一种探井井位再就位设计与作业方法与流程

1.本发明属于海上油田自升式平台就位技术领域，尤其是涉及一种探井井位再就位设计与作业方法。


背景技术：

2.随着国家能源七年行动计划的实施，加大了探井勘探力度，现阶段，海上探井均通过自升式平台完成。受海上活动、军事演习、冰清、台风等因素影响，部分探井需在作业中途撤离，以保证自升式平台设施安全。当海上活动及台风等上述因素消失后，再重新回到原井位进行再就位，完成后续钻井作业。
3.自升式平台在探井井位再就位作业过程中，作业难点主要有以下两点：一是就位要求精度高，再就位的纵向距及偏差、横向偏差要求严格，使自升式平台转盘中心与撤离前保留井口精准对接，如果出现偏差，则无法形成有效通道，无法继续钻井作业；二是需要认真分析，确定最佳船艏向，因井位所在区块的主流向、主风向以及灾害性地质条件等因素都会对船艏向的选取造成影响，因此，不同季节、靠船要求、插桩安全等要素都是影响初次就位和再就位的重要因素。
4.现有技术中，一般采取粗就位方式，即自升式平台在一条主拖的拖曳下进入半径为30米的圆圈，上述粗就位方式无法满足自升式平台再就位的精度要求，也无法保证水上水下设施的安全性。


