海上试油测试技术.

海上试油测试技术渤海钻探工程有限公司二○一四年三月海上试油测试技术一、概述三、工艺技术及应用二、装备配套五、海上试油测试面临的难题四、海上作业过程的主要风险海上试油测试技术一、概述世界海洋油气的勘探开发是陆上石油的延续，经历了从浅水到深海、从简单到复杂的发展过程，1887年在美国的加利福尼亚海岸钻探了世界上第一口海上探井，拉开了世界海洋石油工业的序幕。目前海洋油气的储量占全球总资源量的34%。主要分布在大陆架，占60%，深水和超深水占30%。国际上流行的浅海和深海的划分标准，水深小于500米为浅海，大于500米为深海，1500米以上为超深海。目前从全球来看，形成的是“三湾两海两湖”的格局。海洋油气产量，海洋油气产量在迅速增长，发达国家海洋勘探开发技术与装备日渐成熟，海上油气产量继续增长，开采作业的范围和水深不断扩大，墨西哥湾、西非、巴西等海域将继续引领全球海洋油气勘探开发的潮流。结论：世界海洋油气勘探开发技术已经成熟。海上试油测试技术一、概述我国海洋石油工业自20世纪50年代开始，但开发不理想，未有重大突破。20世纪70年代末，引进外资，有了新进展。在南海、南黄海、渤海42万平方公里海域,发现各类地质构造474个,为在我国海洋划分区块提供了依据。20世纪80年代初（1982年2月）成立了中国海洋石油总公司。经过多次招标，截止1998年底,已与18个国家和地区的68家外国公司签订了137个石油合同和协议,直接吸收外国公司投入勘探风险。结论：我国海洋油气勘探开发起步晚。海上试油测试技术一、概述截至2010年底，我国海上已经崛起了80余个油气田,海洋油气产量首次突破5000万吨油当量，已经建成了“海上大庆”。其中，海洋原油产量超过4700万吨，海洋天然气产量超过100亿立方米。我国海洋油气的勘探开发以中海油为主，其2012年产量增加到3.424亿桶油当量。在过去10年间，我国新增原油产量有53%来自海洋，2010年这一比例接近85%，海上油气产量增长的潜力还很大。在陆上油田增量有限的情况下，我国海上油气产量增速较快，同时石油公司在海上油气勘探开发上的资本投入也逐渐加大，我国海洋油气开发越发受到重视。结论：我国海洋石油勘探开发处于早中期。海上试油测试技术一、概述我国海洋油气资源调查研究起步较晚，海洋油气勘探程度和油气资源探明程度较低，尚有许多新的领域没有突破，有较大的勘探开发潜力。目前，我国近海大陆架有渤海、北部湾、珠江口、莺琼、南黄海、东海等六大沉积盆地，这些盆地大都含有丰富的油气资源。根据第三次石油资源评价结果，我国海洋油气资源丰富，海洋石油资源量为246亿吨，占全国石油资源总量的23%；海洋天然气资源量为16万亿立方米，占总量的30%。我国海洋石油探明程度为12.3%，远远低于世界平均73%的探明率；海洋天然气探明程度为10.9%，而世界平均探明率在60.5%左右。结论：地质储量丰富，资源基础雄厚，但勘探程度低！海上试油测试技术海上井身结构主要是定向井、大位移井、多分支井为主。海洋开采技术是低井网密度、高采油速度。因为陆上不同的井网开采不同的层系，所以井打得越多越好；而海上要少打井，一套井网开采多套油层。海上油田的开发模式，首先是半海半陆式的，采油的装备在海里，油气分离的装备是在岸上；另外还有一个全海式开发方式，就是采油采气在海上，油气分离也在海上。一、概述海洋石油开采特点海上试油测试技术一、概述目前，海上试油测试技术先进的有贝克休斯、哈里伯顿、斯伦贝谢等公司。国内海上试油测试服务的主要有中海油的中海油服；中石油的大港、辽河、冀东油田，渤海钻探、长城钻探、中油海；中石化的胜利油田等单位。海上试油测试因其特殊的作业环境，需要一些特殊的设备及工艺。海上试油测试海上试油测试技术压井液、保护液服务射孔作业平台救护作业者代表现场监督、安全监督等井下作业井下工具操作地面设备操作数据采集水下测试树操作一、概述作业时涉及装备有像定位系统、设备模块、海工结构物、外输系统、水下装备、工程船舶等。