钻完井及修井设施油田群总体开发方案.docx
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钻完井及修井设施油田群总体开发方案
钻完井及修井设施
5.1设计基础
23-1/2/7油田位于中国南海珠江口盆地北部，距香港南约200km，位于24-2油田西南约13.7km，距“海洋石油118号”FPSO约14.0km，23-1/2/7油田所在海域水深约95～100m。
23-1新建DPP平台设20个井槽，井槽排列为5×4，间距2.286m×2.286m，初期钻井13口，预留7个井槽。
23-1平台采用HZJ70/4500钻机进行初期的钻完井、后期修井和钻调整井作业，
18-1油田位于中国南海珠江口盆地北部，距香港南约195km，位于24-2油田东北约10.6km。
油田所在海域水深约90~95m。
18-1新建WHPA平台井槽采用4×5排列，间距为2.286m×2.286m，初期钻井13口，预留7个井槽。
18-1平台采用HZJ40/2250钻机进行初期的钻井、完井、后期钻调整井作业。
5.223-1钻采生产平台
5.2.1平台钻完井方式
根据可行性研究阶段钻完井方式比选结果，新建平台钻机方案经济性较好，因此可行性研究阶段推荐采用此方案作为23-1钻采生产平台开发钻完井机具，进入ODP设计。
5.2.2平台钻机作业描述
安装在平台上的平台钻机主要进行以下作业：
1）横向和纵向移动，覆盖所有井槽；
2）初期生产井的钻完井作业；
3）后期生产井的大修和各种小修作业；
4）满足后期油藏开发需求在老井眼里进行的侧钻及其完井作业；
5）在预留井槽钻调整井并完井。
5.2.3平台钻机主要设备系统
1）提升系统
起下钻具、下套管、控制钻头送进以及起下完井工具、生产管柱等，主要由绞车、天车、游车以及井架等组成。
2）旋转系统
为了转动钻具以不断破碎岩石实现钻进，平台钻机配备的顶驱、转盘等装置。
3）循环及固控系统
为了清洗井底已破碎的岩石以及保持连续钻进，平台钻机配备了循环及固控系统。
该系统包括泥浆泵、振动筛、除砂器、除泥器、除气器、离心机、钻井液管汇等。
4）动力及配电系统
动力及配电系统包括柴油发电机组、变压器、断路器、配电盘、变频器、配电线路等。
5）井控系统
包括环形防喷器、闸板防喷器、防喷器控制装置、钻井四通及闸门组、试压装置、阻流管汇、压井管汇、放喷管汇等。
防喷器储能器应布置在安全区甲板的敞开位置，宜靠近生活区逃生通道，且便于人员操作。
防喷器蓄能器控制盘（台）应布置于尽可能远离DES模块一级防爆区以外的空间，数量应不少于三台，分别放在监督或队长办公室、钻台等处；防喷器控制装置应能在30s内关闭任一个闸板防喷器和环形防喷器及液动闸阀。
防喷器组至少应包括1个环形防喷器、1个双闸板（或者2个单闸板）防喷器和1个剪切全封闭闸板防喷器。
防喷器组基本功能：
（a）应能有效封闭井内的钻具或套管外部的环空；（b）井内无钻具时应能有效封闭空井；（c）应能悬挂井内的钻具；（d）满足节流放喷及压井作业的要求；（e）应能剪断井内钻杆或电缆后有效关井；（f）应能实施强行起下钻作业；（g）应能锁紧闸板防喷器。
井控系统的其它基本参数和配置要求应符合国家安全生产监督管理总局25号令《海洋石油安全管理细则》和企业标准Q/HS2037.7-2008《海上石油平台钻机第7部分：
井控系统》的相关要求。
6）固井系统
固井系统一般为临时租用，包括固井泵撬、固井管汇、混浆系统等。
7）安全系统
包括防护、防爆、探测与报警、逃生及救生、消防、雨淋、洗眼等设备或子系统。
8）辅助系统
辅助系统包括液压系统、压缩空气系统、散装灰罐系统、HVAC系统、供给系统、辅助起重设备、管子堆场以及活动房屋（材料库房、修理间、值班房）等。
9）控制系统
为了指挥平台钻机各系统协调工作，在整套平台钻机中装有各种控制设备，如机械、液动或电控制装置以及集中控制台和观测记录仪表等。
10）底座
