海洋石油采油工程5章课件.pptx

1、一、定井位一、定井位井口位置由甲方（油公司）根据勘探开发、评价的需要通过必要的物探、地质资料分析而给乙方（钻井公司）提供的大地坐标，井口通常表示为东经和北纬交叉度数。乙方在接到甲方提供的钻井设计后生产运行科积极开展海调（作业区域潮水限制、满负荷压载插桩入泥穿刺试验，海床平整度，海底障碍物等）计算平台能否进行作业；确定作业后由生产技术科组织平台工程师排出生产运行、和船舶使用计划以及单井施工设计，并与定向井、综合录井、测井、套管服务队、固井等分包方进行施工协调。二、拖航、移位二、拖航、移位1、简述：拖航状态是由拖轮将平台从一个地方迁移到另一个地方。移位状态是井口移动位置很小的拖航或平台整体不动，钻

2、机底座通过悬臂梁导轨来回移动的过程。二、拖航、移位二、拖航、移位钻机底座通过悬臂梁导轨来回移动二、拖航、移位二、拖航、移位2、拖航准备及注意事项：(1)平台上所有多余材料及非本平台上的物件必须搬离。(2)平台处于轻载拖航装载工况，如近距离移井位，可按满载拖航的装载。(3)平台除应该装载的淡水舱、油舱外,其余液舱均要打空。关闭压载舱阀门、泵舱通海阀。(4)必须关闭所有甲板舱口盖、人孔盖。除因工作必须的出入口允许打开外，其余通向室内外的门、窗均应关闭。二、拖航、移位二、拖航、移位(5)各层甲板上及舱内设备、器材、备件等一切可移动设备均按航行要求定位、系固。(6)起重机、救生设备、钻井设备及平台上一

3、切可移动设备均按航行要求定位、水平固定。(7)必须检查拖航设备、通讯、救生、航海、安全设备及航行灯光讯号处于完好状态。(8)检查拖曳设备处于完好状态。(9)将备用拖索具放在甲板首部，短缆缠在单十字带缆桩上。二、拖航、移位二、拖航、移位3、拖航过程：(1)拖航过程中,为避免与拖曳设备相碰，上甲板的救生艇不允许使用。(2)在风力6级时，能轻载远距离拖航及近距离井位间移位时满载拖航。要有拖航所经海域48小时的天气预报。(3)拖航中，时刻保持平台重心稳定，吃水和可变载荷不得超过本平台操船手册所规定的数据。二、拖航、移位二、拖航、移位(4)拖航过程中,以拖航小组（专家）为领导核心，统一协调被拖钻井平台和

4、主拖船舶之间的事项。(5)报务人员通过海事卫星等通讯手段定时（每2小时）向公司有关部门（生产运行科）汇报航速、位置、状态。(6)拖船和平台开通卫星识别系统，生产运行科通过电脑显示器可以随时看到船舶运行位置。二、拖航、移位二、拖航、移位4、拖航方式：湿拖、干拖。干拖干拖湿拖湿拖二、拖航、移位二、拖航、移位5、定位、升船：自升平台：拖航到达预定井位后，可通过拖船协助、抛锚、插桩腿三种方式相结合进行定位、调整，压载升船。三、隔水导管施工三、隔水导管施工1、隔水管简述：隔水导管一般为大直径36寸（914.4mm）、33.5寸（850.9mm)、30寸（762mm）、20寸（508mm），厚壁30-45

5、mm圆管。作用有抵抗冰凌堆积，隔离地表流沙层，支撑井口套管头、满足井控要求以及后期采油树的安装。渤海海域平均水深28m，隔水管下深83m。三、隔水导管施工三、隔水导管施工2、钻隔水管：钻第一立柱用单泵，排量2530升/秒、转速3050转/分,之后加大排量到设计要求,为70升/秒，转速为80-120转/分。每钻完一柱立柱划眼一次，接立柱前必须将井底冲洗干净。期间泵入10方高粘（100s以上）钻井液，充分循环清洗井眼。短起下到井口后，静候30分钟，下钻探沉砂。直至若沉砂很少，起钻。三、隔水导管施工三、隔水导管施工3、固隔水管：(1)下入带有插入头的内管柱。检查插入接头上的密封圈。(2)下插入接头进