海上试油测试涉及的岗位及工种海上试油测试技术海上试油测试可利用的空间狭小，有限空间作业繁多。如我们参与作业的港海1号钻井平台，有效面积只有16mx19m（包括钻井滑道、工具设备保养区、运输油罐区等），因平台空间小，设备布局受限，不能摆放更多的设备。一、概述海上试油测试特点海上试油测试技术作业时需要的人员、装备、用料以及废物废液，受海况影响，运输处理比较困难。特殊工种多，有电气、维修、易爆品搬运与安装等作业，风险大，所以对防爆、防危化品等级要求高。一、概述海上试油测试特点海上试油测试技术对人员职业水平要求高，有严格的海上作业取证（海上施工“四小证”）要求。多为露天作业，人员受风吹日晒，作业环境单一，容易产生疲劳。一、概述海上试油测试特点海上试油测试技术平台吊机载荷有限，一般为25吨，所以要求作业设备需要轻便并且具有快速安装和拆卸的能力，所以一般主要为橇装设备。交叉作业多，多工种配合作业，平台作业人员高峰时多达120人。需要各岗位统一指挥，各工种密切配合，衔接得当。一、概述海上试油测试特点海上试油测试技术海上施工作业，动用船舶设备、成本高，受天气和海况影响严重，必须提前运作，组织周密。海上环境特殊，决定了安全、井控级别高，对试油作业的质量和安全防护方面有更高的要求。一、概述海上试油测试特点海上试油测试技术这些特点决定了海上试油测试作业过程是一个高技术集成、高危险、高成本的生产过程！海洋油气勘探开发技术是装备大型化、技术集成化、过程智能化、操作自动化、安全环保化的综合技术！一、概述海上试油测试技术二、装备配套三、工艺技术及应用一、概述五、海上试油测试面临的难题四、海上作业过程的主要风险海上试油测试技术二、装备配套海上试油测试常规装备有地面计量、地层测试、试井、现场资料解释等设备，可以实现在各种钻井、试油平台上的试油测试作业和资料的现场解释。地面流程测试树数据头油嘴管汇蒸气换热器计量罐输油泵储液罐三相分离器试井设备橇装式整体双滚筒试井绞车高精度电子压力温度计地层测试工具MFE测试工具、APR测试工具等现场解释设备先进的Saphir解释软件，无线传感设备（一）常规装备海上试油测试技术二、装备配套配套流程：测试树→高压管线→全自动地面紧急关断系统→上游数据头→油嘴管汇→下游数据头→蒸气换热器→三相分离器气体水原油计量后燃烧计量后进船运输计量后燃烧计量后运输（一）常规装备——之一地面设备海上试油测试技术二、装备配套（一）常规装备——之一地面设备海上试油测试技术1.防硫双翼测试树2.防硫数据头工作环境：防硫压力级别：10000psi温度级别：-20℉-350℉通径：2-9/16含有：2个温度测量孔，1个取样孔，1个化学注入孔，1个压力测量孔，1个静重仪测量孔主要技术参数:工作压力：10000psi工作温度：-20℉-250℉最大拉力：400000lbs通径：3-1/16测试端带有ESD自动控制系统主要技术参数:二、装备配套（一）常规装备——之一地面设备海上试油测试技术3.地面安全阀及自动控制系统地面ESD系统是海上测试必须的安全系统。在开关操作时人员可以远离高压危险区，遇有紧急情况，可以自动或手动迅速关闭紧急关断阀，保证试油测试期间的安全。4.油咀管汇目前用于海上的70MPa油嘴管汇4套，全部为Anson公司产品。分别是：2和3通径。全部都是五阀型管汇，带有活动油嘴和固定油嘴。二、装备配套（一）常规装备——之一地面设备海上试油测试技术5.蒸汽换热器蒸气换热器是由承压壳体和高压盘管组成的，它的工作原理是利用蒸气围绕盘管流动来加热盘管中的流体。因为它在使用时没有明火，安全性较高，尤其适用于海上平台试油使用。通过对地层流体的加热，可以使其在分离器中分离更彻底，输送也更方便。这种换热器带有安全阀系统和压力温度自动控制系统，加热量大，效率高。二、装备配套（一）常规装备——之一地面设备海上试油测试技术6.