半潜式钻井平台螺杆泵测试新工艺

作者:王跃曾;黄志强;唐海雄;张俊斌;陈奉友;李盈盈;李晶晶;曹大贵 刊名:石油天然气学报 上传者:李博

【摘要】螺杆泵测试在解决高粘度、高含蜡、高倾点、高固相(含砂)等物性油藏的评价方面具有独特的优势和无可替代的作用。在半潜式平台上实现PCP(Progressing Cavity Pump)与DST(Drill Stem Tes-ting)+TCP(Tubing Convey Perforating)一体化组合的关键是在半潜式平台上实现PCP的应用。针对在半潜式平台上进行螺杆泵测试面临的风险和挑战,给出了利用PCP和环空压控工具(APR)+TCP等测试工艺的创新组合,进行了配套设备设计、TCP+DST+PCP一体化测试管柱设计、作业程序设计,通过应用TCP+DST+PCP一体化测试工艺,成功地实现了地面求产,从而有效地解决了重油油井测试举升的难题,有效地实现了地层评价。

全文阅读

在世界范围内,利用半潜式平台进行海上油气钻探是海洋勘探、发现和评价的主要方式。海上测试工艺主要是利用地层自身的能量进行测试求产或利用电潜泵人工举升测试求产。随着勘探区域和油藏条件的不同,对常压或低压、低渗、低产、高凝、高粘、高比重、高倾点、高固相(高含砂、高含泥)等储层,地层流体无法进行顺利的流动测试,使得现有的应用在半潜式钻井船上的测试工艺不能满足对探明的发现及时进行评价的要求。而螺杆泵测试在解决高粘度、高含蜡、高倾点、高固相(含砂)等物性油藏的评价方面具有独特的优势和无可替代的作用,螺杆泵测试和螺杆泵加空心抽油杆电加热测试技术在海上导管架平台上的应用为成熟技术。但螺杆泵测试技术应用到半潜式等浮式钻井装置的钻探评价作业当中在国内应为首次,主要是需克服浮式平台的升沉给测试管柱、测试井口的悬挂系统和抽油杆的下入所带来的巨大风险和挑战。1在半潜式平台上进行螺杆泵测试面临的风险和挑战南中国海海域的年气候主要由台风季节和季风季节组成,天气和海况条件差。半潜式平台在该海域作业,平台的升沉、纵摇和横摇度均很大,内波流对隔水管系统及升沉补偿系统的影响也必需予以考虑。在半潜式平台上进行螺杆泵测试面临如下的风险和挑战:1)在存在相对运动的条件下,如何选择泵管柱井口头的悬挂方式;2)泵管柱如何解决平台升沉所引起的相对运动;3)抽油杆提升系统如何解决由于平台升沉而引起的补偿和防碰;4)钻机提升和其操作系统在相对动态条件下如何确保井下工具的相对静止和地面作业的安全进行;5)钻台有限的空间对特殊设计作业系统和操作装置的尺寸限制;6)平台动态升降给从事安装和下入抽油杆作业的人员带来的伤害风险以及防碰防坠;7)动态条件下如何保障井口钻杆法兰与泵管柱法兰连接处的气密特性;8)作业期在动态大负荷作用下,特制操作台系统与地面装置的结构、稳性、抗疲劳、安全升降制动和协调运行,液压系统可靠性问题;9)特制井口区应用装置如何保证防爆、防盐雾、防潮、防漏电和如何配备相应的声光报警能力等;10)配合动态相对运动的特制提升吊卡系统与标准泵柱的配伍问题;11)新制作装备的作业过程风险辨识和控制等。图1半潜式平台螺杆泵测试井口安装示意图图2PCP施工操作平台2创新方案针对上述风险和挑战,经过多次的方案论证,基于螺杆泵在导管架平台上所拥有的良好的测试作业经历,提出了突破在半潜式平台上没有螺杆泵测试的先例,利用螺杆泵(PCP)和环空压控工具(APR)+油管传送射孔器(TCP)等测试器具,配合上各种运动补偿设备进行创新组合(见图1),从而在半潜式平台上实现一体化测试的工艺作业方案。图3井口补偿连接口图4新泵管柱设计示意图2.1配套设备设计1)半潜式钻井平台PCP施工操作平台的设计及制造为了实现一体化测试作业方案,首先要设计PCP施工操作平台(见图2),用以解决PCP施工过程中油管升沉移动、抽油杆的下入等作业问题。考虑到施工和正常起下抽油杆的要求和便于PCP施工操作平台在钻台有限的空间内进行安装和固定,设计PCP施工操作平台采用剪叉结构的整体可拆式,作业时合为整体,作业后可以将整个操作平台拆分为两部分。平台两部分的连接采用双销式交叉连接。为使PCP施工操作平台升降自如,设计为可调式加自动锁止的液压装置。为了更好地调平底座,设计了液压/手动可调式PCP施工操作平台底座。为保证施工的安全,液压动力源选用钻井平台380V动力电,电机及所有电器设备均采用一级防爆元件。鉴于南海东部的气候条件,电机选型满足:IP56的防尘防潮船用电机;具备防盐、防雾、防腐蚀、防爆且具备内置加热板形式的除潮除湿功能。为保障施工人员的安

参考文献

引证文献

问答

我要提问