深水大尺寸風暴閥在南海海域的首次應用

關清濤

摘? 要：每年夏季是我國南海海域臺風高發期，嚴重影響海上鉆井作業的時效和安全。半潛式平臺在避臺風前需在井內建立屏障，確保井下流體無上竄通道。在深水表層作業時如遇臺風，通常采用注水泥塞臨時棄井的方法來建立井內屏障，大尺寸井眼導致注水泥難度增加，耗費工時較多，在臺風過后需鉆水泥塞，有污染泥漿、水泥掉塊卡鉆等風險。大尺寸風暴閥的使用不僅節省了工時，同時也消除了注水泥塞帶來的潛在風險，還可以在解封風暴閥前建立循環，提前了解井下情況。

關鍵詞：深水;大尺寸風暴閥;臺風;臨時棄井

中圖分類號：TE952 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）09-0180-02

Abstract： Every summer is the high incidence period of typhoons in the South China Sea， which seriously affects the timeliness and safety of offshore drilling operations. The semi-submersible platform needs to set up a barrier in the well before avoiding typhoon to ensure that there is no upward channeling channel for underground fluid. In the event of typhoon in deep water surface operation， the method of temporary abandonment of cementing plug is usually used to establish the in-well barrier， the large size borehole leads to the difficulty of cementing is increased， the working hours are more expensive， and the cement plug needs to be drilled after the typhoon. There is a risk of contaminated mud， cement falling off sticking and so on. The use of large size storm valve not only saves working hours， but also eliminates the potential risk caused by cement plug. it can also establish a cycle before unsealing the storm valve and understand the underground situation in advance.

Keywords： deep water; large size storm valve; typhoon; temporary abandoned well

引言

海上鉆井作業一直面臨著各種極端天氣的挑戰，在我國的南海海域，每年夏季都是臺風頻繁活動的季節，大大增加了海上油氣勘探開發的難度[1]。海上作業期間如果遇到臺風，海上鉆井平臺需要在臺風抵達平臺附近海域前啟動避臺風程序，現場需要處理井眼、建立井內屏障并確保井下安全后回收隔水管及防噴器并固定平臺物資，然后將人員撤離，如何在安全的時間窗口內完成所有工作并撤離是海上鉆井作業避臺風工作最嚴峻的挑戰。尤其是在深水表層鉆井作業時，由于深水井表層井眼尺寸大、工序復雜，傳統方法的避臺風準備工作響應時間較長，并且伴隨著潛在的風險，而大尺寸風暴閥的應用可以大大縮減海上鉆井平臺避臺風準備工作的響應時間，提高了作業時效的同時也降低了作業的風險。

1 大尺寸風暴閥的應用優勢

深水井一開井眼尺寸多為φ914.4mm或φ762mm，通過噴射的方式邊鉆邊下入套管，經過幾小時的沉浸后進行二開φ660.4mm井段作業、三開φ444.5mm井段作業，深水表層鉆井作業程序繁瑣、工作強度大。半潛式鉆井平臺在深水表層鉆井作業期間遭遇臺風襲擊時，傳統做法通常是采用注水泥塞的方式來建立井內屏障。而深水井表層井眼尺寸較大，水泥需求量大，導致水泥漿附加量計算困難的同時也增加了注水泥作業的時間，大尺寸風暴閥的應用大大減少了建立井內屏障的作業時間。

在臺風過后，平臺恢復作業，需要解除井內屏障。傳統方法需要鉆穿鉆水泥塞并循環清潔井眼，降低了作業的生產時效，如果鉆水泥塞的過程中處理不干凈，殘留的水泥極易污染下一開使用的泥漿，影響下一開的鉆井作業，甚至大塊的水泥掉塊會在下一開鉆井作業時造成卡鉆等事故。大尺寸風暴閥的應用大大減少了鉆水泥塞以及清潔井眼的時間，同時也消除了注水泥塞方法帶來的潛在風險，并且大尺寸風暴閥特殊的工具結構，可以通過中心管泄壓以使大尺寸風暴閥上下環空壓力平衡，讓作業者在解封前了解大尺寸風暴閥下方的環空壓力是否異常，并可以通過中心管進行井控作業，對于井下異常情況可以做到“早發現、早處理”，為后續的作業提供了安全保障。

