海上油井環空帶壓分析及應對措施

呂 廣 劉漢杰 張 鑫 韓東東 林家昱

（中海石油（中國）有限公司天津分公司,天津300450）

1 淺層氣泄漏情況

海上油田某井13-3/8"套管與9-5/8"套管環空發生溢流,壓井成功后對A 井13-3/8"套管與9-5/8"套管環空擠水泥至套管頭以下12m。后發現該井隔水導管13-3/8"套管環空有一處冒泡,后續井口監測過程中,發現B 井也有綠豆大的小氣泡冒出,現場情況持續監控,情況穩定。A、B 共2 口井的隔水導管與13-3/8"表層套管環空有可燃氣泄漏,上述2 口井淺層氣泄漏位置均相同,如下圖1 所示：

圖1 A、B 井漏點

前期2 口井出現淺層氣泄漏[3-5]時,隔水導管12 米以下的環空內表層固井時以封固完畢,發現淺層氣泄漏后進行了處理,22日向A 井井口加入了鐵礦粉。處理完畢后發現還有淺層氣泄漏,用便攜式可燃氣體探測儀測結果一氧化碳含量20～30ppm,可燃氣體最高30%,后期作業發現B 井井口有一黃豆大小氣泡冒出。

2 井口焊接封堵技術方案

2.1 作業整體思路

2.1.1 派人對該項目進行調研,確認施工方案及所需要的物料,并編制詳細的調研報告。

2.1.2 根據調研報告編制材料采辦計劃及施工方案,要求采購的材料必須有材質證書及產品質量證明書。

2.1.3 報批施工方案,對參加施工的所有人員進行施工方案交底、風險分析,準備施工機具、辦理出海施工手續。

2.1.4 對上述泄漏淺層氣的兩口井的24'' 隔水套管與13-3/8"表層套管之間的所有縫隙和隔水套管頂端的兩個返漿口進行焊接封堵作業,并在該環板上安裝引流的閥門、壓力表和管線,引至其它安全區域進行泄放。

2.2 堵漏焊接作業程序[6-8]

2.2.1 采購一節長500mm 的24''隔水套管,此隔水套管材質要與封堵井的隔水套管同材質,從套管上割下200mm*150mm的4 塊鋼板,鋼板中心開φ26mm 孔,準備1''XXS 壁厚120mm長單絲頭（NPT 絲扣）短接,8 根,雙絲頭短節5 個,管箍6 個,將單絲扣短節與鋼板預先焊接好備用。

2.2.2 制作環板圓形孔堵塊: 使用與環板同材質鋼板割制φ60mm 圓板8 塊,其中4 塊鋼板中心打φ26mm 孔,分別焊接一根單絲頭；準備1''300LB 鑄鋼閘閥10 個,5MPa 壓力表4 塊及其它管件。

2.2.3 對全體施工人員進行施工方案交底,開安全會,申請出海作業；施工前先對施工區進行測爆,尤其是隔水套管和表層套管之間的夾層空腔,仔細探測,并用兩臺測爆儀同步檢測,確認泄漏淺層氣的相關參數和數值。

2.2.4 從現場返漿口清理套管內部表層積液,確認液體狀況和腔體內部情況。

2.2.5 從環板圓形孔處灌入調配好的聚氨酯發泡劑,確認發泡劑填充飽滿,達到預定充填效果。

2.2.6 對所有焊縫進行粘接封堵,確認粘接封堵效果。

2.2.7 在環形板上近返漿口處的φ60mm 孔粘接預制好的1'' 閥門的短接組件,連接氮氣,并從另一端口粘接1''閥門的短接組件。

2.2.8 開啟氮氣,進行內充惰化,另一口開啟排氣,排氣口連接軟管至平臺外側或下風口,惰化后從排氣口用氣體測爆儀檢測氣體數值,控制含氧量在3%以內。

2.2.9 對粘接的組件進行帶壓焊接,再焊接其它φ60mm 的孔洞（用補丁堵塊法正壓焊接）,要求采用溫控焊接法進行施焊,要求焊接電流控制在120A,焊接電壓18V,并且采用溫控焊接法進行施焊,達到溫控130℃以內的標準,焊接合格后組粘排漿口A,B。

2.2.10 對排漿A、B 口粘接后從A 口放空,連接軟管,同時關小φ60mm 放空口,從A 口檢測氣體數值,合格后焊接排漿A口。

2.2.11 排漿A 口焊接合格后,以相同方法程序焊接排漿口B。

2.2.12 排漿口A、B 焊接合格后,逐一焊接環板接縫及各泄漏點,要求焊多長就把粘堵點打開多長同時先確認溢出的氣體檢測合格后再進行焊接補強。

2.2.13 13-3/8'' 套管接箍與環板接縫處暫的焊縫先不焊接,其它焊縫采用J422 電焊條進行第一遍的焊堵遇底工藝,結束后采用鋼絲刷進行焊道的清理。

2.2.14 焊堵后清理合格后采用CHE58-1 底氫型焊條進行焊縫的焊堵、補強焊接作業。后再對13-5/8''套管和環板焊口采用進行焊接,合格后再逐一對各焊接補強焊道和點修正打磨確認工作。

