人工岛钻井井场布局标准化研究.pdf

一 1 5 4 一 石 油机械 C H I NA P E T R O L E U M MA C HI N E R Y 2 0 1 1年第 3 9卷第 1 0期 ． ． 专题综述 人工岛钻 井井场布局标准化研究 魏 昌进 黄 印国 王志 强 渤海石 油装备制造有限公司 中成装备制造 分公 司 摘要 介绍了国内外人工岛井口布局模 式，根据滩海开发建立人工岛的目的，提 出了人工岛 井 口布局优化方案。结合人工岛钻井井场布局形式的特 点，完成 了人工 岛井场布局 与钻机配套标 准化的研究，形成 了人工岛钻井井场布局的标准化方案。最后建议 人工 岛采用浅井 口槽模 式， 井 口槽深度不大于 1 m，井口槽最大宽度不超过 7 ． 5 1T I ；单、双排布 井不限，井 口间距 2 ． 5 m左 右；钻井完成后，回填 井口槽 ，使井场平整规范，便于以后修 井作业及井场维护；井场布局应根 据人工 岛的实际情况划分工作区，以满足钻井作业要求。 关键词 人工岛 井场布局 优化方案 配套标准化 滩海人工岛 井场是在滩涂或者浅海通过吹 砂或填海建成 的钻井平 台，建设成本较高 、难度较 大，每增加 1 m 都需要很大的投入，可以称得上是 寸土寸金。对滩海人工岛 井场 钻井井场布局进 行研究主要是为了解决在有限的面积上实现钻井井 场的安全 、合理布局问题 ，以满足钻井过程中各部 分功能正常实现的要求，保证安全可靠生产。 1 井 口布局方式优选 滩海人工岛钻井井场的建设成本很高，应在人 工岛有限的面积上 ，在地层储量和钻井工艺允许的 情况下 ，尽量多布井，以提高综合经济效益。同时 井 口的布局模 式直 接影 响到钻机 的选 型及配套 。 1 ． 1 国外人工岛井口布局模式 目前 ，国外人工岛井 口布局主要有 3种模式 浅井 口槽井 口布局 、常规地面井口布局及井 口槽式 井 口布局 。 1 ． 1 ． 1 浅井 口槽 井 口布 局 浅井 口槽井 口布 局属 于地面井 口布局 方式 的一 种 ，各类管线布置在单侧墙体上 见图 1 ，布局 简单 、美观 ，通风较好 ，钻机作业方式采取在专用 轨道上移动的形式。修井可采取普通修井机或已改 造 的钻机 。此种 方式 轨道 的铺 设 、钻机 的移动较 方 便 ，管线的维修也 比较容易 。但作业的钻机需要进 行专用化改造 ，增加 了投资费用 。如果是单排井 ， 则修井较方便 ，如 为双排 井 ，则修井存在一定 困 难 。此种布局模式多为满足已有专用钻机而设计 ， 一 般情况下不采用。 图 l 浅 井 口槽 井 口布 局 1 ． 1 ． 2常规地 面 井 口布局 在常规地面井 口布局模式 中，各类管线布置在 地下 见图 2 ，地面布局简单 、美观 ，通风性好 ， 修井 时可 以采用普 通修 井机 。作业 钻机 可 以进 行专 用化改造 ，即增加移动装置 ，或者制造专用钻机 ， 在轨 道上移 动 。轨道 不是 固定在 地面上 的 ，而是直 接摆放在地面上 。作业完成后 ，拆除轨道 ，恢复地 貌。但采用这种井 口布局，管线 的维修存在一定 困难 基金项 目中石油集 团公司重大专项 “ 重大钻井技术与装备现场试验研究” 2 0 0 8 C一2 2 0 1 。模块式钻 井装备 运输装置 、人 工井场 辅助作业平台及人工井场主平 台移动装置均获国家专利 ，专利号分别为 Z L 2 0 0 7 2 0 0 0 0 5 4 0 ． 5 、2 0 0 7 2 0 1 7 3 6 5 4 ． X、2 0 0 7 2 0 1 7 3 6 5 6 ． 9 。 石 油机械 2 0 1 1 年第 3 9卷第 l 0期 在辽河月东 A岛人工岛开发中，选用 了陆地 常规井 口布局模式 见图 7 ，双排布井 ，共布井 3 8口，每 排 l 9口，排距 2 ． 5 m，井 距 2 ． 7 m。两 侧用轨道支撑梁支撑轨道 ，相当于在地面建了 1 个 突出的井 口槽。钻机移动平台安装在轨道上 ，钻机 安装在钻机移动平 台上 ，这样就构成 了钻机移动 系统 。 图 7 辽 河 油 田月 东 A 岛井 12 ／ 布局 1 ． 3 人工岛井口布局优化方案 滩海开发建立人工岛的 目的是为钻井作业提供 工作平台，充分发挥人工岛的功能 ，使其创造更多 的价值 ，即在有限的面积上尽 可能多地布置井位， 以提高人工岛的综合效益 ，因此人工岛采用丛式井 作业 ；为了提高钻井作业效率 ，可进行批钻作业。 