包括钻台底座（上/下底座）、各模块（动力模块、泥浆泵模块、泥浆净化模块、灰罐模块）的底座以及各单体设备撬块的底座等。
5.2.4平台钻机主要技术参数
5.2.4.1平台钻机主要参数的确定
1）最大钩载与扭矩要求
根据钻井专业对EP23-7-A1井进行摩阻扭矩预测计算的结果，最大钩载发生在下9-5/8″套管过程中，最大钩载2515kN，参考已往平台钻机选型经验及相关标准规定，同时适当考虑为后期潜力区块的开发预留一定的作业能力，平台开发推荐平台钻机的最大钩载为4500kN。
根据钻井专业对EP23-7-A1井进行摩阻扭矩预测计算的结果，最大扭矩为55.4kN.m，发生在8-1/2〞井段倒划眼过程。
为满足钻完井要求，配置顶驱的连续工作扭矩应大于55.4kN.m。
2）井架高度与型式
考虑安装顶部驱动装置，井架有效高度为46m。
ODP阶段暂推荐自升式套装井架。
3）绞车额定功率
根据企业标准Q/HS2037.1“海上石油平台钻机第1部分：
选型方法”的相关规定，HZJ70/4500级别钻机绞车功率为1470kW（2000hp）。
4）转盘
选用ZP375转盘，开口尺寸950mm。
5）泥浆泵功率及数量
根据企业标准Q/HS2037.1“海上石油平台钻机第1部分：
选型方法”的相关规定，推荐ZJ70/4500级别钻机的泥浆泵单台功率不小于1600hp。
根据钻井专业水力学参数计算结果，并考虑钻井工作的连续性，推荐使用三台1600hp泥浆泵进行钻完井作业。
6）泥浆罐容积
根据企业标准Q/HS2037.1“海上石油平台钻机第1部分：
选型方法”的相关规定，计算A1井在钻各井段时所需泥浆的最大体积。
主要计算结果如下表5.2-1所示。
表5.2-1A1井钻各井段时所需泥浆体积
井眼尺寸×井深
钻各井段时所需泥浆体积
17-1/2"×1605m
426m3
12-1/4"×5205m
530m3
8-1/2"×5979m
330m3
计算泥浆池容积应取表5.2-1中“钻各井段时所需泥浆体积”一栏中的最大值375m3为参考值，推荐泥浆池（含沉砂池、除气池、除泥池、计量罐等）总容积为380m3。
大位移井12-1/4″井段较长，按照标准计算需要泥浆罐容积为500多方，限于平台重量和平台空间的限制，未配置这么大的泥浆罐，12-1/4″井段未钻至储层段，无高压油气层，现场作业时考虑边钻井边配浆解决该问题。
现配置泥浆罐可满足其它11口井的需要。
5.2.4.2平台钻机主要参数
1）最大钩载：
4500kN
2）绞车额定功率1470kW（2000hp）
3）转盘开口直径950mm（37-1/2″）
4）顶驱最大连续工作扭矩：
≥69kN.m
5）泥浆泵额定功率3×1600hp
6）游动系统钢丝绳38mm
7）井架高度46m
8）甲板导轨中心距14m
9）泥浆罐380m3
10）水泥3×45m3
11）重晶石1×45m3
12）膨润土1×45m3
13）平台钻机配置考虑为油基泥浆设备预留空间
14）驱动方式：
交流变频驱动
15）井控系统主要参数：
防喷器组公称通径13-5/8″，最大工作压力不小于35MPa；
5.2.5平台钻机模块组成
布置在平台的平台钻机主要由钻井设备模块（DES模块）和钻井支持模块（DSM模块）、散装材料模块以及其它模块等组成。
5.2.5.1钻井设备模块
平台钻机上底座模块（含井架、顶驱、绞车、游车、大钩、钻台、司钻控制房、转盘、管汇等装置）；
平台钻机下底座模块（含钻机移动系统、泥浆净化处理设备、防喷器系统等）。
5.2.5.2钻井支持模块
动力和电控系统（包括变频装置、马达控制中心等）；
空气压缩系统（包括空压机、储气罐等）；
泥浆系统（包括泥浆泵、混合泵、灌注泵、泥浆池以及散装化学药剂储藏间等设施）；
管子堆场。
5.2.5.3灰罐模块
灰罐主要用于存放固井水泥、重晶石粉及土粉等，包括灰罐、管汇系统、输灰系统等组成。
5.2.5.4其它模块
固井泵撬块（作业时租用）；
其他设备块（测井模块、录井模块、MWD模块等，作业时租用）。
