海上叢式井平臺(tái)位置優(yōu)選原則及方法

萬(wàn)圣良，張瑞綱

海上叢式井平臺(tái)位置優(yōu)選原則及方法

萬(wàn)圣良，張瑞綱

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津塘沽 300452）

海上叢式井組平臺(tái)位置優(yōu)選是叢式井鉆井技術(shù)中的關(guān)鍵問題之一，直接影響了整個(gè)油田的效益。結(jié)合地質(zhì)油藏專業(yè)和工程專業(yè)，從減少投資和降低鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)方面考慮，介紹和總結(jié)了影響海上平臺(tái)位置優(yōu)選的各種因素和海上平臺(tái)位置選擇的方法；最后以渤中19-4油田平臺(tái)位置選擇為例，介紹了海上平臺(tái)位置優(yōu)選的原則和方法，為海上類似項(xiàng)目的實(shí)施提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

海上叢式井平臺(tái)位置；優(yōu)選；原則和方法；渤中19-4油田

海上叢式井組平臺(tái)位置優(yōu)選不僅影響海上平臺(tái)及相關(guān)設(shè)施的建設(shè)費(fèi)用，也影響鉆井總成本，是海洋石油開發(fā)初期和后期調(diào)整開發(fā)階段的重要決策項(xiàng)目之一。海上叢式井組平臺(tái)位置的選擇需要考慮海上的工程設(shè)施、泥面以下地質(zhì)災(zāi)害等因素的影響，在滿足安全作業(yè)的前提下，根據(jù)靶點(diǎn)位置保證鉆井難度不增加的情況下盡量減少鉆井總進(jìn)尺，保證總進(jìn)尺基本不變的情況下盡量降低鉆井難度。

1 海上叢式井組平臺(tái)位置優(yōu)選考慮的因素

1.1 航道、各種管線及FPSO等設(shè)施對(duì)平臺(tái)位置的影響

1.1.1 航道的影響

根據(jù)《1972年國(guó)際海上避碰規(guī)則》及相關(guān)規(guī)則的要求，船舶按航海習(xí)慣做法，與固定或移動(dòng)式船舶、結(jié)構(gòu)、設(shè)施通過時(shí)的距離一般不小于2海里[1]。即海上新建平臺(tái)離航道的距離應(yīng)盡量大于2海里。

1.1.2 管線的影響

根據(jù)《海洋石油天然氣管道保護(hù)條例》第十九條“管道安全距離內(nèi)禁止從事危害活動(dòng)”，在下列海域范圍內(nèi)，禁止從事底拖捕撈、拋錨、脫錨、挖砂、鉆探、爆破、打樁傾廢及影響海洋管道安全的活動(dòng)[2]：

（1）沿海寬闊海域?yàn)楹Ｑ蠊艿纼蓚?cè)各500 m；

（2）海灣等狹窄海域?yàn)楹Ｑ蠊艿纼蓚?cè)各100 m；

（3）海港區(qū)內(nèi)為海洋管道兩側(cè)各50 m。

即在上述范圍內(nèi)，避免建設(shè)海上固定式平臺(tái)。

1.1.3 FPSO設(shè)施的影響

根據(jù)國(guó)際海事論壇相關(guān)規(guī)范，大型FPSO安全作業(yè)距離應(yīng)該大于2.4 km（以單點(diǎn)為中心），中小型FPSO安全作業(yè)距離應(yīng)大于：（FPSO船長(zhǎng)+穿梭油輪船長(zhǎng)）×（4~5），即新建平臺(tái)距離應(yīng)大于FPSO的安全作業(yè)距離。

1.2 盡量避開因地質(zhì)因素對(duì)平臺(tái)就位有潛在影響的區(qū)域[3]

斷層、古河道、淺層氣、塌陷、侵蝕溝槽、滑坡、埋藏沙丘等地質(zhì)因素，影響海上叢式井組平臺(tái)的安裝、鉆井平臺(tái)的就位以及后續(xù)鉆井作業(yè)的安全。平臺(tái)位置選擇時(shí)，應(yīng)盡量避開此類區(qū)域，如果無(wú)法避開，應(yīng)充分分析和評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害的影響，保證平臺(tái)安裝、鉆井平臺(tái)就位以及后續(xù)鉆井作業(yè)安全。