考虑到以上因素，对人工岛井 口布局提出如下优化 方 案 。 1 井 口布置成 1列或 2列 ，布置在钻机 的 移动范围内。由于钻机工作范围及钻井工艺的复杂 性 ，建议井 口布置不多于 2列。 2 井 口相互之间的间距 为 2 ． 5 m左右 ，便 于井 口采油装置及钻井作业井 口装置的安装。 3 井 口布局要满足批钻要求和人工岛边钻边 生产的开发特点 ，钻机应满足采油树的布置要求， 保证批钻作业时钻井作业不与生产作业相互影响。 4 井 口两侧 轨道基础应满足钻井作业要求 及钻机移动作业的安全要求。推荐人工岛井 口布局 采用浅井 口槽模式 ，井口槽深度不大于 1 m，井 口 槽最大宽度不超过 7 ． 5 r n ，人工岛钻井完成后可进 行井 口槽 回填 ，便于以后的修井维护。单、双排布 井均可 ，井 口间距 2 ． 5 m左右。此种井 口布局方式 便于井 口装 置的安装。由于井 口槽深度不大 于 1 m，井 口槽对地基的影响较小 ，和深槽相 比，地基 较 简单 ，建设 成本较 低 。钻 井完成 后 ，对井 口槽进 行 回填 ，使井场平整规范 ，便于以后的修井作业及 井场维护。浅井 口槽模式仅需对钻机进行一些配套 改造即可实现钻机移 动，能满足丛式井钻井作业 要 求 。 2 人工 岛井场布局配套标准化研究 人工 岛开发 的主要特点 是在 有 限空 间 内实现尽 可能多的钻井作业。由于人工岛面积有限 ，同时又 要满足钻机移动要求 ，所以对人工岛井场的布局要 求更为严格。目前 ，渤海湾地区采用的井 口布局方 式有单排井和双排井 2种模式 ，下面对这 2种井 口 布局模式下的井场布局情况进行分析 。 2 ． 1 单 排井 口布局模 式 图 8是单排井 口布局模式的井场布局图。该人 工井场面积为 1 2 0 r n X 1 6 0 m，井场设计 2个井 口 槽 1台钻机施工 ，每个井 口槽 为单排井设 计。 从 图可以看出，井场的布局以井 口布局为基础 ，布 置了钻机工作 区、钻井液循环系统工作区、动力系 统工作 区、材料存放区、现场办公区、辅助作业 区 及井 场通道 等 。 图 8单排 井 口布局模 式的井场布局 图 2 ． 1 ． 1 钻机 工作 区 钻机工作 区指钻机安装 、工作所 占有 的区域。 该 区域 包括 以井 口为 中心 钻 机 自身 所 占领 的 区域 、 钻机安装时所需要的区域 、钻机工作时管具处理所 需要的区域及钻机工作时周边配套设施所需要的区 域。以所用 Z J 7 0 D钻 机为例 ，在钻 机安装 时，其 前方应有宽 2 0 m、从井 口中心外延不小于 5 0 m的 工作空间，以满足钻机安装作业要求；钻机正常工 作时，从井 口中心外延 不小于 3 5 m 的工作空间 ， 以满足钻机管具处理要求 。 2 ． 1 ． 2钻 井液循环 系统 工作 区 钻井液循环系统工作 区主要安装钻井液循环 罐 、工业水罐 、污水罐 、岩屑收集装置 、钻井液处 理设备 、钻井泵及高压管线等设备。此工作区的功 能是完成钻井液 的供 给和净化处理 及钻井液 的循 环。钻井液循环系统工作 区随井场布局的不同而变 化 ，但功能不变 。 2 0 1 1年 第3 9卷 第1 O期 魏昌进等人工岛钻井井场布局标准化研 究 2 ． 1 ． 3 动 力 系统工 作 区 动力 系统工 作 区 由发 电机组 及气 源房 组成 ，主 要功 能是 为钻机 提供 动力 。动力 系统 工作 区与 钻机 之间通过电缆连接 ，与材料供应区的燃油罐通过管 线连 接 ，保证燃 料 供应 。 2 ． 1 ． 4材料 存放 区 材料存放区主要用于存放钻井作业所需 的各种 材料和燃料等 ，可根据材料的不同属性和使用特点 等分成多个子区域。 2 ． 1 ． 5现 场 办公 区 现场办公区由一系列办公营房组成 ，主要满足 钻井作业 时现场办公的需要 。现场办公区应设在距 离井 口较远 、道路畅通 、安全 、有利 于防火 、便于 逃生的区域 ，以保证办公人员的安全 。 2 ． 1 ． 6辅助作 业 区 在辅助作业 区内主要安装 辅助作业设 备 如 固井设 备 ，辅 助作业 区 的位 置根据 现场 工况 而 定 ，可分为多个工作区域。 