6、入导管浮鞋，向导管内灌满海水静止510分钟检查密封（液面不降）。(3)对固井管线进行试压10MPa 5分钟压降为0MPa合格。(4)固井完毕，起出插入头，检查是否有回流，若无候凝。四、一开钻进四、一开钻进1、套管钻进(套管钻鞋)：钻鞋冠部中心部分由铝合金制成，为各种钻头可钻式。刀翼前缘由热稳定金刚石切削元件。刀翼外缘镶有PDC切削齿。该工具类似PDC钻头，能在低钻压的条件下快速钻进，具有低钻压高扭距的特性。因此，在钻进过程中尽可能保持最小钻压。四、一开钻进四、一开钻进作业程序：(1)套管准备：通径、编号、丈量、清洗丝扣，母扣均匀涂丝扣油。(2)按照常规方法连接套管钻鞋+套管一根+浮箍，下套管至

7、泥面附近，坐在转盘上。(3)换长吊环，带套管吊卡。(4)通过变扣短节将捞矛装置与顶驱连接，以正常上扣扭矩上紧。(5)连接下一单根套管，使用单根吊卡提起单根套管，用套管钳以正常扭矩上紧。四、一开钻进四、一开钻进(6)上提套管，提出卡瓦。(7)打通循环，转动顶驱。逐步提高排量和转速。(8)下放套管缓慢钻进，如果需要，可进行倒划眼。(9)完钻后，循环，接水泥头。(10)固井、侯凝，固井期间旋转套管。扶正臂四、一开钻进四、一开钻进2、常用工具：五、安装防喷器五、安装防喷器1、安装：l 固井后候凝6小时；l 拆掉固井水泥头；l 将吊卡去掉,使套管处于自由状态；l 切割套管，甩掉多余的套管；l 在套管头服

8、务人员的指导下，安装套管头；l 安装70兆帕防喷器组及井口导管。五、安装防喷器五、安装防喷器2、试压：l 按钻井设计对套管试压30分钟。l 用试压堵塞器，对防喷器组进行试压,压力环形17.5/闸板24.5Mpa，10分钟压降小于0.7Mpa合格。l 对节流管汇进行试压,试压压力24.5Mpa，10分钟压降小于0.7MPa合格。六、二开、三开钻井六、二开、三开钻井1、钻进：由于二开三开岩性多为泥岩、砂岩及玄武岩，故二开（三开部分地层）适合于动力钻具快速钻进，钻具结构基本相同，生产井大多采用二开井，探井采用三开井。2、钻具组合：动力钻具组合：241.3mm钻头+630+197mm（1.0）导向马达

9、+回压阀+240mm扶正器+203mm无磁钻铤1根+MWD短节+203mm无磁钻铤1根+165mm钻铤（1柱）127 mm加重钻杆15根+127mm钻杆。六、二开、三开钻井六、二开、三开钻井3、操作：(1)马达下井之前要认真检查，保证下井后能正常工作。(2)下钻过程中进行各种工况下的防喷演习，下钻探水泥塞并钻开，钻压30-40kN，转速80120r/min，排量40-45L/s。(3)进入油层前100m，进行打开油气层前技术交底，进行坐岗，防喷、防漏。(4)使用震动筛、除砂器、除泥器及除气器，及时清除泥浆中有害固相，并观察返砂情况及接立柱时的拉力情况。六、二开、三开钻井六、二开、三开钻井(5)

10、钻进一柱划眼一遍，早开晚停泵，缩短停泵时间，并配合定向井测斜。(6)更换钻头下钻到底，先磨合钻头，再正常钻进。(7)停止钻进期间，钻具应保持上下活动，防止定点循环冲出大肚子。活动速度要均匀，不得猛提猛放。(8)起钻前循环干净井眼，并调整好钻井液性能达到设计要求后起钻。(9)起钻时上提拉力不能超过总悬重吨数，同时及时灌注泥浆。七、固井七、固井套管头七、固井七、固井固井工具七、固井七、固井一次单塞注水泥固井作业图解七、固井七、固井一次双塞注水泥固井作业图解七、固井七、固井正规非连续式双级注水泥工艺流程图解七、固井七、固井非正规连续式双级注水泥工艺流程图解八、测井及弃井弃井八、测井及弃井弃井1 1、

