海洋测试施工工艺

1海上油井测试工艺技术摘要海洋测试与陆上测试施工工艺存在较大的区别。本文分别从海洋生产平台的结构、使用的设备及井身结构等方面介绍了海上油井测试现场施工的具体步骤及方法。前言海洋测试施工工艺对我们来说是一门新的施工方法。由于海洋平台面积小、油气量大、及易发生火灾，并且国家对海洋环保的管理十分严格，施工时稍有不慎就有可能造成难以挽回的损失。因此，海洋油田很早就采用了与国际惯例接轨的管理方法，对任何施工都配备现场监督人员，对施工的每一个环节甚至工具都实行严格的现场监督。对不按照要求施工或者设备达不到安全、环保要求的队伍，随时可能勒令停工。另外由于海洋井的斜度大、井身结构十分复杂，使得井下仪器的响应与陆上垂直井中的响应有较大的区别，给电缆的起下和资料的解释也带来了很多的不便。综上所述，海洋测试的难度是很大的。但随着入世的逐渐临近，国内测试市场竟争的日趋激烈，我们必须尽快地提高施工队伍的综合素质，海洋油田国际化的管理模式，对我们走向世界测试市场来说正好是锻练队伍、总结经验的良好机会。海上测试与陆上测试工艺的主要区别1.井身结构与井下工具不同海洋油田的完井方式与陆上油田的完井方式有很大的区别。其井下的油层套管外径大多为95/8＂（也有的是7’’），射孔后在地层位置的套管内下入防砂金属绕丝筛管，套管与筛管之间充填砾石防砂。在生产井中地层中的流体通过套管、砾石、筛管进入井内，而在注入井中，顺序正好相反，各个地层间由防砂封隔器等工具组成的防砂系统隔开,详见表1。井下管柱结构主要有：注水井管柱、电泵井管柱、双管柱几种类型。其中注水井和自喷井与陆上同类井的井下管柱结构基本一致。在电泵生产井中，为了在生产的同时进行监测，在油管的底部安装Y形接头，一边安装潜油电泵和单流阀，另一边与油管连接内部装有堵塞器（生产堵塞器），保证由电泵抽出的井堵塞器内液体通过油管到达地面。测试时，先下打捞工具捞出Y工作筒2生产堵塞器，然后将测试堵塞器做在电缆头上端，下到Y形接头位置，实现电缆运动时的动密封（如图1所示）。电泵图1堵塞器工作示意表1防砂工具系统工具深度(m)长度(m)外径(in)内径(in)SC-R封隔器1830.081.388.446.00磨洗延伸管1831.461.667.6256.800套管短节1833.120.308.1204.7504．75〞定位密封筒1833.420.627.654.756-5/8〞上部延伸管1834.032.366.6305.970190-47砾石充填滑套1836.40.567.004.750190-47砾石充填密封筒1836.960.627.004.7506-5/8〞下部延伸管1837.582.216.6305.9704．75〞定位密封筒1839.790.937.3904.750盲管1840.7222.635.504.930筛管1863.3517.326.1804.9304．75〞密封筒1880.670.716.504.752.测井方式不同陆上油田生产测井一般都配备有电缆滚筒、测试井架、地面及井下仪器，这些设备大多以车载为主。由于场地宽阔，在井场施工时，测试小队可根据不同的需要选择自己满意的地方停放设备。海上油田则由于平台空间狭小（见表2），测试设备采用拖撬，拖撬的重量及大小受平台起重设备和空间的限制，所以体积和重量不能太大，也可以采用分体式的方法解决这个问题。在测试过程中，陆上测试的天滑轮用吊车吊着或有专门的井架，地滑轮固定在采油树上。海上的测试设备都在顶层甲板上，采油树都在二层甲板上，每个平台都只有一个吊车，其主要任务是吊装平台生产及平台设施维护所需的人员和物资，用完后吊车放倒在平台固定位置，避免风大时损坏吊车。因此，海上测试不可能长时间地图2井口连接示意图占用平台吊车，天滑轮、地滑轮都只能固定在防喷管上，如图2所示。防喷管上端装有固定天滑轮的装置，并且必须有较强的抗拉性。表2锦州9-3油田平台综合情况表3平台顶甲板面积长X宽顶甲板海拔（m）补心海拔（m）油管尺寸（in）水深(m)吊车最大吊量（吨）东平台25．