技术实现要素：

5.本发明要解决的问题是提供一种探井井位再就位设计与作业方法，该方法有助于临时撤离后的自升式平台返回再就位作业，提高了自升式平台与保留井口进行对接就位效率、精度和准确度，推进了油田勘探进程。
6.本发明提供一种探井井位再就位设计与作业方法，包括以下步骤，
7.s1：复测保留井口中心坐标并确认；
8.s2：判定自升式平台艏向；
9.s3：拖曳所述自升式平台上大线；
10.s4：所述自升式平台初就位；
11.s5：根据抛锚设计要求抛锚；
12.s6：所述自升式平台精就位；
13.s7：控制船艏向；
14.s8：控制船艉中心点与所述保留井口中心安全距离；
15.s9：控制所述自升式平台横向偏差；
16.s10：插桩升船压载；
17.s11：井口覆盖试验。
18.进一步的，所述s1包括以下步骤，
19.s11：将所述保留井口的隔水导管尺寸作为再就位设计的基准圆；
20.s12：将所述基准圆圆心作为所述保留井口的中心坐标，再就位设计时所述基准圆圆心与所述自升式平台船体中心线对中。
21.进一步的，所述s2包括以下步骤，
22.s21：根据主风向判定所述自升式平台艏向，所述主风向为探井井位所在海域区块常年主风向；
23.s22：根据主流向判定所述自升式平台艏向，所述主流向为表层流流速最大所对应的方向角α，所述主流向与所述自升式平台艏向β的计算公式为：
24.β＝α
±
90
°
25.其中，“+”“—”的选择依据冬季和夏季的艏向的选取；
26.s23：根据插桩因素判定所述自升式平台艏向，所述插桩因素是指再就位位置海底存在的影响插桩安全的灾害性地质条件。
27.进一步的，所述s3包括以下步骤，
28.s31：在定位设备终端上设计一条2000米的航线；
29.s32：主拖船拖带所述自升式平台上线并沿着所述航线驶向就位点，副拖船根据需要协助就位。
30.进一步的，在所述s4中，所述自升式平台在主拖船的牵引下，拖至初就位位置插桩停住，调整艏向至就位设计艏向。
31.进一步的，所述s5包括以下步骤，
32.s51：根据所述设计方案的抛锚角度进行抛锚，抛锚角度为锚链所在直线与船体中心线夹角为45
°
；
33.s52：根据所述设计方案的抛锚长度进行抛锚，抛锚长度在300-800米范围内；
34.s53：根据所述设计方案的抛锚方式进行抛锚，抛锚方式为对角抛锚。
35.进一步的，在所述s6中，通过左前锚、右前锚的放锚和左后锚、右后锚的收锚实现精就位作业，通过收放锚实现所述自升式平台逐步靠近所述保留井口。
36.进一步的，在所述s7中，当所述自升式平台为凹槽式自升式平台时，船艏向控制在
±1°
范围内；当所述自升式平台为悬臂式自升式平台时，船艏向控制在
±3°
范围内。
37.进一步的，在所述s8中，所述船艉中心点为安全距离零点；当所述自升式平台为凹槽式自升式平台，安全距离控制在0～3米范围内；当所述自升式平台为悬臂式自升式平台，安全距离控制在4～8米范围内。
38.进一步的，在所述s9中，所述横向偏差为船体相对于所述基准圆圆心与船体中心线连线的左右偏差；当所述自升式平台为凹槽式自升式平台，横向偏差控制在
±
0.7米范围内；当所述自升式平台为悬臂式自升式平台，安全距离控制在
±
3米范围内。
39.本发明具有的优点和积极效果是：
40.本发明实现了自升式平台在军事区、冰情区等特殊区块探井井位的连续作业，保证了自升式平台与保留井口的精准对接，促进了海上油田的勘探进程。
附图说明
41.图1是本发明实施例的整体流程图。
42.图2是本发明具体实施例的再就位设计方案图。
43.图3是本发明具体实施例的再就位抛锚方案图。
44.图4是本发明具体实施例的主流向、船艏向、靠船关系图。
45.图5是本发明具体实施例的自升式平台上大线图。
46.图6是本发明具体实施例的副拖船抛锚图。
47.图7是本发明具体实施例的首次就位图。
48.图8是本发明具体实施例第一次撤离后井口中心坐标图。
49.图9是本发明具体实施例的某井位地质特征图。
具体实施方式
50.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：
52.如图1所示，一种探井井位再就位设计与作业方法，包括以下步骤，
53.s1：使用定位设备复测保留井口中心坐标并确认，其中，定位设备为短基线水下声学定位设备。具体的，s1包括以下步骤，
54.s11：将保留井口的隔水导管尺寸作为再就位设计的基准圆。
55.s12：如图2、图3所示，将基准圆圆心作为保留井口的中心坐标，再就位设计时基准圆圆心与自升式平台船体中心线对中。
56.s2：判定自升式平台艏向，具体的，s2包括以下步骤，
57.s21：根据主风向判定自升式平台艏向，主风向为探井井位所在海域区块常年主风向，主风向一般夏季偏南，冬季偏北。
58.s22：根据主流向判定自升式平台艏向，如图4所示，主流向为表层流流速最大所对应的方向角α，主流向与自升式平台艏向β的计算公式为：
59.β＝α
±
90
°
60.其中，“+”“—”的选择依据冬季和夏季的艏向的选取，即受上风向影响，船艏一定要位于上风向。
61.s23：根据插桩因素判定自升式平台艏向，插桩因素是指再就位位置海底存在的影响插桩安全的灾害性地质条件，包括但是不限于断层、埋藏古河道、浅层气、浅层沉积等，同时还包括插桩入泥深度预测，即插桩深度符合自升式平台安全要求。其中，插桩因素中的断层、埋藏古河道、浅层气、浅层沉积等是通过工程物探调查获得的，插桩入泥深度预测是通过工程地质调查获得的。
