《海洋石油、采油工程》5章概述

1、第五章第五章 海上鉆井、采油工程海上鉆井、采油工程一、定井位一、定井位井口位置由甲方（油公司）根據(jù)勘探開發(fā)、評價的需要通井口位置由甲方（油公司）根據(jù)勘探開發(fā)、評價的需要通過必要的物探、地質(zhì)資料分析而給乙方（鉆井公司）提供的大過必要的物探、地質(zhì)資料分析而給乙方（鉆井公司）提供的大地坐標(biāo)，井口通常表示為東經(jīng)和北緯交叉度數(shù)。地坐標(biāo)，井口通常表示為東經(jīng)和北緯交叉度數(shù)。乙方在接到甲方提供的乙方在接到甲方提供的鉆井設(shè)計鉆井設(shè)計后生產(chǎn)運行科積極開后生產(chǎn)運行科積極開展海調(diào)（作業(yè)區(qū)域潮水限制、滿負荷壓載插樁入泥穿刺試驗，展海調(diào)（作業(yè)區(qū)域潮水限制、滿負荷壓載插樁入泥穿刺試驗，海床平整度，海底障礙物等）計算平臺能否

2、進行作業(yè)；確定作海床平整度，海底障礙物等）計算平臺能否進行作業(yè)；確定作業(yè)后由生產(chǎn)技術(shù)科組織平臺工程師排出生產(chǎn)運行、和船舶使用業(yè)后由生產(chǎn)技術(shù)科組織平臺工程師排出生產(chǎn)運行、和船舶使用計劃以及計劃以及單井施工設(shè)計單井施工設(shè)計，并與定向井、綜合錄井、測井、，并與定向井、綜合錄井、測井、套管服務(wù)隊、固井等分包方進行施工協(xié)調(diào)。套管服務(wù)隊、固井等分包方進行施工協(xié)調(diào)。二、拖航、移位二、拖航、移位1、簡述：拖航狀態(tài)是由拖輪將平臺從一個地方遷移到另一個地方。移位狀態(tài)是井口移動位置很小的拖航或平臺整體不動，鉆機底座通過懸臂梁導(dǎo)軌來回移動的過程。二、拖航、移位二、拖航、移位鉆機底座通過懸臂梁導(dǎo)軌來回移動二、拖航、移位

3、二、拖航、移位2、拖航準(zhǔn)備及注意事項：(1)平臺上所有多余材料及非本平臺上的物件必須搬離。(2)平臺處于輕載拖航裝載工況，如近距離移井位，可按滿載拖航的裝載。(3)平臺除應(yīng)該裝載的淡水艙、油艙外,其余液艙均要打空。關(guān)閉壓載艙閥門、泵艙通海閥。(4)必須關(guān)閉所有甲板艙口蓋、人孔蓋。除因工作必須的出入口允許打開外，其余通向室內(nèi)外的門、窗均應(yīng)關(guān)閉。 二、拖航、移位二、拖航、移位(5)各層甲板上及艙內(nèi)設(shè)備、器材、備件等一切可移動設(shè)備均按航行要求定位、系固。(6)起重機、救生設(shè)備、鉆井設(shè)備及平臺上一切可移動設(shè)備均按航行要求定位、水平固定。(7)必須檢查拖航設(shè)備、通訊、救生、航海、安全設(shè)備及航行燈光訊號處

4、于完好狀態(tài)。(8)檢查拖曳設(shè)備處于完好狀態(tài)。(9)將備用拖索具放在甲板首部，短纜纏在單十字帶纜樁上。二、拖航、移位二、拖航、移位3、拖航過程：(1)拖航過程中,為避免與拖曳設(shè)備相碰，上甲板的救生艇不允許使用。(2)在風(fēng)力6級時，能輕載遠距離拖航及近距離井位間移位時滿載拖航。要有拖航所經(jīng)海域48小時的天氣預(yù)報。(3)拖航中，時刻保持平臺重心穩(wěn)定，吃水和可變載荷不得超過本平臺操船手冊所規(guī)定的數(shù)據(jù)。二、拖航、移位二、拖航、移位(4)拖航過程中,以拖航小組（專家）為領(lǐng)導(dǎo)核心，統(tǒng)一協(xié)調(diào)被拖鉆井平臺和主拖船舶之間的事項。(5)報務(wù)人員通過海事衛(wèi)星等通訊手段定時（每2小時）向公司有關(guān)部門（生產(chǎn)運行科）匯報航

