埕島西海上油田開(kāi)發(fā)配套技術(shù)

馮斌

摘 要：埕島西油田由中石化與美國(guó)能源開(kāi)發(fā)公司共同開(kāi)發(fā)，采用國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，建成一座功能完善的修采一體化綜合平臺(tái)。經(jīng)過(guò)多年的探索，形成了鉆井、完井、防砂、采油、注水、集輸配套技術(shù)，建成了年產(chǎn)50×104t的油田，實(shí)現(xiàn)了高速高效開(kāi)發(fā)。

關(guān)鍵詞：修采一體化平臺(tái) 定向井 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向 射流泵

一、建設(shè)功能完善的修采一體化綜合平臺(tái)

1.修采一體化綜合平臺(tái)

埕島西平臺(tái)為井口分開(kāi)布置的六腿式24井槽綜合性平臺(tái)，自帶的修井機(jī)模塊可以進(jìn)行一般的修井和作業(yè)，降低了維護(hù)費(fèi)用。平臺(tái)布局合理，并實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化控制。大量使用氣動(dòng)及電動(dòng)執(zhí)行器，自動(dòng)控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。同時(shí)，使用易熔塞回路系統(tǒng)，具有免維護(hù)，壽命長(zhǎng)，不用電，信號(hào)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。使用海水型水成膜AFFF蛋白泡沫比例混合消防炮系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的滅火設(shè)備，當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，平臺(tái)消防系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。

2.完善的油氣水處理功能

平臺(tái)生產(chǎn)的原油，利用物理、化學(xué)方法進(jìn)行脫水處理，經(jīng)過(guò)三級(jí)分離后含水低于1%，然后通過(guò)海底管線輸送到岸上交油。地層的產(chǎn)出水經(jīng)分離后注到注水井，減少了外輸液量，降低了海底管線的負(fù)荷和建設(shè)成本；避免了污水到岸后再進(jìn)行污水處理，同時(shí)平臺(tái)也獲得了注水水源。

3.使用雙燃料渦輪發(fā)電機(jī)為平臺(tái)供電

埕島西平臺(tái)使用先進(jìn)的雙燃料渦輪發(fā)電機(jī)為平臺(tái)供電，不但充分利用了伴生氣，也節(jié)約了能源。

二、鉆井技術(shù)

充分利用埕島西井口平臺(tái)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，施工速度快，結(jié)構(gòu)合理，施工安全，井身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，套管程序?yàn)?0"隔水管（壁厚1"）×13-3/8"表層套管×7"油層套管。該平臺(tái)井斜角大，位垂比大，造斜點(diǎn)淺，井距近，施工難度大，但由于精細(xì)設(shè)計(jì)，推廣采用了成熟的海水泥漿技術(shù)和固井技術(shù)，并且借鑒了墨西哥灣鉆井的成功經(jīng)驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1.井口平臺(tái)結(jié)構(gòu)

埕島西平臺(tái)在鉆井施工前先安裝了導(dǎo)管架下部主體結(jié)構(gòu)，兩端各設(shè)計(jì)了一個(gè)12口井式外伸井口導(dǎo)向基盤(pán)。井口導(dǎo)向基盤(pán)分三層，靠近泥線及水面1m處各一個(gè)，最上一層即為井口操作平臺(tái)。三層井口導(dǎo)向基盤(pán)均與導(dǎo)管架連接，對(duì)隔水管只起扶正作用而不起支撐作用。井口導(dǎo)向基盤(pán)充分利用了導(dǎo)管架的整體強(qiáng)度，也增強(qiáng)了隔水管的抗撓和抗冰強(qiáng)度。

2.定向井技術(shù)

埕島西合作區(qū)中除氣井、水源井和18P外，其余均為定向井。采用表層淺部造斜早定向的方式，上部井段采用陀螺和有線隨鉆測(cè)量?jī)x器定向，下部井段采用MWD隨鉆測(cè)量，LWD隨鉆測(cè)井技術(shù)及導(dǎo)向鉆井技術(shù)。