2 大尺寸風暴閥簡介

大尺寸風暴閥的結構圖見圖1。

大尺寸風暴閥經過特殊的設計使其具有更高的抗拉、抗扭能力、更廣的密封區域以及更強的錨定能力，并且大尺寸風暴閥所有的金屬部件可以在含有硫化氫的環境內正常工作。在實際作業中，大尺寸工具都有連接困難的情況發生，因此在大尺寸風暴閥的連接端留有305mm長度的空間可以方便大鉗進行上、卸扣等操作，延遲閥的設計增加了大尺寸風暴閥的可靠性，降低了誤操作導致封隔器膠皮提前膨脹的可能性，在大尺寸風暴閥底部安裝的導向塊可以在大尺寸風暴閥通過限制區域以及較長水平段時起到導向以及防止巖屑進入工具內部的作用，保障大尺寸風暴閥下至坐封位置并成功坐封。

大尺寸風暴閥是通過流體加壓的方式使封隔器膠皮膨脹來實現工具與井壁或者套管內壁的錨定與密封，高膨脹的特性使大尺寸風暴閥可以坐封在最大內徑φ914.4mm的套管或裸眼內。大尺寸風暴閥可以通過一趟鉆實現下入及坐封（解封及回收），在送入過程中要緩慢下入，禁止旋轉和急停，避免產生壓力汲動導致大尺寸風暴閥提前坐封。

在回收大尺寸風暴閥作業時，可提前通過中心管泄壓，使大尺寸風暴閥上下環空壓力平衡，此時如果出現井控情況，可根據相關程序進行井控作業。

3 在南海某井的應用

以南海某井為例，在其三開φ444.5mm井段（上層套管φ508mm）作業期間遇臺風影響作業，作業者選擇使用大尺寸風暴閥進行臨時棄井。大尺寸風暴閥下入深度為1362m，下至坐封深度后，緩慢開泵開始坐封，通過泥漿泵憋壓500psi并緩慢釋放5-20klbs的懸重，坐封過程中保持膨脹壓力逐級增加，每次增加壓力后穩壓10分鐘，以確保膠皮更好的與套管內壁接觸，提高工具與套管的錨定力。在最后一次穩壓結束后，快速卸壓，緩慢過提20klbs的懸重以確認大尺寸風暴閥坐封，確認工具坐封后向下壓5klbs，之后反轉鉆具1/4圈并保持反扭矩，緩慢上提鉆具將送入工具脫手后向上提5m，開泵確認脫手成功，最后試壓800psi確認封井成功。

回收大尺寸風暴閥時，下入打撈筒，保持2bbls/min的排量緩慢下鉆沖洗魚頂，泵壓上升后立即停泵卸壓，向下壓20klbs鎖定魚頂打撈頭，正轉鉆桿1/4圈，過提管柱20klbs確認打撈筒成功撈住打撈頭，之后通過中心管泄壓，使大尺寸風暴閥上下環空壓力平衡，在確認大尺寸風暴閥下方環空壓力無異常后，保持過提2klbs，正轉管柱11圈解封大尺寸風暴閥，上提管柱0.5m，確認無過提后起鉆。

本次避臺風作業臨時棄井使用大尺寸風暴閥較注水泥塞棄井方法節省時間18小時，大大提高了作業時效，對于爭分奪秒的避臺風作業，作業時效的提高就是對現場作業人員最安全的保障，同時對于綜合日費動輒上百萬美金的深水鉆井平臺也是節省了一筆不菲的費用。

4 結束語

大尺寸風暴閥在南海海域的首次成功應用，減少了深水表層鉆井作業期間避臺風作業的響應時間，提高了作業時效的同時也消除了傳統方法帶來的潛在風險，還可通過中心管柱進行壓力檢測、井控等操作，為現場人員撤離提供了安全保障，為以后相同工況的工程設計提供了資料和基礎，更是為海上油田開發的增產增效做出貢獻。

參考文獻：

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