5、速、位置、狀態(tài)。(6)拖船和平臺開通衛(wèi)星識別系統(tǒng)，生產(chǎn)運行科通過電腦顯示器可以隨時看到船舶運行位置。二、拖航、移位二、拖航、移位4、拖航方式：濕拖、干拖。干拖干拖濕拖濕拖二、拖航、移位二、拖航、移位5、定位、升船：自升平臺： 拖航到達預(yù)定井位后，可通過拖船協(xié)助、拋錨、插樁腿三種方式相結(jié)合進行定位、調(diào)整，壓載升船。三、隔水導(dǎo)管施工三、隔水導(dǎo)管施工1、隔水管簡述：隔水導(dǎo)管一般為大直徑36寸（914.4mm）、33.5寸（850.9mm)、30寸（762mm）、20寸（508mm），厚壁30-45mm圓管。作用有抵抗冰凌堆積，隔離地表流沙層，支撐井口套管頭、滿足井控要求以及后期采油樹的安裝。渤海海域

6、平均水深28m，隔水管下深83m 。三、隔水導(dǎo)管施工三、隔水導(dǎo)管施工2、鉆隔水管：鉆第一立柱用單泵，排量2530升/秒、轉(zhuǎn)速3050轉(zhuǎn)/分,之后加大排量到設(shè)計要求,為70升/秒，轉(zhuǎn)速為80-120轉(zhuǎn)/分。每鉆完一柱立柱劃眼一次，接立柱前必須將井底沖洗干凈。期間泵入10方高粘（100s以上）鉆井液，充分循環(huán)清洗井眼。短起下到井口后，靜候30分鐘，下鉆探沉砂。直至若沉砂很少，起鉆。三、隔水導(dǎo)管施工三、隔水導(dǎo)管施工3、固隔水管：(1)下入帶有插入頭的內(nèi)管柱。檢查插入接頭上的密封圈。(2)下插入接頭進入導(dǎo)管浮鞋，向?qū)Ч軆?nèi)灌滿海水靜止510分鐘檢查密封（液面不降）。(3)對固井管線進行試壓10MPa 5

7、分鐘壓降為0MPa合格。(4)固井完畢，起出插入頭，檢查是否有回流，若無候凝。四、一開鉆進四、一開鉆進1、套管鉆進(套管鉆鞋)：鉆鞋冠部中心部分由鋁合金制成，為各種鉆頭可鉆式。刀翼前緣由熱穩(wěn)定金剛石切削元件。刀翼外緣鑲有PDC切削齒。該工具類似PDC鉆頭，能在低鉆壓的條件下快速鉆進，具有低鉆壓高扭距的特性。因此，在鉆進過程中盡可能保持最小鉆壓。四、一開鉆進四、一開鉆進作業(yè)程序：(1)套管準(zhǔn)備：通徑、編號、丈量、清洗絲扣，母扣均勻涂絲扣油。(2)按照常規(guī)方法連接套管鉆鞋+套管一根+浮箍，下套管至泥面附近，坐在轉(zhuǎn)盤上。(3)換長吊環(huán)，帶套管吊卡。(4)通過變扣短節(jié)將撈矛裝置與頂驅(qū)連接，以正常上扣扭