1.3 考慮依托周邊已有工程設(shè)施

對(duì)于海上綜合調(diào)整項(xiàng)目，為減少項(xiàng)目的投資，在滿足作業(yè)的條件下，盡量依托周邊已有的工程設(shè)施。依托現(xiàn)有的平臺(tái)設(shè)施，進(jìn)行鉆完井作業(yè)，目前主要有以下兩種方式：平臺(tái)外掛槽口和新建平臺(tái)通過棧橋與老平臺(tái)連接。

外掛槽口方式：需要考慮鉆井平臺(tái)和平臺(tái)修井機(jī)對(duì)新老平臺(tái)槽口的覆蓋能力，如果無(wú)法滿足條件，建議不采用外掛槽口方式。

棧橋連接方式：需要考慮新老平臺(tái)的鉆井平臺(tái)就位和供應(yīng)船的靠船情況等。

1.4 考慮潛力區(qū)的井位，保證單井最大水平位移和井深在可接受范圍內(nèi)，盡量減少三維井和高水垂比井

由于潛力區(qū)井位的位置和井?dāng)?shù)調(diào)整的可能性比較大，因此平臺(tái)位置的選擇，一般以推薦井位作為平臺(tái)位置選擇的依據(jù)，同時(shí)兼顧及確保潛力井和全壽命方案井的可實(shí)施性。根據(jù)推薦井靶點(diǎn)位置，初步確定的平臺(tái)的位置、個(gè)數(shù)及各平臺(tái)所包含的井?dāng)?shù)。

為了降低作業(yè)難度和鉆井投資，在整體考慮各個(gè)井位的基礎(chǔ)上，盡量減少三維井和高水垂比井。

1.5 盡可能減少繞障作業(yè)。

由于海上鉆井作業(yè)投資較大，一般一個(gè)平臺(tái)考慮盡可能的多打井，來(lái)降低整體投資，這樣就增大了海上平臺(tái)井的防碰風(fēng)險(xiǎn)。因此在平臺(tái)位置選擇的初期，需要盡可能的減少繞障作業(yè)，來(lái)降低鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和投資。

平臺(tái)位置選擇在考慮以上因素的條件下，根據(jù)靶點(diǎn)位置保證鉆井難度不增加的情況下盡量減少鉆井總進(jìn)尺；保證總進(jìn)尺基本不變的情況下盡量降低鉆井難度。

2 海上叢式井平臺(tái)位置選擇的計(jì)算方法

無(wú)論如何選擇平臺(tái)位置，各個(gè)待鉆井的靶點(diǎn)位置不變，而靶點(diǎn)水平位移隨平臺(tái)位置而變化。靶點(diǎn)水平位移直接影響鉆井總井深，最終影響鉆井周期及鉆井成本。目前叢式井平臺(tái)位置和區(qū)域平臺(tái)優(yōu)化計(jì)算方法中，分別以水平位移之和最小、總井深之和最小、大位移井?dāng)?shù)等多方面進(jìn)行平臺(tái)的優(yōu)選[4-5]。

而上述幾種方法，一般通過專門的定向井軟件（比如Landmark軟件里面的Compass），根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，來(lái)進(jìn)行綜合分析和評(píng)估，確定平臺(tái)的最終位置。

3 渤中19-4油田海上叢式井平臺(tái)位置選擇實(shí)例

3.1 目前油田概況

渤中19-4油田地處渤海西南部海域，目前共有2個(gè)井口平臺(tái)，即渤中19-4WHPA和渤中19-4WHPB（圖1），開發(fā)層位為明化鎮(zhèn)組和館陶組。WHPA平臺(tái)位于油田的南塊，WHPB平臺(tái)位于油田的北塊，且WHPB平臺(tái)目前已無(wú)剩余槽口。本次綜合調(diào)整位于油田的北塊和中塊，為實(shí)現(xiàn)調(diào)整的目的，需要在油田北塊新建一座具有32個(gè)槽口的平臺(tái)，來(lái)實(shí)現(xiàn)油田北塊和中塊的開發(fā)。

