深水大尺寸风暴阀在南海海域的首次应用

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　　摘  要：每年夏季是我国南海海域台风高发期，严重影响海上钻井作业的时效和安全。半潜式平台在避台风前需在井内建立屏障，确保井下流体无上窜通道。在深水表层作业时如遇台风，通常采用注水泥塞临时弃井的方法来建立井内屏障，大尺寸井眼导致注水泥难度增加，耗费工时较多，在台风过后需钻水泥塞，有污染泥浆、水泥掉块卡钻等风险。大尺寸风暴阀的使用不仅节省了工时，同时也消除了注水泥塞带来的潜在风险，还可以在解封风暴阀前建立循环，提前了解井下情况。
　　关键词：深水;大尺寸风暴阀;台风;临时弃井
　　中图分类号：TE952 文献标志码：A         文章编号：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
　　海上鉆井作业一直面临着各种极端天气的挑战，在我国的南海海域，每年夏季都是台风频繁活动的季节，大大增加了海上油气勘探开发的难度[1]。海上作业期间如果遇到台风，海上钻井平台需要在台风抵达平台附近海域前启动避台风程序，现场需要处理井眼、建立井内屏障并确保井下安全后回收隔水管及防喷器并固定平台物资，然后将人员撤离，如何在安全的时间窗口内完成所有工作并撤离是海上钻井作业避台风工作最严峻的挑战。尤其是在深水表层钻井作业时，由于深水井表层井眼尺寸大、工序复杂，传统方法的避台风准备工作响应时间较长，并且伴随着潜在的风险，而大尺寸风暴阀的应用可以大大缩减海上钻井平台避台风准备工作的响应时间，提高了作业时效的同时也降低了作业的风险。
　　1 大尺寸风暴阀的应用优势
　　深水井一开井眼尺寸多为φ914.4mm或φ762mm，通过喷射的方式边钻边下入套管，经过几小时的沉浸后进行二开φ660.4mm井段作业、三开φ444.5mm井段作业，深水表层钻井作业程序繁琐、工作强度大。半潜式钻井平台在深水表层钻井作业期间遭遇台风袭击时，传统做法通常是采用注水泥塞的方式来建立井内屏障。而深水井表层井眼尺寸较大，水泥需求量大，导致水泥浆附加量计算困难的同时也增加了注水泥作业的时间，大尺寸风暴阀的应用大大减少了建立井内屏障的作业时间。
　　在台风过后，平台恢复作业，需要解除井内屏障。传统方法需要钻穿钻水泥塞并循环清洁井眼，降低了作业的生产时效，如果钻水泥塞的过程中处理不干净，残留的水泥极易污染下一开使用的泥浆，影响下一开的钻井作业，甚至大块的水泥掉块会在下一开钻井作业时造成卡钻等事故。大尺寸风暴阀的应用大大减少了钻水泥塞以及清洁井眼的时间，同时也消除了注水泥塞方法带来的潜在风险，并且大尺寸风暴阀特殊的工具结构，可以通过中心管泄压以使大尺寸风暴阀上下环空压力平衡，让作业者在解封前了解大尺寸风暴阀下方的环空压力是否异常，并可以通过中心管进行井控作业，对于井下异常情况可以做到“早发现、早处理”，为后续的作业提供了安全保障。
　　2 大尺寸风暴阀简介
　　大尺寸风暴阀的结构图见图1。
　　大尺寸风暴阀经过特殊的设计使其具有更高的抗拉、抗扭能力、更广的密封区域以及更强的锚定能力，并且大尺寸风暴阀所有的金属部件可以在含有硫化氢的环境内正常工作。在实际作业中，大尺寸工具都有连接困难的情况发生，因此在大尺寸风暴阀的连接端留有305mm长度的空间可以方便大钳进行上、卸扣等操作，延迟阀的设计增加了大尺寸风暴阀的可靠性，降低了误操作导致封隔器胶皮提前膨胀的可能性，在大尺寸风暴阀底部安装的导向块可以在大尺寸风暴阀通过限制区域以及较长水平段时起到导向以及防止岩屑进入工具内部的作用，保障大尺寸风暴阀下至坐封位置并成功坐封。 　　大尺寸风暴阀是通过流体加压的方式使封隔器胶皮膨胀来实现工具与井壁或者套管内壁的锚定与密封，高膨胀的特性使大尺寸风暴阀可以坐封在最大内径φ914.4mm的套管或裸眼内。大尺寸风暴阀可以通过一趟钻实现下入及坐封（解封及回收），在送入过程中要缓慢下入，禁止旋转和急停，避免产生压力汲动导致大尺寸风暴阀提前坐封。
　　在回收大尺寸风暴阀作业时，可提前通过中心管泄压，使大尺寸风暴阀上下环空压力平衡，此时如果出现井控情况，可根据相关程序进行井控作业。
　　3 在南海某井的应用
　　以南海某井为例，在其三开φ444.5mm井段（上层套管φ508mm）作业期间遇台风影响作业，作业者选择使用大尺寸风暴阀进行临时弃井。大尺寸风暴阀下入深度为1362m，下至坐封深度后，缓慢开泵开始坐封，通过泥浆泵憋压500psi并缓慢释放5-20klbs的悬重，坐封过程中保持膨胀压力逐级增加，每次增加压力后稳压10分钟，以确保胶皮更好的与套管内壁接触，提高工具与套管的锚定力。在最后一次稳压结束后，快速卸压，缓慢过提20klbs的悬重以确认大尺寸风暴阀坐封，确认工具坐封后向下压5klbs，之后反转钻具1/4圈并保持反扭矩，缓慢上提钻具将送入工具脱手后向上提5m，开泵确认脱手成功，最后试压800psi确认封井成功。
　　回收大尺寸风暴阀时，下入打捞筒，保持2bbls/min的排量缓慢下钻冲洗鱼顶，泵压上升后立即停泵卸压，向下压20klbs锁定鱼顶打捞头，正转钻杆1/4圈，过提管柱20klbs确认打捞筒成功捞住打捞头，之后通过中心管泄压，使大尺寸风暴阀上下环空压力平衡，在确认大尺寸风暴阀下方环空压力无异常后，保持过提2klbs，正转管柱11圈解封大尺寸风暴阀，上提管柱0.5m，确认无过提后起钻。
　　本次避台风作业临时弃井使用大尺寸风暴阀较注水泥塞弃井方法节省时间18小时，大大提高了作业时效，对于争分夺秒的避台风作业，作业时效的提高就是对现场作业人员最安全的保障，同时对于综合日费动辄上百万美金的深水钻井平台也是节省了一笔不菲的费用。
　　4 结束语
　　大尺寸风暴阀在南海海域的首次成功应用，减少了深水表层钻井作业期间避台风作业的响应时间，提高了作业时效的同时也消除了传统方法带来的潜在风险，还可通过中心管柱进行压力检测、井控等操作，为现场人员撤离提供了安全保障，为以后相同工况的工程设计提供了资料和基础，更是为海上油田开发的增产增效做出贡献。
　　参考文献：
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