8、矩上緊。(5)連接下一單根套管，使用單根吊卡提起單根套管，用套管鉗以正常扭矩上緊。四、一開鉆進四、一開鉆進(6)上提套管，提出卡瓦。 (7)打通循環(huán)，轉(zhuǎn)動頂驅(qū)。逐步提高排量和轉(zhuǎn)速。(8)下放套管緩慢鉆進，如果需要，可進行倒劃眼。 (9) 完鉆后，循環(huán)，接水泥頭。(10)固井、侯凝，固井期間旋轉(zhuǎn)套管。扶正臂四、一開鉆進四、一開鉆進2、常用工具：五、安裝防噴器五、安裝防噴器1、安裝：l固井后候凝6小時；l拆掉固井水泥頭；l將吊卡去掉,使套管處于自由狀態(tài)；l切割套管，甩掉多余的套管；l在套管頭服務(wù)人員的指導(dǎo)下，安裝套管頭；l安裝70兆帕防噴器組及井口導(dǎo)管。五、安裝防噴器五、安裝防噴器2、試壓：l 按

9、鉆井設(shè)計對套管試壓30分鐘。l 用試壓堵塞器，對防噴器組進行試壓,壓力環(huán)形17.5/閘板24.5Mpa，10分鐘壓降小于0.7Mpa合格。l 對節(jié)流管匯進行試壓,試壓壓力24.5Mpa，10分鐘壓降小于0.7MPa合格。六、二開、三開鉆井六、二開、三開鉆井1、鉆進：由于二開三開巖性多為泥巖、砂巖及玄武巖，故二開（三開部分地層）適合于動力鉆具快速鉆進，鉆具結(jié)構(gòu)基本相同，生產(chǎn)井大多采用二開井，探井采用三開井。2、鉆具組合：動力鉆具組合：241.3mm鉆頭+630+197mm（1.0）導(dǎo)向馬達+回壓閥+240mm扶正器+203mm無磁鉆鋌1根+MWD短節(jié)+203mm無磁鉆鋌1根+165mm鉆鋌（1柱

10、）127 mm加重鉆桿15根+127mm鉆桿。六、二開、三開鉆井六、二開、三開鉆井3、操作：(1)馬達下井之前要認真檢查，保證下井后能正常工作。(2)下鉆過程中進行各種工況下的防噴演習(xí)，下鉆探水泥塞并鉆開，鉆壓30-40kN，轉(zhuǎn)速80120r/min，排量40-45L/s。(3)進入油層前100m，進行打開油氣層前技術(shù)交底，進行坐崗，防噴、防漏。(4)使用震動篩、除砂器、除泥器及除氣器，及時清除泥漿中有害固相，并觀察返砂情況及接立柱時的拉力情況。六、二開、三開鉆井六、二開、三開鉆井(5)鉆進一柱劃眼一遍，早開晚停泵，縮短停泵時間，并配合定向井測斜。(6)更換鉆頭下鉆到底，先磨合鉆頭，再正常鉆進

11、。(7)停止鉆進期間，鉆具應(yīng)保持上下活動，防止定點循環(huán)沖出大肚子?；顒铀俣纫鶆?，不得猛提猛放。(8)起鉆前循環(huán)干凈井眼，并調(diào)整好鉆井液性能達到設(shè)計要求后起鉆。(9)起鉆時上提拉力不能超過總懸重噸數(shù)，同時及時灌注泥漿。七、固井七、固井套管頭七、固井七、固井固井工具七、固井七、固井一次單塞注水泥固井作業(yè)圖解七、固井七、固井一次雙塞注水泥固井作業(yè)圖解七、固井七、固井正規(guī)非連續(xù)式雙級注水泥工藝流程圖解七、固井七、固井非正規(guī)連續(xù)式雙級注水泥工藝流程圖解八、測井及棄井棄井八、測井及棄井棄井1 1、放射源：、放射源：測井儀器含有兩種放射源中子源和密度源平時放在特定的源罐中。放射源主要是殺死人身體里的白血細

12、胞，降低人體免疫力，對人體有嚴(yán)重危害。中子儀使用一個放射源(钚-鈹或镅-鈹及銫137)由儀器發(fā)射伽瑪射線進入地層，當(dāng)伽瑪射線與地層原子碰撞時，發(fā)生康普頓散射而損失能量。一些伽瑪射線折射回儀器的兩個探頭而被接收。2 2、優(yōu)點及作用：、優(yōu)點及作用：(1)可測量地層體積密度和光電吸收截面指數(shù)。(2)確定地層孔隙度和巖性；(3)識別地層礦物；(4)判斷流體性質(zhì)；(5)識別氣層。3、完井-射孔完井3、完井-裸眼完井3、完井-裸眼礫石填充完井4、棄井（1）測聲幅，油層試壓合格后就進入棄井階段。（2）向甲方提出棄井方案申請，由甲方?jīng)Q定棄井方式和批復(fù)棄井方案。（3）棄井分三種情況：永久性棄井、臨時棄井、暫閉棄

