海上油井環(huán)空帶壓分析及應(yīng)對措施

呂 廣 劉漢杰 張 鑫 韓東東 林家昱

（中海石油（中國）有限公司天津分公司,天津300450）

1 淺層氣泄漏情況

海上油田某井13-3/8"套管與9-5/8"套管環(huán)空發(fā)生溢流,壓井成功后對A 井13-3/8"套管與9-5/8"套管環(huán)空擠水泥至套管頭以下12m。后發(fā)現(xiàn)該井隔水導(dǎo)管13-3/8"套管環(huán)空有一處冒泡,后續(xù)井口監(jiān)測過程中,發(fā)現(xiàn)B 井也有綠豆大的小氣泡冒出,現(xiàn)場情況持續(xù)監(jiān)控,情況穩(wěn)定。A、B 共2 口井的隔水導(dǎo)管與13-3/8"表層套管環(huán)空有可燃?xì)庑孤?上述2 口井淺層氣泄漏位置均相同,如下圖1 所示：

圖1 A、B 井漏點

前期2 口井出現(xiàn)淺層氣泄漏[3-5]時,隔水導(dǎo)管12 米以下的環(huán)空內(nèi)表層固井時以封固完畢,發(fā)現(xiàn)淺層氣泄漏后進(jìn)行了處理,22日向A 井井口加入了鐵礦粉。處理完畢后發(fā)現(xiàn)還有淺層氣泄漏,用便攜式可燃?xì)怏w探測儀測結(jié)果一氧化碳含量20～30ppm,可燃?xì)怏w最高30%,后期作業(yè)發(fā)現(xiàn)B 井井口有一黃豆大小氣泡冒出。

2 井口焊接封堵技術(shù)方案

2.1 作業(yè)整體思路

2.1.1 派人對該項目進(jìn)行調(diào)研,確認(rèn)施工方案及所需要的物料,并編制詳細(xì)的調(diào)研報告。

2.1.2 根據(jù)調(diào)研報告編制材料采辦計劃及施工方案,要求采購的材料必須有材質(zhì)證書及產(chǎn)品質(zhì)量證明書。

2.1.3 報批施工方案,對參加施工的所有人員進(jìn)行施工方案交底、風(fēng)險分析,準(zhǔn)備施工機(jī)具、辦理出海施工手續(xù)。

2.1.4 對上述泄漏淺層氣的兩口井的24'' 隔水套管與13-3/8"表層套管之間的所有縫隙和隔水套管頂端的兩個返漿口進(jìn)行焊接封堵作業(yè),并在該環(huán)板上安裝引流的閥門、壓力表和管線,引至其它安全區(qū)域進(jìn)行泄放。

2.2 堵漏焊接作業(yè)程序[6-8]

2.2.1 采購一節(jié)長500mm 的24''隔水套管,此隔水套管材質(zhì)要與封堵井的隔水套管同材質(zhì),從套管上割下200mm*150mm的4 塊鋼板,鋼板中心開φ26mm 孔,準(zhǔn)備1''XXS 壁厚120mm長單絲頭（NPT 絲扣）短接,8 根,雙絲頭短節(jié)5 個,管箍6 個,將單絲扣短節(jié)與鋼板預(yù)先焊接好備用。

2.2.2 制作環(huán)板圓形孔堵塊: 使用與環(huán)板同材質(zhì)鋼板割制φ60mm 圓板8 塊,其中4 塊鋼板中心打φ26mm 孔,分別焊接一根單絲頭；準(zhǔn)備1''300LB 鑄鋼閘閥10 個,5MPa 壓力表4 塊及其它管件。

2.2.3 對全體施工人員進(jìn)行施工方案交底,開安全會,申請出海作業(yè)；施工前先對施工區(qū)進(jìn)行測爆,尤其是隔水套管和表層套管之間的夾層空腔,仔細(xì)探測,并用兩臺測爆儀同步檢測,確認(rèn)泄漏淺層氣的相關(guān)參數(shù)和數(shù)值。

