海洋弃井作业

科技工作者之家 2020-11-17

海洋弃井作业应做到井内外无地层流体上窜的通道、地层流体没有上窜至海底泥面、 污染海洋环境的风险。

弃井原则(1)弃井作业应做到井内外无地层流体上窜的通道、地层流体没有上窜至海底泥面、 污染海洋环境的风险。

(2)应用水泥或封隔器封隔开渗透性地层和油气层,以保证不同压力层系间的地层流 体互不窜通。

(3)在可能的产层之上,或裸眼至井口,至少应注一个水泥塞。

(4)只有在井眼安全时,才能拆除井口防喷器。

(5)在领海及以内水域永久弃井的各层套管切割位置均应在海底泥面以下4m。在领海 以外残留海底的井口设施,不得妨碍其他海洋主导功能的使用。

(6)不再使用的生产井段应按永久弃井方式弃置。1

临时性弃井作业1.套管或尾管射孔完成井

(1)应在每组射孔段顶部以上 15m 内下可钻桥塞倾倒水泥或注入水泥塞封隔油气层。 顶部油气层以上 15m 内应下桥塞、试压合格并在其上注长度不小于 30m 的水泥塞 ;或注 不少于 50m 的水泥塞,然后候凝、探水泥塞顶面并试压合格。

(2)天然气井、含腐蚀性流体的井或地层孔隙压力当量密度高于1.30g/cm3 的其他井 (以下简称为“特殊井”),油气层间用注水泥封隔时水泥塞长度不应小于30m,用桥塞进行 封隔时桥塞顶部应倾倒水泥,顶部油气层以上15m内应下可钻桥塞、试压合格并在桥塞上 注长度不小于50m的水泥塞。

(3)在尾管悬挂器或分级箍下约30m处向上注一个长度不小于60m的水泥塞,候凝并 探水泥塞顶面。

(4)在表层套管鞋深度附近内层套管内或环空有良好水泥封固处向上注一个长度不小 于50m的水泥塞,特殊井此处水泥塞长度不应小于100m,候凝并探水泥塞顶面。

(5)在水面以上保留井口,完成最后一个弃井水泥塞作业后,在水泥塞以上采取防腐、 防冻措施 ;在水面以下保留井口,应装好井口帽或泥线悬挂器的防护帽,根据需要采取防 腐、防水合物等措施。

(6)按当地政府主管部门要求设置井口标志物和安全保护措施。

2.裸眼或裸眼筛管完成探井

(1)在裸眼井段或筛管内充填保护油气层的完井液。

(2)在裸眼上层套管鞋或筛管顶部封隔器以上30m内坐封一只可钻桥塞并试压合格, 在桥塞上注长度不小于30m的水泥塞,特殊井在桥塞上所注水泥塞长度不应小于50m。候 凝、试压并探水泥塞顶面。

(3)在表层套管鞋深度附近内层套管内或环空有良好水泥封固处向上注一个长度不小 于50m的水泥塞。特殊井应在此位置坐封一只可钻桥塞,试压合格并在其上注长度不小 于 100m 的水泥塞。

(4)在水面以上保留井口,完成最后一个弃井水泥塞作业后,在水泥塞以上采取防腐、 防冻措施 ;在水面以下保留井口,应装好井口帽或泥线悬挂器的防护帽,根据需要采取防 腐、防水合物等措施。

(5)按当地政府主管部门要求设置井口标志物和安全保护设施。

3.未投产开发井

(1)钻遇异常压力层段或油气显示层段下套管或尾管固井后未射孔的井应候凝并全井 筒试压合格,地面井口采用可监控井口压力并能提供压井通道的井口装置。特殊井宜下入 或悬挂临时管柱并封堵管柱内外通道并采用可监控井口压力并能提供压井通道的井口装置。

(2)已射孔井或裸眼完成井应下入生产管柱并按设计安装好采油(气)树且对井口装 置试压合格。水下井口可按裸眼或裸眼筛管完成探井临时弃井的(2)(3)作业。

(3)后续作业根据需要参见裸眼或裸眼筛管完成探井临时弃井的(4)(5)。

4.已投产开发井

(1)已投入生产的井临时弃井前要对产层进行压力系统隔离 :