11、放射源：、放射源：测井仪器含有两种放射源中子源和密度源平时放在特定的源罐中。放射源主要是杀死人身体里的白血细胞，降低人体免疫力，对人体有严重危害。中子仪使用一个放射源(钚-铍或镅-铍及铯137)由仪器发射伽玛射线进入地层，当伽玛射线与地层原子碰撞时，发生康普顿散射而损失能量。一些伽玛射线折射回仪器的两个探头而被接收。2 2、优点及作用：、优点及作用：(1)可测量地层体积密度和光电吸收截面指数。(2)确定地层孔隙度和岩性；(3)识别地层矿物；(4)判断流体性质；(5)识别气层。3 3、完井、完井-射孔完井射孔完井3 3、完井、完井-裸眼完井裸眼完井3 3、完井、完井-裸眼砾石填充完井裸眼砾石填充

12、完井4 4、弃井、弃井（1）测声幅，油层试压合格后就进入弃井阶段。（2）向甲方提出弃井方案申请，由甲方决定弃井方式和批复弃井方案。（3）弃井分三种情况：永久性弃井、临时弃井、暂闭弃井。八、测井及完井弃井八、测井及完井弃井l“永久性弃井”指对要废弃的井进行封堵井眼及回收井口装置的作业。此类井不能重新利用，不用保留井口。l“临时弃井”指对正在钻井或因故中止作业井或对已完成作业的井需保留井口而进行的封堵井眼，戴井口帽及设置井口信号的作业。l“暂闭弃井”指对已按照设计全井下套管固井合格但未射孔试油的已完钻井，需保留井口而进行的戴井口帽及设置井口信号的作业。l“井口遗留物”指在弃井作业后遗留在井口海底泥

13、面以上的物体。第一节 海上采油平台简介一、海上平台分类：1.固定平台生产系统2.浮式生产系统固定式采油平台重力混凝土平台第六章第六章 海洋采油设备概述海洋采油设备概述第一节第一节 海上采油平台简介海上采油平台简介2.浮式生产系统张力腿采油平台拉索塔采油平台第二节第二节 水下生产系统水下生产系统1、什么是水下生产系统技术它是一种通过水下完井系统，和安装在海底的生产设施，海底管汇系统及海底管线组成一套水下油气水采输系统；通过地面和水下控制系统的操作控制，将油气井采出的油水气从海底输送到依托设备或陆上终端的系统工程。2 2、水下生产系统设施及工具、水下生产系统设施及工具水下生产系统设施：水下生产系统

14、设施：1.水下井口和生产基盘；2.水下采油树组件；3.水下管汇系统；4.水下设备防护设施；5.水下控制系统；6.水下油气处理设施；7.水下增压设备；8.水下输配电系统；9.水下计量设备；10.水下人工举升系统；水下生产系统工具水下生产系统工具(1)柔性采油软管：(2)垂直连接器接头：2 2、水下生产系统设备工具、水下生产系统设备工具(3)承压护帽及线管汇结构：3 3、水下生产系统设计原则、水下生产系统设计原则(1)水下生产系统工程方案的设计应综合考虑油气田发展各个阶段的需要、油气田基本设计参数、设计荷载；(2)设计初期要考虑到将来扩大生产需求，如后期调整井或周边小区块的开发；(3)水下生产系统

15、设计应满足设计标准规范和当地特殊规定，使开采周期内的利益最大化；(4)水下生产系统设计中应考虑鱼网、锚区和落物等潜在风险，敏感设备应设保护装置；3 3、水下生产系统设计原则、水下生产系统设计原则(5)水下生产系统设计中应考虑环境保护问题，如液压液选择与泄露风险等；(6)应考虑水下生产系统的安装、操作、检测、维护、维修和废弃期间的要求；(7)水下生产系统设计时应充分利用周边基础设施；(8)综合考虑水下生产设施与依托设施、钻完井工程的界面。4 4、水下生产系统特点、水下生产系统特点(1)采用水下生产技术可充分利用周边已有或在建水面设施；(2)深水、井数少或油藏较分散时，采用水下生产系统具有建设周期