2.2.4 從現(xiàn)場返漿口清理套管內(nèi)部表層積液,確認(rèn)液體狀況和腔體內(nèi)部情況。

2.2.5 從環(huán)板圓形孔處灌入調(diào)配好的聚氨酯發(fā)泡劑,確認(rèn)發(fā)泡劑填充飽滿,達(dá)到預(yù)定充填效果。

2.2.6 對所有焊縫進(jìn)行粘接封堵,確認(rèn)粘接封堵效果。

2.2.7 在環(huán)形板上近返漿口處的φ60mm 孔粘接預(yù)制好的1'' 閥門的短接組件,連接氮氣,并從另一端口粘接1''閥門的短接組件。

2.2.8 開啟氮氣,進(jìn)行內(nèi)充惰化,另一口開啟排氣,排氣口連接軟管至平臺外側(cè)或下風(fēng)口,惰化后從排氣口用氣體測爆儀檢測氣體數(shù)值,控制含氧量在3%以內(nèi)。

2.2.9 對粘接的組件進(jìn)行帶壓焊接,再焊接其它φ60mm 的孔洞（用補(bǔ)丁堵塊法正壓焊接）,要求采用溫控焊接法進(jìn)行施焊,要求焊接電流控制在120A,焊接電壓18V,并且采用溫控焊接法進(jìn)行施焊,達(dá)到溫控130℃以內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn),焊接合格后組粘排漿口A,B。

2.2.10 對排漿A、B 口粘接后從A 口放空,連接軟管,同時關(guān)小φ60mm 放空口,從A 口檢測氣體數(shù)值,合格后焊接排漿A口。

2.2.11 排漿A 口焊接合格后,以相同方法程序焊接排漿口B。

2.2.12 排漿口A、B 焊接合格后,逐一焊接環(huán)板接縫及各泄漏點,要求焊多長就把粘堵點打開多長同時先確認(rèn)溢出的氣體檢測合格后再進(jìn)行焊接補(bǔ)強(qiáng)。

2.2.13 13-3/8'' 套管接箍與環(huán)板接縫處暫的焊縫先不焊接,其它焊縫采用J422 電焊條進(jìn)行第一遍的焊堵遇底工藝,結(jié)束后采用鋼絲刷進(jìn)行焊道的清理。

2.2.14 焊堵后清理合格后采用CHE58-1 底氫型焊條進(jìn)行焊縫的焊堵、補(bǔ)強(qiáng)焊接作業(yè)。后再對13-5/8''套管和環(huán)板焊口采用進(jìn)行焊接,合格后再逐一對各焊接補(bǔ)強(qiáng)焊道和點修正打磨確認(rèn)工作。

2.2.15 在預(yù)定的1''閘閥后連接管件短接,安裝壓力表及相關(guān)的放空泄壓管件。

2.2.16 進(jìn)行密壓氣泡檢漏驗收,合格后報甲方人員共同驗收此次封堵處理效果,合格后進(jìn)行整體的除銹、防腐,2 度富鋅底漆刷鍍。

2.2.17 由于B 井的淺層氣內(nèi)漏不算太嚴(yán)重,現(xiàn)場可直接采用正壓置換導(dǎo)流法進(jìn)行內(nèi)部的置換惰化正壓焊接操作。其操作、補(bǔ)焊、確認(rèn)及封堵流程和A 井作業(yè)方法完全相同。

2.3 淺層氣排放流程

A、B 井漏點補(bǔ)強(qiáng)、堵漏、焊接作業(yè)對2 口井的24''隔水套管與13 -3/8 '' 表層套管之間的所有縫隙和隔水套管頂端的兩個返漿口進(jìn)行焊接封堵作業(yè),并在環(huán)板上安裝引流閥門、壓力表和管線,引至安全區(qū)域進(jìn)行泄壓（圖2）。

圖2 淺層氣排放流程圖

3 作業(yè)過程中風(fēng)險分析及應(yīng)對措施

3.1 辦理好相關(guān)作業(yè)許可證（包括熱工/信號旁通/電力隔離等）

違反HSE 作業(yè)程序：主要采取措施是穿戴相關(guān)勞動保護(hù)用品,嚴(yán)格執(zhí)行HSE 和公司相關(guān)規(guī)定。

3.2 搬運作業(yè)物料和機(jī)具到施工現(xiàn)場

3.2.1 未辦理作業(yè)許可證：作業(yè)前辦理冷工許可。

3.2.2 采用正確地搬運工具和方法：采取正確搬運姿勢,人員站位適當(dāng)。

3.2.3 搬運方法不正確導(dǎo)致人員摔傷/碰傷/夾傷,設(shè)備碰壞/摔壞：作業(yè)人員穿戴好個人防護(hù)用品（比如安全帽/安全靴/防護(hù)眼鏡/勞保手套等）。