6X3617.52627/86.710西平台24.5X35.521.527.627/87.5103.测井环境不同海洋油田收益十分可观，但投资巨大。由于远离陆地，所以采油生产和人员生活都在同一个平台，每个平台至少要有十多口井，油、气、水、电样样俱全。极易发生火灾，海上发生火灾后人员逃生的可能性极小，造成的损失极大。因此，发生火灾是海上施工最大的灾难。预防火灾是海上施工的首要任务。另外海洋环境对污物的排放有着十分严格的要求，施工必须有可靠的密闭防喷手段。测井使用的设备1.井口密闭防喷装置目前海上测试使用的密闭防喷装置主要由封井器(BOP)、仪器捕捉器、防喷管、密封系统等部分组成。其原理如图2所示。1）BOP有两个作用类似于清蜡闸门的耐压橡胶闸板，能承受一定的高压。在意外的井喷情况下，可以密封井口。正常情况下BOP是打开的。2）仪器捕捉器有一个用弹簧控制的带有豁口的挡板，它的作用相当于一个单流阀，仪器上行通过捕捉器时，仪器串顶着挡板使挡板打开，仪器串全部进入防喷管后，挡板在弹簧的作用下自动落下，即使电缆抽签仪器也不会掉井。3）防喷管的内径有68mm，各级之间靠油壬连接，可根据仪器串的长度确定使用的根数。44）密封系统主要由注脂泵、阻流管、密封脂、手压泵及相关管线组成。工作时，由于阻流管与电缆之间只有0.1--0.2mm的空间，所以只有很少的井内液体流出，再通过注脂泵向阻流管内注入粘度很大的密封脂充填阻流管与电缆之间的空间达到更好的密封效果。2.拖撬由于平台一般都高出海平面20--30m，顶甲板距海平面一般为26m左右，而且从陆地运送到平台，再从平台返回到陆地，都要频繁地使用吊车。为了吊运的方便和设备的安全，海上施工的设备都被安装在牢固结实的拖撬中。因为有些平台的吊车的起重上限只有5吨，所以在拖撬制做时还应该考虑重量不能太大。重量太大的要具有分体功能。我们目前所使用的拖撬分别是地面仪器及绞车拖撬、井口密封设备拖撬和井下仪器及工具拖撬。其中地面仪器及绞车拖撬在吊运时可以被分为三个重量都小于5吨的小撬，可以满足吊车吨位较小平台的需要。3.测试堵塞器测试堵塞器只用于具有Y型管柱的电泵井的测试。其结构是内部有一个中心孔径与电缆外径相同的锥形体橡胶盘根能使电缆穿过，并能由上部带有螺纹的压帽来确保电缆与盘根之间的密封，以防止由电泵抽出的井下流体经测试堵塞器部分流回井下，堵塞器外部有两个“O”形盘根保证堵塞器与“Y”工作筒之间的密封。测试时，先将测试堵塞器穿过电缆，然后制做电缆头。现场施工工艺由于注水井自喷井没有堵塞器的作业过程，对电泵井的施工完全包括注水井自喷井的过程，所以对注水井自喷井不做单独的讲述。1.井口的连接与安装1)按防喷器防喷管仪器捕捉器封井器（BOP）的顺序连接井口密封装置并按测井项目所需仪器串顺序连接仪器，并检查各连接部位的丝扣、油壬的密封面是否清洁以及橡胶密封盘根是否完好，在密封面上涂适量的密封硅脂，保证连接处有良好的密封。2)给井下仪器通电，检查仪器工作是否正常，然后将仪器串送入防喷管内。检查手压泵管线、注脂泵管线、溢流管线与防喷器的连接是否紧固。3)检查防喷管吊装用钢丝绳及固定用绷绳与防喷管的连接是否牢固可靠。4)给手压泵打压将电缆抱死、关闭采油树上清蜡阀门、泄掉压力、卸掉井口油壬、连好防喷短节。指挥吊车吊起防喷装置与已和井口连好的短节连好。5)固定好绷绳，指挥吊车下放，然后将溢流管、注脂泵分别连好,缓慢打开清蜡阀门，待防喷管内与井内压力平衡后观察防喷系统不漏，再全部打开清蜡阀门，然后将手压泵全部泄压，仪器下入井内。2.测井前打捞生产堵塞器的操作方法1)打捞工具串下至堵塞器以上10米后停车，观察并记录下此时的张力值。52)下放工具串捞堵塞器，上提电缆观察张力指示验证是否捞住。3)捞住堵塞器后，调节上提拉力增加1KN,若不能捞出，则吊住不动，观察张力表显示，待拉力下降后再调节上提拉力增加1KN,反复此过程直至生产堵塞器顺利捞出。