三相分离器目前国内用于海上试油测试的三相分离器有Expro公司、Smith公司、法国Geoservice公司，均能满足海上平台试油作业的需要。Expro分离器参数指标二、装备配套（一）常规装备——之一地面设备海上试油测试技术三相分离器的压力调节：故障排除一览表序号现象可能原因对策1分离效果差，气带油分离压力过低适当提高分离压力2油带气1.液面过低2.温度低、黏度大3.分离压力过高1.适当提高液面2.加热降低黏度3.适当降低分离压力3液面计液面不波动液面计及其管路凝固堵塞进行清堵。局部加热可预防4压力突然上升1.气出口阀门关闭2.气出口冰堵3.油嘴刺坏4.井筒段塞流1.检查压力控制系统2.关井清除,加热或提高加热温度/打防冻液可缓解3.关井更换油嘴4.观察二、装备配套（一）常规装备——之一地面设备海上试油测试技术三相分离器的压力调节：故障排除一览表序号现象可能原因对策5压力突然下降1.井口/井下安全阀关闭2.油嘴堵塞3.井筒段塞流1.检查落实，重新打开2.检查清除3.观察6液面上升难以控制1.油（水）管路摩阻大2.分离压力过低1.缩短/加粗油（水）管路；提高温度降粘2.适当提高分离压力7液面下降难以控制液体产量过低采用断续/定时排液法8压力/产量波动大1.井内段塞流/液性不稳定2.压力/液面控制仪表调节不灵敏1.适当提高分离压力2.调整仪表二、装备配套（一）常规装备——之一地面设备海上试油测试技术7.全自动数据采集设备地面测试数据管理系统。（1）数据采集软件及计算机、打印机、8小时不间断电源;（2）采集接口箱：带有16个模拟信号通道和8个数字信号通道;（3）采集探头包括：2个上游压力探头，0-10kpsi1个上游温度探头，-30-350℉2个下游压力探头，35mpa1个分离器压力探头，0-2kpsi1个下游温度探头，-30-350℉2个套管压力探头，0-10kpsi1个油温度探头，0-250℉1个加热炉下游温度探头，0-300℉二、装备配套（一）常规装备——之一地面设备海上试油测试技术LPR-N阀STV阀OMNI阀RD循环阀RDS阀RD取样器伸缩短节放样阀RTTS封隔器、安全接头PT封隔器压力托筒DDI压力计旁通阀测试工具哈里伯顿APR系列测试工具国产APR系列测试工具配套井下测试工具LPR-N阀STV阀RD取样器RDS阀RD循环阀一般有MFE系列测试工具，全套哈里伯顿APR系列井下测试工具、国产APR系列测试工具，满足不同井身结构的PT、RTTS封隔器、压力计托筒、电子压力计等测试工具。MFE系列测试工具二、装备配套（一）常规装备——之二井下设备海上试油测试技术二、装备配套（一）常规装备——之二井下设备海上试油测试技术1.MFE测试阀MFE（MultiFlowEvaluator）地层测试器是一种常规测试器，整套测试工具均借助于上提、下放测试管柱来操作和控制井下工具的各种阀，具有操作方便、动作灵活可靠、地面显示清晰的特点。测试时，在地面可以比较容易地观察和判断井下工具所处的工作状态，并能获得任意次开井流动和关井测压期。二、装备配套（一）常规装备——之二井下设备海上试油测试技术1.MFE测试阀特点测试阀的开关安全可靠，能保证测试成功。仅仅依靠管柱上下运动来控制测试器的工作。心轴两端受压面积不相等，这样可以使测试阀在下管柱过程中保持关闭。在流动结束时，在地层压力下，能取出2.5升地层流体样品。取样室配备由安全泄压阀，在转样运输过程中如果遇到高温或火灾时，泄压阀将自动卸压。防止胀裂取样室。此种测试器已经国产化，成本较低。二、装备配套（一）常规装备——之二井下设备海上试油测试技术2.液压锁紧接头液压锁紧接头是用于套管井测试的锁紧装置，当套管封隔器坐封后进行测试时，要上提下放管柱来操作多流测试器（MFE），在上提管柱时，封隔器有解封的可能，这时，液压锁紧接头运用液压面积产生一个向下的锁紧力，同时产生一个向上顶多流测试器的力。这个向下的锁紧力就相当于在封隔器上部加了一部分钻铤来帮助封隔器坐封。二、装备配套