3.3 電氣設(shè)備接線

設(shè)備缺陷導(dǎo)致人員觸電：在平臺電氣師的支持下確認(rèn)現(xiàn)場電源分布狀況,由專職電工進(jìn)行接電,嚴(yán)格按電器作業(yè)要求對電焊機(jī)接線,外殼接地,檢查電焊機(jī)、砂輪機(jī)和線滾子絕緣是否良好。與平臺電氣師共同確認(rèn),檢查連接部位是否緊密,確認(rèn)一切無誤后方可作業(yè)。

3.4 井口焊接

主要存在風(fēng)險是井口內(nèi)有殘存可燃?xì)?、焊接過程中造成井口泄漏天然氣導(dǎo)致閃燃、噴濺、燙傷、人身傷害、火災(zāi)、爆炸。采取的措施：（1）準(zhǔn)備好滅火器和消防水。氣體監(jiān)測,做好記錄。（2）現(xiàn)場架設(shè)防爆軸流風(fēng)機(jī),對井口平臺的空間進(jìn)行空氣吹掃、空氣稀釋；防爆風(fēng)機(jī)設(shè)專人值守。（3）對施工環(huán)境和井口各縫隙進(jìn)行測爆,使用泵吸式測爆儀對各縫隙進(jìn)行檢測,確保沒有可燃?xì)鉃a出,使用兩臺測爆儀同步進(jìn)行檢測。（4）用氮氣將套管內(nèi)部進(jìn)行將殘存的可燃?xì)膺M(jìn)行吹掃,達(dá)到動火條件。

3.5 探傷作業(yè)

3.5.1 未辦理作業(yè)許可證：作業(yè)前辦理好冷工許可證。

3.5.2 作業(yè)不慎導(dǎo)致人員傷害：作業(yè)人員嚴(yán)格按照NDT 的有關(guān)規(guī)定,穿戴好勞動保護(hù)用品。

3.5.3 作業(yè)不慎導(dǎo)致人員傷害：拉好警示隔離帶,通知相關(guān)人員,做好防護(hù)措施,防止無關(guān)人員進(jìn)入發(fā)生意外事故。

3.5.4 設(shè)備損壞,污染環(huán)境：作業(yè)用完的工業(yè)垃圾不得隨意丟棄,放置到指定地點,防止環(huán)境污染。

4 施工過程中的HSE 措施

4.1 基本要求

4.1.1 作業(yè)前組織一次消防、救生演習(xí)。

4.1.2 嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,以保護(hù)海洋環(huán)境、保障人體健康、確保作業(yè)的順利進(jìn)行。嚴(yán)格執(zhí)行各項管理規(guī)定。

4.1.3 加強(qiáng)作業(yè)人員的安全、環(huán)保意識。作業(yè)前召開安全、環(huán)保會議,明確各施工單位的安全、環(huán)保責(zé)任,制定相應(yīng)的安全環(huán)保措施。作業(yè)者和承包商的監(jiān)督管理人員和相關(guān)崗位人員熟悉溢油應(yīng)急計劃。

4.2 環(huán)保要求

4.2.1 嚴(yán)格遵守公司環(huán)保規(guī)章制度和《中華人民共和國海洋環(huán)境保護(hù)法》,以保護(hù)海洋環(huán)境。

4.2.2 加強(qiáng)環(huán)保意識,執(zhí)行環(huán)保法規(guī),嚴(yán)禁向海里傾倒生活及工業(yè)垃圾。

4.2.3 準(zhǔn)備好一定數(shù)量的吸油毛氈備用。使用消油劑應(yīng)當(dāng)提前向安全環(huán)保部聯(lián)系和申報。

4.2.4 以預(yù)防為主,及時清理工作區(qū)域,確保工作面無油污。