4)若不能起出，则应请测试监督协助用从环形空间反挤柴油或海水等方法起出生产堵塞器。3.测试堵塞器的座封1)堵塞器随仪器串下入井中，电缆下放速度不宜过快（1000--2000m/h）。待仪器下至堵塞器以上时，加快速度帮助堵塞器坐入Y工作筒。2)仪器下过Y工作筒后（至少应下过Y工作筒100--200m），通知测试监督与泵房联系挤柴油坐封。观察压力达到6MPa后10--15分钟不降则坐封成功。3)启泵，恢复压力24小时达到稳定后，才可开始正常测试过程。4.测井结束后仪器过“Y”堵塞器操作方法：1)测井结束后，上提仪器串至“Y”堵塞器以下10m时，降低上提速度，观察并记录下此时的张力值。2)调节绞车扭矩至刚能起动仪器串。注意观察张力指示变化，尽量降低仪器串上提速度，当张力数值明显增大时，表明电缆头已经到达测试堵塞器，应立即停车（此时绞车应能自动停止），通知测试监督与泵工联系停泵。3)调节绞车扭矩，将上提拉力增加1KN,使电缆头顶住堵塞器停住不动，等待一段时间，若不能起动堵塞器，将仪器串下放10m左右，将扭矩再上调1KN,反复以上过程至堵塞器起出。4)调节扭矩时应注意不要超过电缆头的拉断力，若拉力调至此值仍不能起出仪器串，应马上与测试监督联系，采用从环形空间反挤柴油或海水等方法起出。5.投放生产堵塞器1)仪器起至井口后，关闭清蜡阀门放空泄压。通知吊车吊住防喷管，然后松开防喷管绷绳，从仪器捕捉器上端卸开防喷管，指挥吊车吊起防喷管。2)更换生产堵塞橡胶密封圈并在密封圈处抹黄油。然后将生产堵塞器放入捕捉器内，指挥吊车放下防喷管，然后上紧防喷管，关好放空阀门。3)缓慢打开清蜡阀门，憋压。观察压力变化，压力达到6MPa后10--15分钟不降则坐封成功，确任坐封成功后，关清蜡阀门泄压，拆卸密闭防喷装置、恢复井口。6.几点注意事项1)由于井斜度较大（最大井斜达70度），起下电缆和PLT连续流量曲线的测量速度不能太快。2)在恢复压力的过程中，为了防止井内液体从防喷管喷出，须将手压泵打紧，开始测井时应先将手压泵放松，以免拉坏防喷管或电缆。SONDEX组合仪及过流式找水仪在海洋测井中的应用6本次海洋测井，我们采用了SONDEX公司的九参数测井仪和皮球全集流过流式找水仪器分别对JZ9-3E2-3自喷井和JZ9-3E1-6电泵井（按照厂家要求，对E3-5井只用SONDEX组合仪）进行了产出剖面测试。SONDEX组合仪一次下井提供的参数有磁性定位、自然伽马、井斜、石英压力、温度、持气率、电容持水率、放射性密度和流量九个参数。这两种仪器的测试结果基本相符。通过对资料的分析，我们发现：1）PLT产出剖面组合仪测井结果显示，下测录取到的流量曲线较好，上测曲线由于井的内径变化较大、流体速度过高、产气量相对较大，存在回零现象。其他流体参数都能较好的反映井下流体情况。通过集流型流量计定点测量和PLT产出剖面组合仪连续测量结果的综合解释，可以真实地反映井下的产出情况,如图5所示。2）在井筒内筛管部分的流体流量测试存在较大的偏差，流量偏低。因为防沙筛管外是由砾石充填的，有一定的孔隙度和渗透性，当皮球将井筒封住后，造成流体向上流动阻力增大，一定数量的井下流体从井筒外砾石间的孔隙流过产生绕流现象，从而导致了流量在筛管处的值偏低。所以筛管部分的流量不具有代表性。3）在井筒内封隔器部分测得的流体流量是相对准确的，因为在封隔器部分，井筒外与套管之间只有封隔器，而没有砾石充填，流体只能由仪器的中心管流过。4）通过对JZ9-3E1-6Y型管柱井的测试，我们发现：（1）皮球全集流型仪器非常适合于Y型管柱井的流量测试，在产液滑套上下，均为正常油管，皮球很容易就可以封住井筒，从而使流体全部从仪器中心管流过。（2）皮球全集流型仪器在流量范围内可以较准确的给出测点以下的流量数值，可以很明显的判断滑套所处层段有无液体产出（该井第一次测试结果为：在三个滑套中仅有最上边的滑套产液，经甲方查阅井史发现，原来是下面两个滑套没有打开；经过钢丝作业打开滑套后，第二次重