①自喷井关闭分层生产滑套,下入堵塞器封堵地层流体通往井口的通道。压井,起出 生产管柱,下入产层顶部封隔器堵塞器或可回收封隔器,试压合格 ;

②非自喷井关闭分层生产滑套。压井,起出井下管柱,下入产层顶部封隔器堵塞器或 可回收封隔器,试压合格 ;

③在顶部封隔器堵塞器或可回收封隔器上充填高度不小于 2m 的砂粒。

(2)在尾管挂、顶部封隔器或裸眼与套管接口深度以上30m内坐封一只可钻桥塞并试 压合格,在桥塞上注长度不小于30m的水泥塞。特殊井在可钻桥塞上所注水泥塞长度不应 小于50m。候凝、试压并探水泥塞顶面。

(3)在表层套管鞋深度附近内层套管内或环空有良好水泥封固处向上注一个长度不小 于50m的水泥塞。特殊井应在此位置坐封一只可钻桥塞,试压合格并在其上注长度不小于 100m的水泥塞。

(4)在水面以上保留井口,完成最后一个弃井水泥塞作业后,在水泥塞以上采取防腐、 防冻措施 ;在水面以下保留井口,应装好井口帽或泥线悬挂器的防护帽,根据需要采取防 腐、防水合物等措施。

(5)按当地政府主管部门要求设置井口标志物和安全保护设施。

5.水下井口临时弃井作业程序

(1)在井口注入防腐液或柴油后起出防喷器,然后下入防腐帽。防腐帽涂好白色油漆, 在下入工具上方3m左右,系上导向软绳 ;安装防腐帽时,提前打开钻柱补偿器,用ROV 或水下电视观察 ;安装好后,倒开并回收送入工具。

(2)放松导向绳,由 ROV 从永久导向基盘的导向柱上依次回收 4 根导向绳。注意 ROV 不要缠在导向绳内。

6.带泥线悬挂器的水上井口临时弃井作业程序

(1)注完最后一个水泥塞后,起钻杆到泥线悬挂器处,用海水替出钻井液后起出钻杆。

(2)拆掉防喷器组和 φ 279.4mm(11″)套管四通。

(3)在 φ 244.5mm套管顶部,割一对“J”形槽,用钻杆接“十”字形工具插入“J” 形槽内,上提一定重量,起出 φ 244.5mm套管卡瓦式悬挂 ;然后正转套管,从泥线悬挂器 送入工具处倒开。

(4)下入套管捞矛,或直接用“十”字形工具(强度满足要求时)回收套管和悬挂器 送入工具。 (5)拆掉 φ 346.1mm(135/8″)套管四通并回收,用回收 φ 244.5mm套管的方法,回 收泥线以上的 φ 339.7mm套管及送入工具。

(6)下入 φ 339.7mm套管防腐帽,注入防腐液或柴油至充满泥线悬挂器。

(7)拆掉 φ 539.8mm(211/4″)套管头。

(8)在 φ 508.0mm套管顶部,割一对“J”形槽,用钻杆接“十”字形工具插入“J” 形槽内,正转套管,从泥线悬挂器送入工具处倒开。

(9)下套管捞矛,或在 φ 508.0mm套管上割两个孔,用高强度的钢丝绳套回收泥线以 上的套管及送入工具。

(10)按照导管遥控接头倒开要求下倒扣工具进行倒扣(如果没有下遥控接头,则需潜 水员在海床上方第一个导管接头拧上释放螺丝)。

(11)在导管顶部割两个孔,用高强度的钢丝绳套回收导管及遥控接头。

(12)在送入工具上接防腐帽,标明方向后用钻杆送入。在潜水员的指挥下安装防 腐帽于井口上,倒开和回收送入工具。

永久性弃井作业1.套管或尾管射孔完成探井

(1)油气层层间封隔。自每组油气层底部以下不少于30m向上注水泥塞,水泥返高不 应少于射孔段以上30m,层间距较短时亦可在油气层射孔段顶部以上15m内下桥塞、试压 合格并倾倒水泥。