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，把對(duì)井壁的依賴性降到最低，并確保只有在鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)才與井壁接觸。鉆具與井壁間不會(huì)阻礙鉆屑流動(dòng)，提高了攜屑液的通過(guò)能力；因?yàn)殂@具沒(méi)有產(chǎn)生摩擦的固定部件，提高了機(jī)械鉆速。隨鉆方位性地層邊界測(cè)量?jī)x是隨鉆測(cè)井服務(wù)中使用360度方向的15英尺范圍靈敏邊界探測(cè)儀器，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)邊界探測(cè)，探測(cè)流體和地層邊界，為主動(dòng)式地質(zhì)導(dǎo)向服務(wù)設(shè)計(jì)，提供最佳導(dǎo)向方向和深度預(yù)警。據(jù)測(cè)得的地層地質(zhì)信息及井眼工程信息來(lái)決定鉆頭的鉆進(jìn)方向，可以在水平段隨時(shí)調(diào)整鉆頭使鉆出的井眼始終處于油層中最佳位置，避免鉆出油層或鉆入底水中，提高油井的開(kāi)發(fā)效果。

3.隨鉆測(cè)壓技術(shù)

應(yīng)用了目前世界上最先進(jìn)的斯倫貝謝Stethoscope地層測(cè)壓工具，它可以實(shí)時(shí)測(cè)量地層壓力，實(shí)時(shí)流度測(cè)量，實(shí)時(shí)環(huán)空壓力測(cè)量。利用隨鉆測(cè)壓數(shù)據(jù)，我們可以評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的垂向連通性，水平連通性，流體界面情況，能量衰竭情況，可采儲(chǔ)量，開(kāi)采機(jī)理，油藏模擬輸入等。

4.鉆井液技術(shù)

根據(jù)不同井段采用三種鉆井液體系。表層和上部地層采用海水鉆井液體系。高礦化度可抑制性水敏性粘土分散而防塌；其濾液性質(zhì)比較接近地層原生水，對(duì)產(chǎn)層有一定保護(hù)作用。

產(chǎn)層以上地層采用鉀鹽+聚合物（聚丙烯酰胺）無(wú)固相鉆井液。該鉆井液具有較強(qiáng)的抑制性，形成薄而致密的泥餅，降濾失作用；具有良好的流變性能，防止壓力波動(dòng)；觸變性好，剪切稀釋性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的攜砂能力；具有較強(qiáng)的包被和不分散作用，可保持井眼穩(wěn)定。

產(chǎn)層鉆進(jìn)分級(jí)采用碳酸鈣+鉀鹽+生物聚合物（黃原膠）鉆井液。該鉆井液具有一定抑制性，可以緩和造漿地層對(duì)其性能影響；可以容納較高的固相；有一定的防塌性能；可保護(hù)油氣層，減輕損害。

三、完井技術(shù)

1.完井液

采用地層水+KCL經(jīng)硅藻土過(guò)濾后充當(dāng)完井液。實(shí)踐證明，干凈的完井液不會(huì)對(duì)地層造成二次污染，最大限度地保持地層原有產(chǎn)能。

2. 射孔技術(shù)

采用鉆桿輸送負(fù)壓射孔方式，利用負(fù)壓生產(chǎn)閥產(chǎn)生500 psi的負(fù)壓值，氣井的負(fù)壓則要求1000psi，另外選用了可循環(huán)式射孔封隔器，能順利解封，既保證了井下的安全性，又最大限度地降低了污染帶對(duì)生產(chǎn)的影響，有效地清洗了生產(chǎn)通道，提高了產(chǎn)能。

3.防砂工藝

采用繞絲篩管+礫石充填防砂的防砂工藝。實(shí)踐證明，該防砂方式完全適用于埕島西合作項(xiàng)目的疏松砂巖的儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)。

對(duì)于需要裸眼礫石充填的井段，在礫石充填之前該井段及工作管柱內(nèi)均要驅(qū)替成潔凈的氯化鉀鹽水。對(duì)于管內(nèi)礫石充填完井，管柱內(nèi)部要用稀鹽酸加緩蝕劑進(jìn)行漂洗，去除管柱內(nèi)部的臟物，對(duì)管內(nèi)礫石充填井段的地層，要進(jìn)行酸洗解除之前射孔操作對(duì)地層造成的污染。

四、采油工藝

1.射流泵采油

射流泵主要由噴嘴、喉管及擴(kuò)散管組成。噴嘴是用來(lái)將流經(jīng)的高壓動(dòng)力液的壓能轉(zhuǎn)換為高速流動(dòng)液體的動(dòng)能，并在噴嘴后形成低壓區(qū)。高速流動(dòng)的低壓動(dòng)力液與被吸入低壓區(qū)的油層產(chǎn)出液在喉管中混合，流經(jīng)截面不斷擴(kuò)大的擴(kuò)散管時(shí)，因流速降低將高速流動(dòng)的液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成低速流動(dòng)的壓能，混合液的壓力提高后被舉升到地面。

