渤海油田某平臺內掛井槽研究與實施

黃永鋒 余俊雄 葛勇 彭湘桂

摘 要：內外掛井槽是目前針對已投產油田井網不完善，采出程度低等情況采用新的開發方式。工程方案是依托老平臺的設施，通過結構改造等措施增加井槽，為新增調整井的實施做好準備。

關鍵詞：外掛;內掛;井槽;結構;改造

1 背景

渤海油田平臺區域部分砂體井網不完善，采出程度低。因此，針對該油田區域增加調整井，部署開發井網，可有效提高井網控制程度及油田采收率。計劃通過內掛井槽方式來解決該平臺區域的潛力井位。

2 項目方案

某平臺內掛井槽項目依托于本平臺現有設施新增4個單筒雙井井槽。本項目需要對平臺原有設備設施管線及結構進行適應性改造。主要包括：依托平臺目前結構新增部分甲板，用于布置新增變壓器區域、配電間、采油樹吊裝區域、井口控制盤、采油樹、注水管匯、多路閥及清管球接收器等設備;對于妨礙新增隔水套管安裝的垂直空間進行清理，移除干涉的管線、結構、水下陽極等，并安裝水上水下隔水套管導向;采用鉆井船鉆入隔水套管并安裝固定。平臺內掛井槽結構設計壽命為25年，共計新增荷載284噸，樁基承載力的校核結構滿足規范要求。

需辦理前期手續情況：環境影響預評價報告、安全預評價報告、職業健康評價報告。

項目工期：1.5年。

3 項目創新點分析及實施總結

3.1 結構建模尋求隔水導管安裝通道

某平臺作為一座服役年限達13年的無人平臺，已實施過兩次大規模的改造，平臺整體結構與管系都非常復雜，如何確保隔水導管能夠順利穿過平臺水上及水下結構？本項目設計采用結構建模方法，將4根設Φ838mm的隔水導管分別放入設定位置，然后查找自上而下有無干涉區域，干涉區域是否可以改造后消除。采取“見縫插針”式改造設計，在原有井口區尋找“縫隙”打通立體空間路徑，通過“穿針引線”新增調整井隔水導管。該平臺內掛井槽項目是渤海灣真正意義上的“內掛”井槽，井槽安放在平臺內部，整個項目改造范圍完全是在原平臺的海域內，高度集約利用平臺空間。

3.2 水下安裝導向實現隔水導管的安裝

隔水導管的安裝需要有導向槽來輔助，一般水上水下都至少有一個導向才能將隔水導管順利安裝，常規導管架水上水下的導向槽都是在陸地預制的時候就安裝好了，本項目也需要在水上和水下設計導管架的導向槽，水上導向采用焊接形式，與常規安裝方式一致，只是通過結構校核在合適的位置焊接導向支撐結構。水下導向如果采用焊接的方式，目前常規水下焊接無法保障焊接質量，基本只是焊接固定結構附件（如陽極沒有結構強度要求），如果采用非常規水下焊接的方式費用相當高。因此在多種方案比選和結構計算，最終確定水下導向選用兩片式設計用螺栓固定的方案，目前現場已經完成安裝，效果滿足隔水導管安裝的要求。

3.3 充分依托老平臺設施

為充分依托原平臺設施減少投資，本項目計劃新增多路閥，多相流量計還是利用原設備，按照常規設計流程圖，需要增加具備遠程控制的閥門4臺，才能完全具備實現無人平臺進行遠程單井計量的操作需求，這種設計投資非常高且出現故障的可能性非常大，如果遠程控制閥門失效，造成流程憋壓，可能導致油井電泵故障甚至溢油的風險。

為了實現遠程操作需求并減少投資，在原多路閥到多相流量計的管線上增加一條支路到新增多相流量計的富裕的入口，新增多路閥到多相流量計的管線與原多路閥到多相流量計的管線匯合，閥門都不需要遠程操作功能（下圖）。正常流程閥門狀態是：V1打開，V2關閉，V3打開。當需要計量原油井時，將新增多路閥旋轉到原多路閥計量口，然后再將原多路閥旋轉到要計量的油井。當需要計量新增調整井時，只需將新多路閥旋轉到要計量的油井即可。

優化后的流程只需增加2個手閥，不需要閥門具備遠程控制功能，節省了投資且提高了操作的穩定性，同時也消除了可能產生憋壓和溢油的風險。

優化流程圖

3.4 生活與工程支持一體船舶

在某平臺上進行大規模結構改造、設備安裝、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提高施工效率。鑒于本平臺是無人平臺，無住宿能力、吊車最大吊重僅5噸、無消防水泵、基本無吊貨區、平臺電力不足等情況，考慮選擇生活和工程一體的支持船為本項目提供支持。

項目實施最終的支持船兩臺吊機最大吊裝能力為20噸，吊重滿足最大設備重量且吊裝范圍滿足全部施工區域且對平臺改造期間的結構安裝、設備安裝等作業進行吊裝輔助，大大提高施工效率。施工期間平臺有大量的動火作業，風險很高，為保持平臺消防系統隨時可用，從支持船連接一根65消防水龍帶到平臺中部國際通岸接頭，提升了無人平臺的消防能力。支持船的吊貨區作為施工設備及物料的臨時存儲場地，解決了無人平臺空間狹小、施工物料無處存放的問題。為提高無人平臺施工期間應急響應能力，還把支持船的PAGA系統都引入平臺，使得平臺施工人員在溝通和應急方面能夠與支持船同步。

支持船集住宿、供電、消防、設備吊裝、倒運、物資存儲等于一體，最大限度滿足施工現場生產及生活需求，其功能發揮的淋漓盡致，給無人平臺施工以全方位支持，為項目的順利進行提供了強有力保障。

4 結語

渤海油田某平臺內掛井槽項目已經順利完成，最終實現了“零質量缺陷、零傷害、零事故、零污染、零職業病”五個零的目標。本項目從設計到施工管理方面都采用了多項創新技術，為渤海油田在役平臺進行內外掛井槽改造樹立了典范，值得借鑒。

作者簡介：黃永鋒，男，漢族，中級工程師，機械設計制造及其自動化專業學士學位，船舶與海洋工程專業工程碩士學位，現就職于中海石油（中國）有限公司曹妃甸作業公司，從事海上采油平臺設施的運營和管理工作15年。