(2)油气层顶部封堵。最上部油气层的水泥返高不应低于射孔段顶部以上100m,候 凝、试压并探水泥塞顶面 ;或在最上部射孔段顶部以上15m内下入桥塞、试压合格,并 在桥塞上注长度不小于100m的水泥塞。天然气井、含腐蚀性流体的井或地层孔隙压力当 量密度高于1.30g/cm3 的其他井(以下简称为“特殊井”),应在顶部射孔段以上15m以内 下入挤水泥封隔器试压合格,采用试挤注、间歇挤水泥的方法向油气层挤水泥,设计最小 挤入量不应少于15m的井筒容积,最高挤入压力为该井段原始地层破裂压力。挤水泥结束 后,在挤水泥封隔器上注长度不小于50m的水泥塞。

(3)在尾管悬挂器或分级箍下约30m处向上注一个长度不小于60m的水泥塞,候凝并 探水泥塞顶面。

(4)在表层套管鞋深度附近内层套管内或环空有良好水泥封固处向上注一个长度不小 于100m的水泥塞,候凝、探水泥塞面。特殊井应在此位置坐封一只桥塞、试压合格并在 其上注长度不小于100m的水泥塞。 (5)逐层切割、回收套管和套管头。在切割的每层套管割口下约30m处注一个长度不 小于60m的水泥塞。最后一个弃井水泥塞(亦称水泥帽)长度不应小于50m,且水泥塞顶面位于海底泥面下40m至30m之间。

(6)按所在海区政府主管部门的要求清除海底遗留物。

2.裸眼或裸眼筛管完成探井

(1)油气层层间封隔。用水泥塞封堵裸眼井段或封隔裸眼筛管井段的油、气、水渗透 层之间流动通道,单个水泥塞长度不应少于50m。用水泥塞封堵油、气、水层时,应自所 封堵油、气、水层底部30m以下向上覆盖至所封堵层顶以上不少于50m。

(2)油气层顶部封堵。在裸眼上层套管鞋或筛管顶部封隔器上下各注长度不小于50m 的水泥塞,候凝、探水泥塞顶面并试压合格。特殊井应在裸眼上层套管鞋或筛管顶部封隔 器以上30m内坐封一只挤水泥封隔器,试压合格,采用试挤注、间歇挤水泥的方法向油气 层挤水泥,设计最小挤入量不应少于30m的井筒容积,最高挤入压力为该井段原始地层破 裂压力。挤水泥结束后,在挤水泥封隔器上注长度不小于100m的水泥塞。

(3)在尾管悬挂器或分级箍下约30m处向上注一个长度不小于100m的水泥塞,候凝 并探水泥塞顶面。

(4)后续按套管或尾管射孔完成探井永久弃井的(4)〜(6)完成作业。

3.开发井

(1)管柱回收。压井并起出井下生产管柱。

(2)裸眼段层间封隔。用水泥塞封堵裸眼井段或封隔裸眼筛管井段的油、气、水渗透 层之间流动通道,单个水泥塞长度不应少于50m。用水泥塞封堵油、气、水层时,应自所 封堵油、气、水层底部30m以下上返至所封堵层顶以上不少于50m。

(3)射孔段层间封隔。分段自每组油气层底部以下不少于30m向上注水泥塞,水泥返 高应高出每组油气层顶部不少于50m。用分层管柱开采或注入,但层间距短时,可关闭分 层管柱上部滑套,一次性向下挤注水泥封堵相邻产层,水泥塞顶面应高出所封堵层段顶部 不少于50m。

(4)顶部油气水层封堵。顶部油、气、水层的水泥返高应高于所封堵层顶部不少于 100m,候凝、探水泥塞顶面并试压合格。特殊井应在油气层顶部、裸眼上层套管鞋或筛 管顶部封隔器以上 30m 内坐封一只挤水泥封隔器,试压合格,采用试挤注、间歇挤水泥 的方法向油气层挤水泥,设计最小挤入量不应少于 30m 的井筒容积,最高挤入压力不超 过该井段原始地层破裂压力。挤水泥结束后,在挤水泥封隔器上注长度不小于 50m 的水 泥塞。