13、井。八、測井及完井棄井八、測井及完井棄井l “永久性棄井”指對要廢棄的井進行封堵井眼及回收井口裝置的作業(yè)。此類井不能重新利用，不用保留井口。l “臨時棄井”指對正在鉆井或因故中止作業(yè)井或?qū)σ淹瓿勺鳂I(yè)的井需保留井口而進行的封堵井眼，戴井口帽及設(shè)置井口信號的作業(yè)。l “暫閉棄井”指對已按照設(shè)計全井下套管固井合格但未射孔試油的已完鉆井，需保留井口而進行的戴井口帽及設(shè)置井口信號的作業(yè)。l “井口遺留物”指在棄井作業(yè)后遺留在井口海底泥面以上的物體。第一節(jié) 海上采油平臺簡介一、海上平臺分類：1.固定平臺生產(chǎn)系統(tǒng)2.浮式生產(chǎn)系統(tǒng)固定式采油平臺重力混凝土平臺第六章第六章 海洋采油設(shè)備概述海洋采油設(shè)備概述第一節(jié)

14、 海上采油平臺簡介2.浮式生產(chǎn)系統(tǒng)張力腿采油平臺拉索塔采油平臺第二節(jié) 水下生產(chǎn)系統(tǒng)1、什么是水下生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)它是一種通過水下完井系統(tǒng)，和安裝在海底的生產(chǎn)設(shè)施，海底管匯系統(tǒng)及海底管線組成一套水下油氣水采輸系統(tǒng)；通過地面和水下控制系統(tǒng)的操作控制，將油氣井采出的油水氣從海底輸送到依托設(shè)備或陸上終端的系統(tǒng)工程。2、水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)施及工具水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)施：水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)施：水下井口和生產(chǎn)基盤；水下采油樹組件；水下管匯系統(tǒng)；水下設(shè)備防護設(shè)施；水下控制系統(tǒng)；水下油氣處理設(shè)施；水下增壓設(shè)備；水下輸配電系統(tǒng)；水下計量設(shè)備；1.水下人工舉升系統(tǒng)；水下生產(chǎn)系統(tǒng)工具水下生產(chǎn)系統(tǒng)工具(1)柔性采油軟管：(2)垂直連接器

15、接頭：2、水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備工具(3)承壓護帽及線管匯結(jié)構(gòu)：3、水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計原則(1)水下生產(chǎn)系統(tǒng)工程方案的設(shè)計應(yīng)綜合考慮油氣田發(fā)展各個階段的需要、油氣田基本設(shè)計參數(shù)、設(shè)計荷載；(2)設(shè)計初期要考慮到將來擴大生產(chǎn)需求，如后期調(diào)整井或周邊小區(qū)塊的開發(fā)；(3)水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和當(dāng)?shù)靥厥庖?guī)定，使開采周期內(nèi)的利益最大化；(4)水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)考慮魚網(wǎng)、錨區(qū)和落物等潛在風(fēng)險，敏感設(shè)備應(yīng)設(shè)保護裝置；3、水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計原則(5)水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)考慮環(huán)境保護問題，如液壓液選擇與泄露風(fēng)險等；(6)應(yīng)考慮水下生產(chǎn)系統(tǒng)的安裝、操作、檢測、維護、維修和廢棄期間的要求；(7)水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)