16、短、初投资低等优势；(3)采用水下井口油气井布置较灵活；(4)水下生产系统适用水深范围从几米到数千米，可用于各种复杂海况；(5)通过水下完井方式可将探井、评估井转变为生产井，从而不致使探井报废；(6)水下生产设备可回收利用，在降低油气田开发成本的同时还有利于海洋环境的保护和海上交通航行的安全；(7)水下生产系统可用于不允许建立水面设施，如固定平台、深水浮式平台的军事禁区和航线。5 5、水下采油树、水下采油树（1 1）水下采油树的发展及特点：）水下采油树的发展及特点：分分 类类特特 点点干式采油树干式采油树式早期的水下采油装置，采油树置于一个封闭的常压常温舱里，维修人员可以进入其中工作。系统复杂

17、，配有多套生命维持系统，进入操作时有危险。干湿混合式采油树干湿式采油树是第二代水下采油装置，可实现干湿转换，正常生产时，采油树呈湿式状态。维修作业时，维修舱与水下采油树相连，排空海水可变成干式常压常温采油树。需要专门对接接口，结构更为复杂。沉箱式采油树把整个采油树，全部置于水下9.115.2m深的导管内。可有效减少采油树受海底外界冲击破坏，造价过高。湿式采油树水下采油树完全暴露在海水中，结构形式简单、基本部件与功能与其他采油树相同，更换方便，使用广泛。5 5、水下采油树、水下采油树（2）水下采油树的分类：干式采油树干式采油树；湿式采油树；湿式采油树；5 5、水下采油树、水下采油树（2）水下采油

18、树的分类：干式采油树；干式采油树；湿式采油树湿式采油树；5 5、水下采油树、水下采油树（3）水下采油树的分类：导向安装采油树；无导向安装采油树；导向安装采油树；无导向安装采油树；（4 4）水下采油树的分类）水下采油树的分类立式采油树立式采油树（4 4）水下采油树的分类）水下采油树的分类卧式采油树卧式采油树（5 5）水下采油树的优缺点）水下采油树的优缺点立式采油树优 势劣 势树因为传感器或阀出现故障，必须要提起时，不影响完井。井口出现问题，采油树必须提起。钢丝绳作业不需要BOP，可以使用成本较低的作业船进行作业。对油管挂的偏转方向及安装高度尺寸要求较高。钻井完井过程中不需要安装采油树，安装采油树

19、时，可以使用成本较低的作业船进行作业。（5 5）水下采油树的优缺点）水下采油树的优缺点卧式采油树优 势劣 势完井出现问题，采油树不需要提起，不影响管接管线。安装作业成本较高。完井及修井的过程中，都有BOP的保护，防止杂物影响作业。需要的界面工具较多。降低修井的作业时间（不是采油树的问题）制造成本较高，重量较重。一般40吨以上，是立式采油树的两倍左右。第三节第三节 海上油气集输系统海上油气集输系统一、海上油气集输系统的分类：1、全陆式油气集输系统：油、气、水处理设备及储油设备均置于岸上，原油通过海底管道送至岸上。2、半海、半陆式油气集输系统：原油在采油平台上先期处理，然后通过海底管道送至岸上。3

20、、全海式油气集输系统：原油在海上进行处理并储存在平台上、储油轮或海底，然后油轮运出。第三节第三节 海上油气集输系统海上油气集输系统二、海上油气集输系统选择原则：油气藏情况：包括油田面积、可采储量、开采方法、油气井生产能力、开采年限、油气性质等；油田位置：油田离岸距离、岸上码头情况或建港条件、油田附近有无岛屿等；环境条件：油田水深、海底地形、海水和土壤性质、气象、海况、地震资料等；油气销售方向：原油内销还是出口，到消费中心距离、输送路线是水路还是陆路；海上施工技术：承制海上结构的工厂及海上施工、运输、铺管等技术水平和设备条件等；其他条件：如原油价格、材料价格、临时设备重至复利用的可能性、投资、操