5.2.6平台钻机干湿重量
表5.2-2平台钻机干重、湿重及操作重量（单位：
Mt）
模块名称
序号
名称
干重
湿重
操作重
备注
DES
1
模块结构件
390
390
390
2
钻机配套设备，包括井架天车、顶驱、游车、转盘、钻台、司钻房、管汇防喷器、泥浆净化设备等
420
498
1188
设备重、钩载及钻具重
3
合计
810
888
1578
DSM
1
模块结构件
450
450
450
2
包括泥浆泵、泥浆罐、离心机、离心泵、泥浆管汇、空压机、工作房、柴油罐、管子堆场、电控房、猫道等
580
970
1470
3
合计
1030
1420
1920
P-Tank
1
撬块结构件
66.7
66.7
66.7
2
灰罐相关设备
65
565
565
3
合计
131.7
631.7
631.7
其它设备
1
钻井水罐、测井及固井设备等
65
265
265
总计
2036.7
3204.7
4394.7
表中重量数值为预算值，有15%左右误差。
5.2.7平台钻机界面与接口
5.2.7.1平台钻机建造、安装界面
平台钻机和平台上部组块一起装船，海上安装。
平台钻机项目组负责平台钻机设计、建造。
平台钻机在建造场地的吊装/滑移装船、从平台钻机建造场地运送至平台组块建造场地（如需要）、以及海上吊装由工程项目组负责设计施工，平台钻机项目组配合完成。
5.2.7.2平台钻机与平台接口界面
1）钻井人员住宿与平台生活楼共用（钻井人员在平台人数按80人考虑）；
2）柴油储罐与平台采用4″接头连接；
3）淡水系统（钻井作业最大需120m3/h，间歇性用水，平台为平台钻机提供不少于150m3的淡水量）；
4）海水系统（钻井作业最大需360m3/h）；
5）消防水共同考虑（在钻井主甲板上提供8″管接头2个）；
6）平台为平台钻机提供各工况下应急动力及应急照明用电130kW，UPS用电5kW。
平台钻机自带柴油发电机4×1200kW，三用一备；
7）平台钻机设置一台690V/35kV变压器，将电力并入平台35kV系统，在平台生产高峰年间为平台反供电；油田非高峰年由平台给平台钻机供电，完成修井和维保作业；基本设计阶段应考虑相应接口和控制逻辑；
8）压缩空气系统共用（2″管，0.8MPa）；
9）火气系统：
平台中控预留平台钻机火气系统接口，平台钻机火气系统进入平台中控系统集中显示，由平台钻机负责控制；
10）通讯系统：
平台负责给平台钻机预留通讯广播系统（PA/GA）、程控交换（PABX）、局域网（LAN）各一路接口电缆；
11）钻井泥浆及其它排污系统界面等；
12）对钻井管子堆场（井场）的面积要求
平台钻机要求钻井管子堆场（井场）的纵向长度不小于27m（从DSM一侧导轨的中心线算起）。
13）对平台吊机的要求
平台钻机要求平台吊机覆盖管子堆场，在管子堆场任一区域的起吊能力不小于10t；钻完井作业需要平台两部吊机在最近端井槽处的起吊能力不小于10t，在最远端井槽处的起吊能力不小于5t，其中至少有一部吊机在最近端井槽处的起吊能力不小于40t，以便吊卸钻/修井作业设备工具以及配合在井口的钻/修井作业实施。
5.2.8平台钻机甲板布置
5.2.8.1平台钻机布置原则
平台钻机甲板布置要遵循以下原则：
（1）严格遵守《海上固定平台安全规则》及其它相应规范。
（2）安全区、危险区分开布置。
（3）布置应为所有设备留有充足的操作和维修空间，尽量保证作业顺畅、方便。
（4）合理布置以满足钻井、完井、修井、侧钻井和新钻调整井等各项作业要求，确保操作安全可靠。
（5）设置布置时要考虑逃生路线，使作业人员能尽快安全到达安全集合区。
5.2.8.2平台钻机布置图
详见附图。
平台钻机下层甲板布置图见P23-1-ODP-DWG-DWMA-GE-001；
平台钻机中层甲板布置图见EP23-1-ODP-DWG-DWMA-GE-002；
平台钻机顶层甲板布置图见EP23-1-ODP-DWG-DWMA-GE-003；