(5)井内生产管柱不能全部回收的特殊开发井宜采取以下措施 : ①在无法解封的封隔器或落物鱼顶以上避开接箍打孔或割断生产管柱,进行压井和洗 井作业,切割、回收上部自由生产管柱。 ②在距生产管柱打孔或割断位置2〜5m坐封挤水泥封隔器。 ③通过挤水泥封隔器,采用试挤柱、间歇挤水泥方法进行挤水泥作业,最高挤入压力 不超过下部井段最高原始地层破裂压力。挤水泥结束后,在挤水泥封隔器上注长度不小于 100m的水泥塞。

(6)在尾管悬挂器或分级箍下约30m处注一个长度不小于100m的水泥塞,候凝并探 水泥塞顶面。

(7)后续按套管或尾管射孔完成探井永久弃井的(4)〜(6)完成作业。

4.浮式钻井装置永久弃井作业

1)浮式钻井装置切割与回收 φ 244.5mm和φ 339.7mm套管

(1)切割工具组合。

①切割 φ 244.5mm套管时 : φ 209.6mm割刀体(装C9-8-12刀臂)+ 加重钻杆(5柱)+ 水下旋转头(装 φ 406.4mm支撑架)+ 钻杆。

②切割 φ 339.7mm 套管时 : φ 298.5mm 割刀体(装 C13-8-19 刀臂)+ 加重钻杆 + 水下旋转头(安装 φ 406.4mm 支撑架)+ 钻杆。

(2)接好刀体,根据套管切割位置,提前安装好刀臂后,接顶驱开泵进行功能试验。

(3)扎紧刀臂,配好割刀臂到支撑架的钻具长度后下割刀。

(4)下钻到水下旋转头接近水下井口前,打开钻柱补偿器,缓慢坐支撑架在井口防磨 补心内,并加压20〜50kN。

(5)先旋转,后缓慢开泵。转速60〜70r/min,根据扭矩大小适当控制泵排量,注意 扭矩不宜过大。

(6)观察扭矩变化,判断是否割断套管。扭矩变化将由开始的平稳,到割断时的不断 变化,直至割断后的平稳。切割期间,要注意观察钻井液量变化情况,防止套管环空存在 压力造成井涌。

(7)割断套管后,起出切割工具。根据割刀臂上的痕迹,判断套管是否已割断。

(8)回收防磨补心。

(9)根据井口装置的性能,确定是否需提前回收密封总成,如需要则提前回收 ;如不 需要则与套管及其悬挂器一起回收。下入套管捞矛回收套管,捞矛进入套管前,打开钻柱 补偿器,捞住套管后,先用补偿器提起套管。

(10)收套管时,悬挂器起到防喷器组和隔水管伸缩节处,应小心上提,防止刮卡。

(11)卸下套管悬挂器,回收套管。

(12)按要求在套管割口上下注水泥塞。

2)浮式钻井装置起 φ 476.3mm防喷器组

(1)在 φ 339.7mm套管割口上下注完水泥塞后,起钻杆到井口头,反循环冲洗钻杆, 然后用海水顶替出隔水管内的钻井液。

(2)起出光钻杆,甩下多余的钻杆。

(3)卸掉转盘分流器。

(4)下放隔水管伸缩节内筒,锁在外筒上。

(5)打开井口头连接器,用ROV或水下电视检查开关指示杆。

(6)用钻柱补偿器上提防喷器组,确认井口连接器是否打开。

(7)起出隔水管伸缩节、隔水管、防喷器组。

(8)将防喷器组固定于底座上。

3)浮式钻井装置切割与回收 φ 508.0mm套管和 φ 762.0mm导管作业程序 两层套管同时切割、同时回收时 :