21、作费用、经济评价后的盈利情况。第三节第三节 海上油气集输系统海上油气集输系统三、海上油气集输系统主要设备：1、井口装置；2、采油立管；3、油、气、水处理及脱盐、脱硫装置；4、储油装置:(1)储油平台；(2)海底储油罐；(3)单点系泊储油浮筒；(4)单点系泊储油轮。第三节第三节 海上油气集输系统海上油气集输系统四、海上油气集输单点系泊装置：单点系泊系统（单点系泊系统（SPMSPM）是塔式系统结构。可使）是塔式系统结构。可使FPSOFPSO(浮浮式生产储油式生产储油)随风浪作随风浪作360360回转，并在旋转状态时，油水通回转，并在旋转状态时，油水通道仍可以实现出液和回液，悬挂臂配有大型压载浮筒为

22、道仍可以实现出液和回液，悬挂臂配有大型压载浮筒为FPSOFPSO提供系泊恢复力。提供系泊恢复力。1、单浮筒系泊；2、刚臂单浮筒储油系泊；3、桅式浮筒系泊；4、单猫腿系泊；5、单猫腿储油系泊；四、海上油气集输单点系泊装置四、海上油气集输单点系泊装置1、单浮筒系泊（CALMCALM）：（1）概述：这是一种最普通的系泊。它是一个漂浮在水面上的大直径的鼓形浮筒，由6 6根悬链锚固定到海床上。浮筒上装有旋转接头、装油管汇和系泊臂。旋转接头通过浮筒下软管与海底管道相连。油轮由缆绳系泊到浮筒。一条漂浮软管将单点与油轮相连，通过该软管向油轮装油。单浮筒系泊（CALM）1 1、单浮筒系泊、单浮筒系泊（2）优点：

23、结构简单、便于制造和安装；它的组成部件除旋转头和软管之外，都是常规产品，设计、制造、安装简便、造价低廉。缺点：要求海底地貌平坦，浮筒的漂移、升沉随环境条件的恶劣而增长，这将使水下软管过度挠曲而易于损坏。在持续摇荡期间，工作艇难于靠近，给维修保养工作带来不便。四、海上油气集输单点系泊装置四、海上油气集输单点系泊装置2、刚臂单浮筒储油系泊（SBSSBS）：该装置是在悬链式浮筒系泊装置的基础上发展起来的，其主要差别是用刚性轭臂系泊取代缆绳系泊，刚性轭臂与储油轮之间的铰链连接，允许产生纵摇；它的另一端支持在浮筒上，可以围绕浮筒旋转，并通过万向接头连接在一起，这样就可使浮筒、刚性轭臂油轮的摇摆角各自独立

24、。大多数刚性轭臂都设计成A字架形式，采用封闭的箱型结构。四、海上油气集输单点系泊装置四、海上油气集输单点系泊装置刚臂单浮筒储油系泊（SBSSBS）四、海上油气集输单点系泊装置四、海上油气集输单点系泊装置3、桅式浮筒系泊系统（SPARSPAR）该系统类似绷绳塔式钻井作业平台，区别在于立式浮筒内的压载舱，替换成了储油舱、工作舱及生活舱。该系统设置了转台，可以360旋转（该系统应用较少）。四、海上油气集输单点系泊装置四、海上油气集输单点系泊装置4、单锚腿系泊系统（SALMSALM）：该装置它有一个细长的圆柱形浮筒，通常直径约为67m，高度约为15m。浮筒下面用锚链拉住，锚链的下端固定在海底基座上。由