圖1 WHPA和WHPB平臺(tái)的位置

3.2 平臺(tái)位置選擇需要考慮的因素

（1）綜合調(diào)整的靶點(diǎn)大部分分布在WHPB平臺(tái)的周邊；

（2）黃驊至長(zhǎng)山航道距離已建的渤中19-4WHPB平臺(tái)正好為2海里；

（3）目前渤中19-4油田WHPA和WHPB平臺(tái)之間有一條電纜，一條注水管線和一條混輸管線（圖2）。

圖2 WHPA和WHPB平臺(tái)海底管線位置

油田綜合調(diào)整的靶點(diǎn)大部分分布在WHPB平臺(tái)的周邊（圖3），為減少項(xiàng)目的投資，考慮依托周邊已有的工程設(shè)施，新建平臺(tái)位置建在WHPB平臺(tái)的周邊，兩個(gè)平臺(tái)采用棧橋進(jìn)行連接。同時(shí)，考慮到航道和海底管線的影響，新建平臺(tái)位置只能分布在WHPB平臺(tái)西北側(cè)和東南側(cè)。具體位置見圖4。

圖3 綜合調(diào)整井的靶點(diǎn)分布

圖4 新建平臺(tái)的可選區(qū)域

3.3 平臺(tái)位置的確定

新建平臺(tái)選擇在WHPB平臺(tái)的東南側(cè)（圖5），由于棧橋干擾，鉆井平臺(tái)無(wú)法就位WHPB平臺(tái)，此方案不可行。

最終確定新建平臺(tái)放在WHPB平臺(tái)的西北側(cè)（圖6），通過40 m的棧橋與WHPB連接；該位置既不影響鉆井平臺(tái)就位WHPB平臺(tái)，也不影響鉆井平臺(tái)就位新建平臺(tái)。新建平臺(tái)定向井?dāng)?shù)據(jù)見表1。

根據(jù)油田的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)有的鉆井技術(shù)，新建平臺(tái)在該位置所有的井均可以實(shí)施。

圖5 棧橋干擾鉆井平臺(tái)就位WHPB平臺(tái)

圖6 新建平臺(tái)通過棧橋與WHPB平臺(tái)相連

表1 新建平臺(tái)定向井?dāng)?shù)據(jù)

4 結(jié)論和認(rèn)識(shí)

（1）詳細(xì)介紹了海上叢式井平臺(tái)位置優(yōu)選需要考慮的因素。

（2）目前海上叢式井平臺(tái)位置優(yōu)選分別以水平位移之和最小、總井深之和最小、大位移井?dāng)?shù)等多方面進(jìn)行平臺(tái)的優(yōu)選。

（3）通過渤中19-4油田平臺(tái)位置選擇舉例，為海上類似平臺(tái)位置的優(yōu)選，提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]國(guó)際海事組織.1972年國(guó)際海上避碰規(guī)則[S].北京：中華人民共和國(guó)交通部，2003.

[2]國(guó)家能源局，國(guó)家法制辦.海洋石油管道保護(hù)條例[S]. 2012.

[3]董星亮，曹式敬，唐海雄，等.海洋鉆井手冊(cè)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2011：316.

[4]李文飛，朱寬亮，管志川，等.大型叢式井組平臺(tái)位置優(yōu)化方法[J].石油學(xué)報(bào)，2011，32（1）：162-166.

[5]史玉才，管志川，陳秋炎，等.鉆井平臺(tái)位置優(yōu)選方法研究[J]. 中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，31（5）：44-47.

Principles and Methods for Optimization of Offshore Cluster Well Platform

WAN Shengliang, ZHANG Ruigang
（CNOOC Enertech-Drilling & Production Co., Tanggu Tianjin 300452, China）

Optimization of the location of the offshore cluster well platform is one of the key issues in drilling technology， influencing directly the benefits of the whole oilfield. In order to reduce investment and the risk of drilling operations， by combining with geology， reservoir and engineering， the factors influencing the optimization of the location of offshore platform and method for optimization of the location of offshore platform have been summarized. Finally, with optimization of the location of offshore platform in BZ19-4 oilfield as an example， the principles and methods for optimization of the location of offshore platform has been introduced，which provide valuable experience for the implementation of similar offshore projects.

Location of offshore cluster wells platform； optimization； principle and method； BZ19-4 oilfield

TE22；TE951

A DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2016.03.114

1008-2336（2016）03-0114-05

2016-03-25；改回日期：2016-05-16

萬(wàn)圣良，男，1982年生，工程師，2005年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專業(yè)，主要從事鉆井設(shè)計(jì)及相關(guān)研究工作。

E-mail：wanshl@cnooc.com.cn。