2 ． 1 ． 7 井场通道 在人工岛井场内必须设有井场通道 ，主要用于 运送钻井材料 、钻井岩屑及井场逃生 。井场通道的 宽度必须满足运输车辆的行驶要求 ，同时井场通道 应能够到达每个装卸点。 2 ． 2 双 排 井 口布 局模 式 双排井 口布局模式与单排井 口的区别在于 ，双 排井 口须考虑钻机的横向移动 ，井场钻机工作空间 要满足钻机横 向移动要求。其井场布局和单排井 口 布局相 似，应具有 上述工作 区域 ，满足钻井 作业 要求 。 3结论 与建议 1 人工 岛钻井井 场布局 与单 、双排井 口关 系不大 ，无论单排井 口布局还是双排井 口布局都必 须设计钻机工作区、钻井液循环系统工作 区、动力 系统工作区 、材料存放 区、现场办公 区、辅助作业 区及井场通道等 ，以满足钻井作业的工艺要求 。 2 人工 岛双排井 口布局必须考虑钻机 的横 向移动 ，井 口钻机工作空 间要满足钻 机横 向移动 要求。 3 建 议人 工 岛 采 用 浅 井 口槽 模 式 ，井 口槽 深度不大于 1 m，最大宽度不超过 7 ． 5 I T I ，单 、双 排布井不限 ，井 口间距 2 ． 5 I l l 左右 ，钻井完成后 ， 回填井 口槽 ，使井场平整规范 ，便于以后的修井作 业及井场维护。井场布局应根据人工岛的实际情况 划分工作 区，以满足钻井作业要求 。 第 一作 者 简 介 魏 昌进 ，教 授 级 高 级 工 程 师 ，生 于 1 9 5 5 年 ，1 9 8 0年 毕业 于西南石油学 院 ，现从事石油 装备 的 研究 开发工 作。地 址 3 0 0 2 8 0 天 津 市 大 港 区。Em a i l d g w l O 1 3 9 4 s i n a ． c o rn。 收稿 日期 2 0 1 l O 51 9 本文编辑王 刚庆 下期部分文章预告 不同应力状态下膨胀管力学性能试验研究 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 陈 强 高向前李益良等 气体钻井钻具失效研究的试验设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 王钱钱 陈次昌 黄志强等 钻柱系统工作行为三维数值模拟方法 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 况雨春蒋海军 雷宇航等 一 种井控节流阀防刺短节的特性分析 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 王国荣 王德贵刘清友等 隔水管接头密封圈有限元分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 张怡王荣耀陈国明等 新 型钻井液气测录井系统的设计开发⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 张卫 挂车式钻井泵组 的研制 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 何芬伦崔凯邓奇 基于雨流计数法的减振器传动轴疲劳分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 吴欣袁练章华王金宏 热采井 口双 阀杆闸阀研制与应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 汤吉江 吕志鹏 国外油 田自动化技术现状及发展趋势 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 李小冬崔凯邵 勇等 一 体式双固定阀泵的研制与应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 杜勇 高强度钢铁材料在石油天然气工业应用前瞻 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 李春福 宋开红 中文竹等 潜油电动机增容使用分析与建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 杨旭