射流泵通過(guò)流體壓能與動(dòng)能之間流體能量的直接轉(zhuǎn)換來(lái)傳遞能量。射流泵沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)緊湊，泵排量范圍大，對(duì)定向井、水平井和海上叢式井的舉升有良好的適應(yīng)性。水力射流泵可用于高凝油、稠油和高含蠟油井。射流泵可以采用自由安裝，檢泵及井下測(cè)量工作都比較方便。

埕島西射流泵油井管柱結(jié)構(gòu)自上而下分別為油管+噴射泵+安全閥+單流閥+封隔器（圖1）。

圖1 射流泵生產(chǎn)管住圖

2.電泵采油電泵井采用深錘（Centrilift）公司的電潛泵（圖2）。主要技術(shù)特點(diǎn)：

圖2 電泵結(jié)構(gòu)圖

2.1選用大功率電泵機(jī)組，電壓2500V，功率220Kw。

2.2采用了變頻控制技術(shù)，利用變頻控制柜將50Hz三相交流電轉(zhuǎn)換為電泵所需要的頻率，輸送到變壓器，變壓器將400V電壓轉(zhuǎn)換為電泵所需要的電壓，并通過(guò)電纜輸送到井下電機(jī)。

2.3配有井下傳感器錄取井下溫度、壓力、振動(dòng)等資料。

2.4地面自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，掌握全井工作狀況；平臺(tái)安裝的電泵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電泵井下、地面生產(chǎn)參數(shù)的自動(dòng)采集，可以通過(guò)服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息遠(yuǎn)傳。

五、注水工藝

埕島西項(xiàng)目主要采用油套分注管柱，實(shí)現(xiàn)兩段注水。

注入水的水源一是利用水源井單采的地層水，二是將油井產(chǎn)出分離后的污水回注。實(shí)踐證明，利用地層水和污水回注是很合理的：

1.注水溫度較高，進(jìn)入地層后不會(huì)在井底附近產(chǎn)生較大的降溫，避免了地層油降溫后粘度增加而造成注水壓力上升。

2.注入水與地層液配伍性好，不產(chǎn)生井底污染。

3.回收利用污水，避免了外輸處理以及潛在的污染危險(xiǎn)。

六、油氣水處理工藝

埕島西平臺(tái)油氣水使用三級(jí)三相分離技術(shù)處理。

1級(jí)：自由水分離器進(jìn)行初步油、氣、水的分離。油井生產(chǎn)的油氣水進(jìn)入自由水分離器后，經(jīng)過(guò)化學(xué)破乳、物理分離后原油脫水約50%。

2級(jí)：經(jīng)自由水分離器后的油水混合液進(jìn)入生產(chǎn)分離器進(jìn)行進(jìn)一步的油氣水分離處理，原油可以脫水30-35%。

3級(jí)：經(jīng)生產(chǎn)分離器處理后的油經(jīng)加熱后進(jìn)入原油處理器進(jìn)行最后15～20%脫水。

經(jīng)過(guò)三級(jí)分離后的原油含水低于1%，經(jīng)外輸泵通過(guò)海底管線輸送到陸地交油點(diǎn)。來(lái)自各分離器的天然氣經(jīng)過(guò)天然氣壓縮機(jī)加壓及氣體處理撬塊脫水處理后主要輸送給平臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，多余部分到火炬塔燃燒處理。

七、結(jié)論

埕島西油田經(jīng)過(guò)中外共同努力，利用先進(jìn)技術(shù)， 建設(shè)了一座國(guó)際先進(jìn)的修采一體化綜合平臺(tái)，建成了一個(gè)年產(chǎn)50×104t生產(chǎn)能力的油田，實(shí)現(xiàn)了油田高速高效開(kāi)發(fā)，為國(guó)內(nèi)同類(lèi)型油田提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]張琪 采油工藝原理與設(shè)計(jì) 東營(yíng)：石油大學(xué)出版社：2000 407-411.

[2]張曉賓，鞠文龍，水力射流泵在埕島油田的應(yīng)用，斷塊油氣田，2008年第15卷第2期，125-128.