2.2.15 在預定的1''閘閥后連接管件短接,安裝壓力表及相關的放空泄壓管件。

2.2.16 進行密壓氣泡檢漏驗收,合格后報甲方人員共同驗收此次封堵處理效果,合格后進行整體的除銹、防腐,2 度富鋅底漆刷鍍。

2.2.17 由于B 井的淺層氣內漏不算太嚴重,現場可直接采用正壓置換導流法進行內部的置換惰化正壓焊接操作。其操作、補焊、確認及封堵流程和A 井作業方法完全相同。

2.3 淺層氣排放流程

A、B 井漏點補強、堵漏、焊接作業對2 口井的24''隔水套管與13 -3/8 '' 表層套管之間的所有縫隙和隔水套管頂端的兩個返漿口進行焊接封堵作業,并在環板上安裝引流閥門、壓力表和管線,引至安全區域進行泄壓（圖2）。

圖2 淺層氣排放流程圖

3 作業過程中風險分析及應對措施

3.1 辦理好相關作業許可證（包括熱工/信號旁通/電力隔離等）

違反HSE 作業程序：主要采取措施是穿戴相關勞動保護用品,嚴格執行HSE 和公司相關規定。

3.2 搬運作業物料和機具到施工現場

3.2.1 未辦理作業許可證：作業前辦理冷工許可。

3.2.2 采用正確地搬運工具和方法：采取正確搬運姿勢,人員站位適當。

3.2.3 搬運方法不正確導致人員摔傷/碰傷/夾傷,設備碰壞/摔壞：作業人員穿戴好個人防護用品（比如安全帽/安全靴/防護眼鏡/勞保手套等）。

3.3 電氣設備接線

設備缺陷導致人員觸電：在平臺電氣師的支持下確認現場電源分布狀況,由專職電工進行接電,嚴格按電器作業要求對電焊機接線,外殼接地,檢查電焊機、砂輪機和線滾子絕緣是否良好。與平臺電氣師共同確認,檢查連接部位是否緊密,確認一切無誤后方可作業。

3.4 井口焊接

主要存在風險是井口內有殘存可燃氣、焊接過程中造成井口泄漏天然氣導致閃燃、噴濺、燙傷、人身傷害、火災、爆炸。采取的措施：（1）準備好滅火器和消防水。氣體監測,做好記錄。（2）現場架設防爆軸流風機,對井口平臺的空間進行空氣吹掃、空氣稀釋；防爆風機設專人值守。（3）對施工環境和井口各縫隙進行測爆,使用泵吸式測爆儀對各縫隙進行檢測,確保沒有可燃氣瀉出,使用兩臺測爆儀同步進行檢測。（4）用氮氣將套管內部進行將殘存的可燃氣進行吹掃,達到動火條件。

3.5 探傷作業

3.5.1 未辦理作業許可證：作業前辦理好冷工許可證。

3.5.2 作業不慎導致人員傷害：作業人員嚴格按照NDT 的有關規定,穿戴好勞動保護用品。

3.5.3 作業不慎導致人員傷害：拉好警示隔離帶,通知相關人員,做好防護措施,防止無關人員進入發生意外事故。

3.5.4 設備損壞,污染環境：作業用完的工業垃圾不得隨意丟棄,放置到指定地點,防止環境污染。

4 施工過程中的HSE 措施

4.1 基本要求

4.1.1 作業前組織一次消防、救生演習。

4.1.2 嚴格按照有關規定執行,以保護海洋環境、保障人體健康、確保作業的順利進行。嚴格執行各項管理規定。

4.1.3 加強作業人員的安全、環保意識。作業前召開安全、環保會議,明確各施工單位的安全、環保責任,制定相應的安全環保措施。作業者和承包商的監督管理人員和相關崗位人員熟悉溢油應急計劃。

4.2 環保要求

4.2.1 嚴格遵守公司環保規章制度和《中華人民共和國海洋環境保護法》,以保護海洋環境。

4.2.2 加強環保意識,執行環保法規,嚴禁向海里傾倒生活及工業垃圾。

4.2.3 準備好一定數量的吸油毛氈備用。使用消油劑應當提前向安全環保部聯系和申報。

4.2.4 以預防為主,及時清理工作區域,確保工作面無油污。