平台钻机南向立面图见EP23-1-ODP-DWG-DWMA-004-GE。
5.2.9平台钻机设备清单
表5.2-3平台钻机设备清单
序号
设备描述
数量
单位
备注
1
柴油发电机
1.1
柴油发电机
4
台
1.2
柴油罐
1
个
1.3
柴油日用罐
1
个
2
高压泥浆泵组
3
套
包括泥浆泵、交流电机、空气包、冷却风机、喷淋泵、润滑油泵等
3
高压管汇系统
套
4
泥浆管汇
1
套
5
节流&压井管汇
1
套
6
固井管汇
1
套
7
固控系统
7.1
振动筛
3
台
（其中一台带除泥器和除砂器）
7.2
分流盒
1
个
7.3
沉砂罐
1
个
7.4
除气罐
1
个
7.5
除砂罐
1
个
7.6
除泥罐
1
个
7.7
泥浆回流罐
1
个
7.8
计量罐
1
个
7.9
排屑槽
1
个
7.10
喇叭口
1
个
7.11
泥浆回流槽
1
个
7.12
井口返回泥浆槽
1
个
7.13
计量泵
1
台
7.14
除砂泵
1
台
7.15
除泥泵
1
台
7.16
离心机供液泵
1
台
7.17
离心机
1
台
7.18
真空除气器
1
台
7.19
泥气分离器
1
台
8
低压泥浆系统
8.1
泥浆罐
4
个
带搅拌器
8.2
混合罐
1
个
带搅拌器
8.3
药剂罐
1
个
带搅拌器
8.4
灌注泵
3
台
8.5
混合泵
3
台
8.6
泥浆/药剂混料漏斗
2
个
8.7
缓冲罐
1
个
8.8
叉车
1
台
9
空压机系统
9.1
空压机
2
台
9.2
干燥器
2
个
9.3
前过滤器
4
个
9.4
后过滤器
4
个
9.5
空气罐
3
个
10
提升系统
10.1
井架
1
套
10.2
天车
1
套
10.3
游车
1
套
10.4
钻井钢丝绳
若干
10.5
倒绳机
1
个
带钢丝绳
10.6
死绳锚
1
个
10.7
转盘
1
个
包括转盘、转盘电机、万向轴、补芯等
10.8
绞车和附件
1
套
包括电机、绞车控制盘、液压盘刹独立液压系统、天车保护装置等
10.9
绞车液压站单元
1
套
包括液压泵、冷却风机等
10.10
钻台面载人绞车
1
台
10.11
钻台面气动绞车
2
台
10.12
BOP气动绞车
2
台
10.13
二层台绞车
1
台
10.14
套管扶正台气动绞车
1
台
10.15
猫道气动绞车
1
台
10.16
泥浆泵房手动葫芦
1
个
10.17
BOP悬吊气动葫芦
2
个
10.18
小鼠洞
1
个
11
顶驱系统
1
12
13-5/8"BOP组
1
套
包括环形防喷器、闸板防喷器、钻井四通、闸阀等
13
BOP控制系统
13.1
BOP控制单元
1
套
13.2
BOP储能器
1
套
13.3
BOP控制盘
3
套
14
液压站单元/系统
14.1
液压站单元
1
套
14.2
液压猫头
2
台
包括液压泵、液压站控制盘等
14.3
液压大钳
1
台
15
滑移系统
15.1
下底座爬行器
2
套
15.2
钻台面爬行器
2
套
15.3
拖链
1
套
15.4
服务臂
1
套
15.5
滑移控制箱
1
套
16
P-TANKS
16.1
水泥散料罐
3
个
16.2
重晶石散料罐
1
个
16.3
膨润土散料罐
1
个
17
机修间设备
1
套
包括车床、钻床、电焊机、砂轮机等
18
HVAC系统
1
套
各房间送风机及空调
19
电控系统
19.1
600V系统
1
套
600V正常低压配电盘及马达控制中心、钻井交流变频控制系统（VFD系统）、有源滤波器、PLC控制盘等
19.2
400V系统
1
套
400V正常低压配电盘及马达控制中心、自动送钻盘等
19.3
UPS系统
1
套
UPS电池、UPS电池开关等
19.4
220V系统
1
套
230V正常照明及小功率配电盘、230V应急照明及小功率配电盘等
19.5
变压器
若干
20
火气系统
1
套
包括报警盘、火气探头等
21
钻井仪表
套
包括显示器、传感器等
22
司钻房
1
个