16、計時應(yīng)充分利用周邊基礎(chǔ)設(shè)施；(8)綜合考慮水下生產(chǎn)設(shè)施與依托設(shè)施、鉆完井工程的界面。4、水下生產(chǎn)系統(tǒng)特點(1)采用水下生產(chǎn)技術(shù)可充分利用周邊已有或在建水面設(shè)施；(2)深水、井?dāng)?shù)少或油藏較分散時，采用水下生產(chǎn)系統(tǒng)具有建設(shè)周期短、初投資低等優(yōu)勢；(3)采用水下井口油氣井布置較靈活；(4)水下生產(chǎn)系統(tǒng)適用水深范圍從幾米到數(shù)千米，可用于各種復(fù)雜海況；(5)通過水下完井方式可將探井、評估井轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)井，從而不致使探井報廢；(6)水下生產(chǎn)設(shè)備可回收利用，在降低油氣田開發(fā)成本的同時還有利于海洋環(huán)境的保護和海上交通航行的安全；(7)水下生產(chǎn)系統(tǒng)可用于不允許建立水面設(shè)施，如固定平臺、深水浮式平臺的軍事禁區(qū)和航線

17、。5、水下采油樹（1 1）水下采油樹的發(fā)展及特點：）水下采油樹的發(fā)展及特點：分分 類類特特 點點干式采油樹干式采油樹式早期的水下采油裝置，采油樹置于一個封閉的常壓常溫艙里，維修人員可以進入其中工作。系統(tǒng)復(fù)雜，配有多套生命維持系統(tǒng)，進入操作時有危險。干濕混合式采油樹干濕式采油樹是第二代水下采油裝置，可實現(xiàn)干濕轉(zhuǎn)換，正常生產(chǎn)時，采油樹呈濕式狀態(tài)。維修作業(yè)時，維修艙與水下采油樹相連，排空海水可變成干式常壓常溫采油樹。需要專門對接接口，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。沉箱式采油樹把整個采油樹，全部置于水下9.115.2m深的導(dǎo)管內(nèi)?？捎行p少采油樹受海底外界沖擊破壞，造價過高。濕式采油樹水下采油樹完全暴露在海水中，結(jié)構(gòu)

18、形式簡單、基本部件與功能與其他采油樹相同，更換方便，使用廣泛。5、水下采油樹（2）水下采油樹的分類：干式采油樹干式采油樹；濕式采油樹；濕式采油樹；5、水下采油樹（2）水下采油樹的分類：干式采油樹；干式采油樹；濕式采油樹濕式采油樹；5、水下采油樹（3）水下采油樹的分類：導(dǎo)向安裝采油樹；無導(dǎo)向安裝采油樹；導(dǎo)向安裝采油樹；無導(dǎo)向安裝采油樹；（4）水下采油樹的分類立式采油樹立式采油樹（4）水下采油樹的分類臥式采油樹臥式采油樹（5）水下采油樹的優(yōu)缺點立式采油樹優(yōu)優(yōu) 勢勢劣劣 勢勢樹因為傳感器或閥出現(xiàn)故障，必須要提起時，不影響完井。井口出現(xiàn)問題，采油樹必須提起。鋼絲繩作業(yè)不需要BOP，可以使用成本較低的作

19、業(yè)船進行作業(yè)。對油管掛的偏轉(zhuǎn)方向及安裝高度尺寸要求較高。鉆井完井過程中不需要安裝采油樹，安裝采油樹時，可以使用成本較低的作業(yè)船進行作業(yè)。（5）水下采油樹的優(yōu)缺點臥式采油樹優(yōu)優(yōu) 勢勢劣劣 勢勢完井出現(xiàn)問題，采油樹不需要提起，不影響管接管線。安裝作業(yè)成本較高。完井及修井的過程中，都有BOP的保護，防止雜物影響作業(yè)。需要的界面工具較多。降低修井的作業(yè)時間（不是采油樹的問題）制造成本較高，重量較重。一般40噸以上，是立式采油樹的兩倍左右。第三節(jié) 海上油氣集輸系統(tǒng)一、海上油氣集輸系統(tǒng)的分類：1、全陸式油氣集輸系統(tǒng)：油、氣、水處理設(shè)備及儲油設(shè)備均置于岸上，原油通過海底管道送至岸上。2、半海、半陸式油氣集輸