62.当再就位位置位于灾害性地质条件上无法避开的时候，需要重新钻孔评估地基承载力的，一定要按海洋井场调查规范进行补孔作业，确保再就位插桩安全。
63.s3：主拖船拖曳自升式平台上大线，具体的，s3包括以下步骤，
64.s31：如图5所示，在定位设备终端上设计一条2000米的航线，确保航线上没有障碍物，具体的，障碍物包括海底电缆、海底管线和任何水上设施，其中，大线的起点为航线起点，终点为确定的初就位位置，大线是一条不规则的曲线，很少为直线。
65.s32：主拖船拖带自升式平台上线并沿着航线驶向就位点，副拖船根据需要协助就位。
66.s4：自升式平台初在距离目标井口一定距离处初就位，其中，初就位位置一般距离目标井口100米，具体的，自升式平台在主拖船的牵引下，拖至初就位位置插桩停住，调整艏向至与就位设计艏向基本一致，初就位结束。
67.s5：如图6所示，副拖船根据抛锚设计要求抛锚，具体的，s5包括以下步骤，
68.s51：根据设计方案的抛锚角度进行抛锚，抛锚角度为锚链所在直线与船体中心线夹角为45
°
，即相邻两条锚链夹角为90
°
。
69.s52：根据设计方案的抛锚长度进行抛锚，抛锚长度在300-800米范围内。
70.s53：根据设计方案的抛锚方式进行抛锚，抛锚方式为对角抛锚，即左前锚和右后锚为一组进行抛锚，右前锚和左后锚为一组进行抛锚。抛锚结束后，需要做锚抓力试验，确保不发生溜锚和走锚现象；
71.s6：以就位设计方案为最终位置，自升式平台进行精就位作业，具体的，精就位作业是通过左前锚、右前锚的放锚和左后锚、右后锚的收锚实现精就位作业，通过收放锚实现自升式平台逐步靠近保留井口，精就位作业结束时，确保就位各项参数在就位设计方案技术要求范围内，如图2所示。
72.s7：控制船艏向；具体的，当自升式平台为凹槽式自升式平台时，船艏向控制在
±1°
范围内；当自升式平台为悬臂式自升式平台时，船艏向控制在
±3°
范围内。
73.s8：控制船艉中心点与保留井口中心安全距离，船艉中心点为安全距离零点，即起点。当自升式平台为凹槽式自升式平台，安全距离控制在0～3米范围内；当自升式平台为悬臂式自升式平台，安全距离控制在4～8米范围内。
74.s9：控制自升式平台横向偏差；横向偏差为船体相对于基准圆圆心与船体中心线连线的左右偏差；当自升式平台为凹槽式自升式平台，横向偏差控制在
±
0.7米范围内；当自升式平台为悬臂式自升式平台，安全距离控制在
±
3米范围内。
75.上述s7、s8和s9的船艏向、安全距离、横向偏差控制是同时控制，相辅相成的，最后是形成一个整体就位控制效应。
76.s10：插桩升船压载，其中，插桩、压载需要按照插桩入泥预测曲线和操船手册要求进行。
77.s11：井口覆盖试验，作业完成，其中，井口覆盖试验为悬臂梁纵向推出以及进行横向移动后转盘中心能否覆盖最远端井和边角井。
78.下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案，包括以下步骤：
79.s1：自升式平台海洋石油xx在某井位首次就位图，如图7所示，某自升式平台在主拖船的牵引下进入半径为30米的圈，其中圆圈半径30米为就位误差，圆圈圆心为井位设计坐标。利用定位设备测得第一次撤离后井口中心坐标为北纬：x
°
xx
′
xxx
″
；东经：y
°
yy
′
yyy
″
，如图8中圆圈所示。
80.s2：根据主风向、主流向与插桩因素进行自升式平台艏向判定，具体的，某井位所在区块潮流表如表1所示，从潮流表中可以看出，流速最大时角度为100
°
/280
°
方向，作业时间是3月份之前，因此按照冬季艏向考虑，取主流向100
°
，计算后得到自升式平台艏向为100-90＝10
°
，并且首次就位是190
°
，本次就位正好在相反侧，无老脚印，便于插桩。如图9所
示，在艏向10
°
的情况下，从地质特征图上看没有影响就位的灾害性地质条件，例如古河道、断层、浅层气等，因此艏向10
°
符合要求。
81.表1某井位所在区块潮流表
[0082][0083]
s3：按照图5所示，在距离设定初就位位置2000米处，自升式平台海洋石油xx在主拖船hysy681拖曳下上大线，主要目标为在接近初就位位置前，使艏向趋近再就位艏向，并控制船体最终调整到初就位位置上。
[0084]
s4：如图5所示，自升式平台海洋石油xx在距离目标井口100米处初就位。在未到达初就位位置时，提前下放桩腿(桩靴)至泥面，即点桩，形成一定阻力，直至自升式平台海洋石油xx在初就位位置停止。
[0085]
s5：两条副拖船在导航定位设备的引导下，按照对角原则接锚、抛锚，即其中一条副拖先接左前锚，根据设计长度600米和抛锚角度45
°
，按照左前锚设计的定位点抛锚，然后再接右后锚，根据设计长度600和抛锚角度45
°
，按照右后锚设计的定位点，抛右后锚；另外一条副拖也是按照对角原则接、抛右前锚和左后锚。
[0086]
s6：如图2所示，最终就位方案技术要求如下：
[0087]
1)以某井保留井口中心为中心与船体中心线对中；
[0088]
2)船艏向及偏差10
°±2°
；
[0089]
3)纵向距及偏差7.0-7.6米；
[0090]
4)横向偏差
±
0.3米；
[0091]
5)实际坐标以第一次就位后的保留井口坐标为准。
[0092]
s7：船艏向控制：精就位结束后，艏向控制在0.5
°
，升船插桩压载后，艏向控制在1.6
°