包括司钻控制台、钻井监控系统等
23
灰罐系统
1
套
包括灰罐仪表、控制盘等
24
通讯系统设备
1
套
包括自动电话系统、广播、局域网系统、监视系统、对讲系统等
25
安全设备
若干
包括消防软管站、消防炮、灭火系统撬、灭火器、洗眼站等
26
井口工具
若干
包括卡瓦、安全卡瓦、吊卡、吊钳、护丝等
27
泥浆实验室
1
个
28
租用设备
28.1
固井单元
1
个
28.2
录井房
1
个
28.3
电测井单元
1
个
5.2.10平台钻机费用概算
表5.2-4平台钻机费用概算（单位：
万元汇率：
6.1325）
序号
项目
数量
单位
单价
全部折合
人民币
美元
关税
人民币
1
钻修机服务
2202.7
0.0
0.0
2202.7
1.1
设计费
1
636.7
636.7
1.2
第三方检验
1
141.5
141.5
1.3
陆地安装调试
1
313.7
313.7
1.4
三用船
1
229.8
229.8
1.5
直升机服务
1
142.2
142.2
1.6
海上安装调试
1
679.5
679.5
1.7
通讯服务
1
27.2
27.2
1.8
气象服务
1
2.1
2.1
1.9
码头仓储及服务
1
30.0
30.0
2
钻修机器材
6305.8
154.0
38.5
9239.5
2.1
井架总成
1
套
300.0
0.0
300.0
2.2
钻台总成
1
套
135.0
0.0
135.0
2.3
底座
1
套
60.0
0.0
60.0
2.4
绞车总成
1
套
370.0
0.0
370.0
2.5
游动系统
1
套
220.0
0.0
220.0
2.6
顶驱
1
套
1350.0
0.0
1350.0
2.7
旋转系统
1
套
105.0
0.0
105.0
2.8
防喷器组及控制系统
1
套
130.0
60.0
15.0
589.9
2.9
泥浆泵
2
套
220.0
0.0
660.0
2.10
泥浆循环系统
1
套
200.0
0.0
200.0
2.11
固控设备
1
套
62.0
24.0
6.0
246.0
2.12
输灰系统
1
套
120.0
0.0
120.0
2.13
钻井仪表及其控制系统
1
套
0.0
35.0
8.8
268.3
2.14
发电系统
1
套
60.0
35.0
8.8
1641.5
2.15
配电系统
1
套
1750.0
0.0
1750.0
2.16
照明系统
1
套
20.0
0.0
20.0
2.17
通讯系统
1
套
100.0
0.0
100.0
2.18
动力钳及井口工具
1
套
120.0
0.0
120.0
2.19
节流压井管汇
1
套
120.0
0.0
120.0
2.20
火气探测系统
1
套
60.0
0.0
60.0
2.21
消防系统
1
套
110.0
0.0
110.0
2.22
压缩空气系统
1
套
190.0
0.0
190.0
2.23
液压动力系统
1
套
130.0
0.0
130.0
2.24
空调系统
1
套
50.0
0.0
50.0
2.25
随机工具
1
套
20.0
0.0
20.0
2.26
配套设施
1
套
50.0
0.0
50.0
2.27
防腐处理
1
套
73.8
0.0
73.8
2.28
钻修机备件
1
套
180.0
0.0
180.0
3
模块建造费用
6481.6
6481.6
3.1
模块材料费
1
1476.0
1476.0
3.2
模块制造费
1
2160.0
2160.0
3.3
模块舾装费
1
1385.9
1385.9
3.4
配管材料费
1
1385.9
1385.9
3.5
模块设备预制安装费
1
73.8
73.8
4
间接费用
1674.2
4.1
保险费
1
636.7
636.7
4.2
膳宿费
1
35.
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