25、于浮筒具有正的剩余浮力，所以锚链始终保持一定的张力。海底基座是以承受浮筒的正浮力和最大系泊载荷为条件的。锚链与浮筒之间、锚链与海底基座之间，都用万向接头相连接；这种结构能使整个浮筒和油轮围绕系泊中心转动，而无需在浮筒上面安装轴承和转台。输油管路不通过浮筒，水下软管与漂浮软管合为一条，直通油轮。4 4、单锚腿系泊系统布局图（单锚腿系泊系统布局图（SALMSALM）5 5、导管架塔式刚臂系泊装置导管架塔式刚臂系泊装置5 5、导管架塔式刚臂系泊装置导管架塔式刚臂系泊装置浮式生产储油轮是借助于系泊刚臂连接到架管架上。系泊头上安装有转输油、气、水的流体旋转头和一个转动轴承，它可以使生产储油轮和系泊刚臂一

26、起绕着导管架转动。系泊臂是一个刚性“A”字形钢管构架，其前端绞接头与系泊头相连接，后端依靠系泊腿与生产储油轮的系泊构架连接。当系泊系统处于平衡状态时，悬吊系泊刚臂的系泊腿是垂直的。系泊刚臂的前端和系泊头的连接是横摇纵摇绞接头，再加系泊头上的转动轴承，这就使生产储油轮在风浪中，能自由地进行所谓的六向运动（即纵摇、横摇、前后移动、升沉、漂移、摆艏）。5 5、导管架塔式刚臂系泊装置导管架塔式刚臂系泊装置三、隔水导管施工三、隔水导管施工3、固隔水管：(1)下入带有插入头的内管柱。检查插入接头上的密封圈。(2)下插入接头进入导管浮鞋，向导管内灌满海水静止510分钟检查密封（液面不降）。(3)对固井管线进

27、行试压10MPa 5分钟压降为0MPa合格。(4)固井完毕，起出插入头，检查是否有回流，若无候凝。七、固井七、固井非正规连续式双级注水泥工艺流程图解八、测井及弃井弃井八、测井及弃井弃井1 1、放射源：、放射源：测井仪器含有两种放射源中子源和密度源平时放在特定的源罐中。放射源主要是杀死人身体里的白血细胞，降低人体免疫力，对人体有严重危害。中子仪使用一个放射源(钚-铍或镅-铍及铯137)由仪器发射伽玛射线进入地层，当伽玛射线与地层原子碰撞时，发生康普顿散射而损失能量。一些伽玛射线折射回仪器的两个探头而被接收。2 2、优点及作用：、优点及作用：(1)可测量地层体积密度和光电吸收截面指数。(2)确定地

28、层孔隙度和岩性；(3)识别地层矿物；(4)判断流体性质；(5)识别气层。水下生产系统工具水下生产系统工具(1)柔性采油软管：(2)垂直连接器接头：（5 5）水下采油树的优缺点）水下采油树的优缺点卧式采油树优 势劣 势完井出现问题，采油树不需要提起，不影响管接管线。安装作业成本较高。完井及修井的过程中，都有BOP的保护，防止杂物影响作业。需要的界面工具较多。降低修井的作业时间（不是采油树的问题）制造成本较高，重量较重。一般40吨以上，是立式采油树的两倍左右。四、海上油气集输单点系泊装置四、海上油气集输单点系泊装置3、桅式浮筒系泊系统（SPARSPAR）该系统类似绷绳塔式钻井作业平台，区别在于立式

29、浮筒内的压载舱，替换成了储油舱、工作舱及生活舱。该系统设置了转台，可以360旋转（该系统应用较少）。5 5、导管架塔式刚臂系泊装置导管架塔式刚臂系泊装置浮式生产储油轮是借助于系泊刚臂连接到架管架上。系泊头上安装有转输油、气、水的流体旋转头和一个转动轴承，它可以使生产储油轮和系泊刚臂一起绕着导管架转动。系泊臂是一个刚性“A”字形钢管构架，其前端绞接头与系泊头相连接，后端依靠系泊腿与生产储油轮的系泊构架连接。当系泊系统处于平衡状态时，悬吊系泊刚臂的系泊腿是垂直的。系泊刚臂的前端和系泊头的连接是横摇纵摇绞接头，再加系泊头上的转动轴承，这就使生产储油轮在风浪中，能自由地进行所谓的六向运动（即纵摇、横摇、前后移动、升沉、漂移、摆艏）。