，符合设计要求；
[0093]
s8：船艉中心点与保留井口中心安全距离控制：要求7.0-7.6米，实际就位后纵向距7.4米；
[0094]
s9：自升式平台横向偏差控制：要求
±
0.3米，实际横向偏右0.26米；
[0095]
s10：在就位各项指标符合要求后，自升式平台海洋石油xx通过升降机构进行升船操作，随着浮力减少，船重力增加使桩腿桩靴插桩入泥，在船体离开水面后，气隙(船底到海面距离)1米情况下，进行常规压载舱加海水压载，三桩逐级压载；
[0096]
s11：井口覆盖试验，作业完成。
[0097]
从再就位方案可以看出，保留井口在悬臂梁横、纵向围城的长方形方框内，完全满足覆盖要求。
[0098]
本发明具有的优点和积极效果是：
[0099]
本发明实现了自升式平台在军事区、冰情区等特殊区块探井井位的连续作业，保证了自升式平台与保留井口的精准对接，促进了海上油田的勘探进程。
[0100]
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种探井井位再就位设计与作业方法，其特征在于：包括以下步骤，s1：复测保留井口中心坐标并确认；s2：判定自升式平台艏向；s3：拖曳所述自升式平台上大线；s4：所述自升式平台初就位；s5：根据抛锚设计要求抛锚；s6：所述自升式平台精就位；s7：控制船艏向；s8：控制船艉中心点与所述保留井口中心安全距离；s9：控制所述自升式平台横向偏差；s10：插桩升船压载；s11：井口覆盖试验。2.根据权利要求1所述的一种探井井位再就位设计与作业方法，其特征在于：所述s1包括以下步骤，s11：将所述保留井口的隔水导管尺寸作为再就位设计的基准圆；s12：将所述基准圆圆心作为所述保留井口的中心坐标，再就位设计时所述基准圆圆心与所述自升式平台船体中心线对中。3.根据权利要求1或2所述的一种探井井位再就位设计与作业方法，其特征在于：所述s2包括以下步骤，s21：根据主风向判定所述自升式平台艏向，所述主风向为探井井位所在海域区块常年主风向；s22：根据主流向判定所述自升式平台艏向，所述主流向为表层流流速最大所对应的方向角α，所述主流向与所述自升式平台艏向β的计算公式为：β＝α
±
90
°
其中，“+”“—”的选择依据冬季和夏季的艏向的选取；s23：根据插桩因素判定所述自升式平台艏向，所述插桩因素是指再就位位置海底存在的影响插桩安全的灾害性地质条件。4.根据权利要求1或2所述的一种探井井位再就位设计与作业方法，其特征在于：所述s3包括以下步骤，s31：在定位设备终端上设计一条2000米的航线；s32：主拖船拖带所述自升式平台上线并沿着所述航线驶向就位点，副拖船根据需要协助就位。5.根据权利要求1或2所述的一种探井井位再就位设计与作业方法，其特征在于：在所述s4中，所述自升式平台在主拖船的牵引下，拖至初就位位置插桩停住，调整艏向至就位设计艏向。6.根据权利要求1或2所述的一种探井井位再就位设计与作业方法，其特征在于：所述s5包括以下步骤，s51：根据所述设计方案的抛锚角度进行抛锚，抛锚角度为锚链所在直线与船体中心线夹角为45
°
；
s52：根据所述设计方案的抛锚长度进行抛锚，抛锚长度在300-800米范围内；s53：根据所述设计方案的抛锚方式进行抛锚，抛锚方式为对角抛锚。7.根据权利要求6所述的一种探井井位再就位设计与作业方法，其特征在于：在所述s6中，通过左前锚、右前锚的放锚和左后锚、右后锚的收锚实现精就位作业，通过收放锚实现所述自升式平台逐步靠近所述保留井口。8.根据权利要求1或2所述的一种探井井位再就位设计与作业方法，其特征在于：在所述s7中，当所述自升式平台为凹槽式自升式平台时，船艏向控制在
±1°
范围内；当所述自升式平台为悬臂式自升式平台时，船艏向控制在
±3°
范围内。9.根据权利要求1或2所述的一种探井井位再就位设计与作业方法，其特征在于：在所述s8中，所述船艉中心点为安全距离零点；当所述自升式平台为凹槽式自升式平台，安全距离控制在0～3米范围内；当所述自升式平台为悬臂式自升式平台，安全距离控制在4～8米范围内。10.根据权利要求1或2所述的一种探井井位再就位设计与作业方法，其特征在于：在所述s9中，所述横向偏差为船体相对于所述基准圆圆心与船体中心线连线的左右偏差；当所述自升式平台为凹槽式自升式平台，横向偏差控制在
±
0.7米范围内；当所述自升式平台为悬臂式自升式平台，安全距离控制在
±
3米范围内。

技术总结
本发明提供一种探井井位再就位设计与作业方法，包括以下步骤：保留井口中心坐标复测与确认；根据主风向、主流向与插桩因素进行自升式平台艏向判定；自升式平台在主拖拖曳下上大线；在距离目标井口一定距离处初就位；副拖船根据抛锚设计要求抛锚；以就位设计方案为最终位置，进行精就位作业；船艏向控制；船艉中心点与保留井口中心安全距离控制；自升式平台横向偏差控制；插桩升船压载；井口覆盖试验，作业完成。本发明有助于常规作业探井在受到军事活动、冰情、台风等恶劣天气影响做出的临时撤离后自升式平台返回再就位作业，提高了自升式平台与保留井口进行对接就位效率、精度和准确度，推进了油田勘探进程。推进了油田勘探进程。推进了油田勘探进程。


技术研发人员：张宝平 付建民 王凯 谢涛 刘永勤 王金明 苏会轩 魏波 吴占民 谭雨亭
受保护的技术使用者：中海油能源发展股份有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/9/7