆完井工程設計后，校核設備能力可知，純粹利用生產平臺自有井架式鉆修機及配套設備無法實現作業。利用高能力自升式鉆井平臺則無法實現井槽覆蓋，同樣不能實現鉆完井作業。為此提出，采用鉆修機設備升級改造+支持平臺適應性改造，配合完成調整井作業的思路。

1 適應性改造方案及思路

1.1 鉆修機配套設備改造

（1）安裝頂驅。根據鉆井設計，選擇安裝70D型頂驅，額定載荷4500kN，最大連續鉆井扭矩（<110r/min）50kN.m，電源電壓600VAC（+5%，-10%）。保證復雜井作業安全。

（2）對井控裝置進行達標改造。原始設計的儲能器距離井口較近，根據《海洋石油安全管理細則》（第25號），對儲能器進行移位和增加防火墻等裝置。對設備及管線加裝保溫裝置，保證冬季作業安全。

（3）按鉆完井作業要求完善循環系統。

（4）對存在安全隱患的安全通道、高壓管匯、井架扶梯等進行完善改造。

（5）增加備用變壓器。鉆機設備采用生產平臺電力，由于生產平臺電力系統新建，存在不穩定性。為了鉆完井作業安全，在支持平臺上配備了備用變壓器，以防生產平臺停電對鉆完井作業造成風險，確保井下安全。

1.2 生活支持平臺升級改造為作業支持平臺

作業支持平臺可提供人員住宿、鉆完井作業需求的設備（泥漿泵、固井泵、散料罐）及場地（完井防砂設備和必須的散料堆場），生活支持平臺只能提供人員食宿，無鉆完井作業的設備。由于渤海鉆井平臺數量有限，項目只鎖定了HY2作業支持平臺，該平臺為純生活支持平臺，無作業支持能力。由于場地及平臺載荷限制，通過反復調研論證，決定在HY2平臺上加裝鉆井液配漿系統、1個5m3緩沖罐、1個45m3加重材料罐用來確保井控安全、2個45m3固井水泥罐及固井設備等，使其升級改造為作業支持平臺，能達到鉆完井要求。

改造原則：（1）場地方面能滿足鉆井與完井作業連續進行；（2）在不卸載新增設備的條件下，能夠滿足平臺冬季應急撤離的要求。（3）增加設備需要CCS的確認，確保平臺的作業安全。

面臨困難與應對措施：（1）場地狹小，平臺載荷受限。按鉆井工況最低要求配備相關設備，根據作業工況隨時調整設備用途（如加重材料罐可調整為土粉罐），在邊鉆邊完工況下統一設計規劃甲板，提前預留完井防砂設備位置。（2）原有設備能力不足。增加相關設備（固井泵、配漿系統），保障作業。（3）平臺載荷管理。升級改造后，鉆井作業期間幾乎滿載荷，需要結合作業工況、天氣情況及最大可變載荷情況，合理有序安排物料的上下平臺。即要滿足作業要求，同時又要保證平臺整體穩定性。（4）冬季作業。冬季作業期間，海水供應對保證設備正常運轉至關重要。支持平臺海水塔設計簡單，抗冰能力差，由于鉆完井作業需要跨兩個冬季作業，為了確保正常生產，在導管架平臺增加兩臺潛水泵，作為支持平臺主機冷卻的備用海水，保證了冬季作業的順利進行。

2 現場應用及優勢介紹

2.1 現場應用

在S油田作業中累計完成25口井的鉆完井作業，對比設計工期，實際節約20天以上。

2.2 技術優勢

（1）平臺空間充分利用。通過整體規劃、模擬計算、加固等方式，對生產平臺布局進行優化與改造，充分利用場地、空間，使“平面”擺放變成“立體”擺放。保證了作業所需物料就位[6]。

（2）降低管理難度采用“鉆修機+支持平臺”模式，減少了和生產平臺非必要聯合作業，比如檢修泥漿泵等作業，單獨在支持平臺上可以完成。

（3）首次將生活支持平臺升級為作業支持平臺。HY2平臺作為支持平臺，起初只是單純的生活支持平臺，在符合相關法規及環保要求的條件下，通過加裝固井泵、灰罐及鉆井液配漿系統等，使其升級為作業支持平臺。節省了作業支持平臺費用，解決了鉆井平臺及作業支持平臺資源緊缺、生產平臺場地有限等難題。

3 結束語

通過前期調研、方案評估，并經過相關部門的審查與認證，對原設計的鉆修機進行升級改造，對支持平臺進行適應性改造，采用“鉆修機+支持平臺”及“無支持平臺”作業模式，完成了調整井的鉆完井作業。經過該作業模式的實踐，為渤海油田大開發尋找到了新的鉆機資源，探索了“降本增效”的新思路。同時，積累了從設備改造、安裝調試到鉆完井作業的系列工作模式的經驗，為今后推廣應用該模式奠定了基礎。

參考文獻

[1]李小龍.海上平臺鉆（修）井機井架檢測與承載能力評估探討[J].石油工業技術監督，2013，29（3）：43-45.

[2]畢小鈞，程鵬，楊秀菊，等.2250kN海洋鉆修機模塊設計[J].石油機械，2014，42（11）：155-158.

[3]馮定，柳進，楊志遠，等.海洋鉆修機的現狀與發展趨勢[J].石油機械，2009，37（9）：151-155.

[4]和鵬飛，孔志剛.Power Drive Xceed指向式旋轉導向系統在渤海某油田的應用[J].探礦工程：巖土鉆掘工程，2013（11）：45-48.

[5]姬洪剛，卓振洲，張雪峰，等.渤海某油田利用模塊鉆機調整井鉆井作業的難點與對策[J].科技創新與應用，2014（6）：77-78.

[6]陳龍，和鵬飛，張鑫，等.水力振蕩鉆井提速技術在渤海油田中的應用[J].科技創新與應用，2016（10）.

作者簡介：齊斌（1985-），男，寧夏回族自治區西吉縣人，2008年畢業于西安石油大學石油工程專業，獲學士學位，工程師，主要從事海洋石油鉆井技術監督與管理工作。