20、系統(tǒng)：原油在采油平臺上先期處理，然后通過海底管道送至岸上。3、全海式油氣集輸系統(tǒng)：原油在海上進行處理并儲存在平臺上、儲油輪或海底，然后油輪運出。第三節(jié) 海上油氣集輸系統(tǒng)二、海上油氣集輸系統(tǒng)選擇原則：油氣藏情況：包括油田面積、可采儲量、開采方法、油氣井生產(chǎn)能力、開采年限、油氣性質(zhì)等；油田位置：油田離岸距離、岸上碼頭情況或建港條件、油田附近有無島嶼等；環(huán)境條件：油田水深、海底地形、海水和土壤性質(zhì)、氣象、海況、地震資料等；油氣銷售方向：原油內(nèi)銷還是出口，到消費中心距離、輸送路線是水路還是陸路；海上施工技術(shù)：承制海上結(jié)構(gòu)的工廠及海上施工、運輸、鋪管等技術(shù)水平和設(shè)備條件等；其他條件：如原油價格、材料價格

21、、臨時設(shè)備重至復(fù)利用的可能性、投資、操作費用、經(jīng)濟評價后的盈利情況。第三節(jié) 海上油氣集輸系統(tǒng)三、海上油氣集輸系統(tǒng)主要設(shè)備：1、井口裝置；2、采油立管；3、油、氣、水處理及脫鹽、脫硫裝置；4、儲油裝置:(1)儲油平臺；(2)海底儲油罐；(3)單點系泊儲油浮筒；(4)單點系泊儲油輪。第三節(jié) 海上油氣集輸系統(tǒng)四、海上油氣集輸單點系泊裝置： 單點系泊系統(tǒng)（單點系泊系統(tǒng)（SPMSPM）是塔式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?？墒梗┦撬较到y(tǒng)結(jié)構(gòu)?？墒笷PSOFPSO( (浮式生產(chǎn)儲浮式生產(chǎn)儲油油) )隨風(fēng)浪作隨風(fēng)浪作360360回轉(zhuǎn)，并在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，油水通道仍可以實現(xiàn)回轉(zhuǎn)，并在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，油水通道仍可以實現(xiàn)出液和回液，懸掛臂配

22、有大型壓載浮筒為出液和回液，懸掛臂配有大型壓載浮筒為FPSOFPSO提供系泊恢復(fù)提供系泊恢復(fù)力。力。 1、單浮筒系泊；2、剛臂單浮筒儲油系泊；3、桅式浮筒系泊；4、單貓腿系泊；5、單貓腿儲油系泊；四、海上油氣集輸單點系泊裝置1、單浮筒系泊（CALMCALM） ：（1）概述：這是一種最普通的系泊。它是一個漂浮在水面上的大直徑的鼓形浮筒，由6 6根懸鏈錨固定到海床上。浮筒上裝有旋轉(zhuǎn)接頭、裝油管匯和系泊臂。旋轉(zhuǎn)接頭通過浮筒下軟管與海底管道相連。油輪由纜繩系泊到浮筒。一條漂浮軟管將單點與油輪相連，通過該軟管向油輪裝油。單浮筒系泊（CALM）1、單浮筒系泊（2）優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和安裝；它的組成部件除旋轉(zhuǎn)頭和軟管之外，都是常規(guī)產(chǎn)品，設(shè)計、制造、安裝簡便、造價低廉。缺點：要求海底地貌平坦，浮筒的漂移、升沉隨環(huán)境條件的惡劣而增長，這將使水下軟管過度撓曲而易于損壞。在持續(xù)搖蕩期間，工作艇難于靠近，給維修保養(yǎng)工作帶來不便。 四、海上油氣集輸單點系泊裝置2、剛臂單浮筒儲油系泊（SBSSBS） ：該裝置是在懸鏈?zhǔn)礁⊥蚕挡囱b置的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其主要差別是用剛性軛臂系泊取代纜繩系泊，剛性軛臂與儲油輪之間的鉸鏈連接，允許產(chǎn)生縱搖；它的另一端支持在