(1)组合切割工具 :导引头+钻杆+ φ 298.5mm割刀体(安装C13-8-42刀臂)+RSP13 套管捞矛体(带RSP13-22-2卡瓦捞矛)+水下旋转头+钻铤+加重钻杆。需要说明是, RSP13-22-2卡瓦捞矛是坐在 φ 476.3mm井口头内的悬挂支撑环上,配切割工具长度时应加以 注意。

(2)割刀组装好后,做功能试验然后扎紧刀臂。

(3)将割刀体上涂以白色油漆。

(4)在刀体上方3m左右,系上导向软绳以便引导割刀进入井眼。进井眼前,打开钻 柱补偿器,用ROV或水下电视观察。

(5)坐支撑架在井口头内的悬挂支撑环上,加压40kN,缓慢旋转,开泵,逐步使转速 达到60〜70r/min。根据扭矩大小适当控制泵排量,注意扭矩不宜过大。

(6)套管割断后,用补偿器上提捞矛试拉,确认割断。

(7)用导向绳回收临时导向基盘。

5.自升式钻井装置作业时的永久弃井作业

(1)确认油气层被封住且 φ 244.5mm套管环空无压力后,拆掉防喷器组和 φ 279.4mm (11″)套管四通。

(2)组合切割 φ 244.5mm套管的割刀下井 : φ 209.6mm割刀体(装C9-8-12刀臂)+ 加重钻杆+钻杆(根据需要)。

(3)接好刀体和刀臂,完成功能试验后扎紧刀臂。下割刀到设计要求的切割位置,注 意避开套管接箍位置,刹住绞车。

(4)切割 φ 244.5mm套管 :先缓慢转动后再开泵逐步提高排量。根据扭矩调节泵排 量,注意扭矩不宜过大。通过观察扭矩变化,判断套管是否割断。切割前,打开套管四通 侧阀,以便于先泄掉套管环空可能憋住的压力和观察套管切割情况。

(5)割断后起出割刀并检查磨痕,以判断套管是否割断。

(6)用捞矛回收 φ 244.5mm套管。

(7)按要求在套管割口上下注入水泥塞。

(8) 拆 掉 φ 346.1mm(135/8 ″) 套 管 四 通, 组 合 φ 339.7mm 套 管 切 割 工 具 : φ 298.5mm割刀体(装C13-8-19刀臂)+加重钻杆+钻杆(根据需要)。

(9)按切割、回收 φ 244.5mm套管的方法,切割回收 φ339.7mm套管。

(10)按要求在套管割口上下注入水泥塞。

(11)拆掉 φ 539.8mm(211/4″)套管头。

(12)组合切割 φ 508.0mm 套管割刀 : φ 298.5mm 割刀体(装 C13-8-36 刀臂)+ φ 444.5mm 稳定器 + 加重钻杆 + 钻杆(根据需要)。

(13)先对割刀进行功能测试,然后扎紧刀臂下钻。

(14)下割刀到设计要求的位置。

(15)切割套管。先缓慢转动后再开泵逐步提高排量,可根据扭矩大小来调整排量。通 过观察扭矩变化,判断套管是否切割断。

(16)起出割刀。观察刀臂痕迹,以判断套管是否割断。

(17)在套管顶端割两个孔,用钢丝绳套上提回收套管。

(18)切割 φ 762.0mm导管前,先用绷绳捆绷好,以防导管割断后倾倒 ;并在导管顶 部割好两个孔,上好卸扣用钢丝绳适当提住。

(19)组合切割导管的割刀 : φ 298.5mm割刀体(装C13-8-42刀臂)+ φ 660.4mm稳 定器+加重钻杆+钻杆(根据需要)。

(20)先对割刀进行功能测试,然后扎紧刀臂。

(21)下入割刀至设计位置 。

(22) φ 762.0mm导管切割、回收程序同φ 508.0mm套管,切割、回收导管。

(23)注入水泥帽。2

海床检查浮式钻井装置作业时,完成弃井作业前后,分别下入遥控潜水器对井口周围海床(半 径30m内范围)进行检查、摄影以及绘制海底井口遗留物图。

自升式或固定式钻井装置作业,必要时应进行水底检查、摄影以及绘制海底井口遗留物图。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学

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