(吉林油田分公司,吉林 松原 138000 )
自2014年下半年開始,國際油價的持續(xù)低迷,國際原油價格自120美元一路下降到不足30美元,對油氣田上游勘探開發(fā)企業(yè)造成了深遠影響,油氣加工行業(yè)整體生產(chǎn)經(jīng)營收入及利潤大幅下滑,國內(nèi)各大陸上油氣田也因此面臨更大的成本壓力,相較于國際各大油氣田中東產(chǎn)油國開采成本極低,科威特僅為8.5美元/桶,而我國開采一桶原油需要消耗29.9美元。
低油價對企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴峻挑戰(zhàn),油企不僅需要承擔(dān)國家能源安全的責(zé)任,保持原油穩(wěn)產(chǎn),還需要大幅縮減油氣開采成本,控制低油價環(huán)境帶來的效益下滑,行業(yè)上游各領(lǐng)域必須上下聯(lián)動、主動適應(yīng)、開源節(jié)流,降低生產(chǎn)操作成本。大慶油田作為國內(nèi)最大的陸上油田,勘探開發(fā)進入中后期階段,從地面狀況和行政區(qū)域劃分方面來看,新建產(chǎn)能區(qū)塊井位由地處高位的老區(qū)主力廠,正開始向低洼井位多的外圍采油廠發(fā)展[4]。因此,探索低洼井的非冬季運行方案,用科學(xué)有效的措施方案恢復(fù)非冬季的場地條件,降低冬季施工井數(shù)量,實現(xiàn)降本增效,已經(jīng)成為當前亟待解決的重要問題。
大慶油田屬于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),受蒙古內(nèi)陸冷空氣和海洋暖流季風(fēng)的影響,氣候特點是冬季寒冷有雪,春秋季風(fēng)多,雨水充盈且集中在6~8月,年均降水量400~500 mm。按照地貌情況分類,低洼區(qū)域可以劃分為五類,即:草原、葦塘、水稻田、耕地、池塘。傳統(tǒng)沿用的施工組織方式是利用季節(jié)特點,采用冬季施工低洼井,結(jié)合非冬季墊土方施工的形式。
但以上兩種方式無法完全滿足當前上產(chǎn)和成本控制的需求,結(jié)合北部油田的地理位置、氣候特點及生產(chǎn)實際,發(fā)現(xiàn)并確定四種方案,可用以保障非冬季的產(chǎn)能建設(shè)運行施工。
依照施工場地地面條件和積水情況分類:一是淤泥較多,水深<20 cm的場地采用清淤晾曬后墊土方;二是地勢平坦,水深20~60 cm的場地,可排水后鋪設(shè)灘涂通道板;三是積水嚴重,水深60~120 cm的場地,可用水上浮箱保障施工;四是區(qū)域處于池塘湖泊,水深120~400 cm的場地,打圍堰后安裝鋼結(jié)構(gòu)棧橋。
在低洼區(qū)域內(nèi),由于地下水位高,雨季泄水不暢形成泥濘沼澤鹽堿地,并且多數(shù)在地面分布形成數(shù)個大小不等的水泡子,可對此類井位先進行清淤處理,后通過自然晾曬、推土機推平完成[1]。井場尺寸按80 m×80 m計,淤泥厚度為2 m,淤泥方量為12 800 m3,根據(jù)工程所在區(qū)域的地質(zhì)資料,地基淤泥土分為流塑和軟塑兩種:如果含水率大于150%或重度小于12.6 kN/ m3,地基土可視為流塑狀淤泥,針對這種土質(zhì)擬采用吸泥泵清淤的方式處理;如果地基土為軟塑狀,擬采用機械開發(fā)的方式處理,具體施工方案如下:
2.1.1 流塑清淤方案
采用吸泥泵進行吸泥,選用6寸吸泥泵,單臺效率為240 m3/天,配備10臺吸泥泵清淤時間5.5天,清淤造價23.04萬元。
2.1.2 軟塑清淤方案
采用清淤挖掘機清淤,自然晾曬2天待表層水分蒸發(fā)后,調(diào)派清淤挖掘機進入現(xiàn)場,選用0.9 m3專用清淤挖掘機,兩臺清淤6.5天,井場清淤造價約為16.64萬元。清淤晾曬后,結(jié)合現(xiàn)場在操作面墊干土方若干。
對于井場地貌較為平整、略有積水的低洼草地、稻田地中井位,可采取鋪設(shè)灘涂通道板的方式予以保障,鋼制灘涂通道板是交通建設(shè)施工的一種設(shè)備[2]。該設(shè)備利用廢舊油管自行研制加工,尺寸為2.2 m×7.5 m×0.16 m,單片重量2.2 t。以井深2 000 m以內(nèi),30D以下型鉆機為例,施工井場面積優(yōu)化至3 000 m2,其中永征部分面積為1 200 m2,后者先期進行墊土方壓實,壓實度達到85%,其余臨征地部分鋪設(shè)金屬鋪道板,需鋪設(shè)進井路,井場內(nèi)車輛行走、會車、轉(zhuǎn)彎道路及吊裝、擺放設(shè)備的工作面??紤]設(shè)備折舊、單井運輸及安裝,安裝周期3天,折算費用12.5萬元。
選用成型裝備構(gòu)建水上施工平臺,用于保障作業(yè)相關(guān)設(shè)備和車輛通行,作業(yè)時需要利用樁腿打樁限位保持平臺的穩(wěn)定性[3]。浮箱主尺度為6×2×1 m,重3.5 t,箱體是由甲板、底板、舷板及端板等板架結(jié)構(gòu)組合而成的密閉箱體,箱體上設(shè)有舾裝件安裝孔,可安裝絞盤、帶纜樁、導(dǎo)纜器等甲板舾裝件。甲板和底板四周布置有縱向連接接頭,橫向布置有橫向連接接頭以保證彼此之間能連接成整體結(jié)構(gòu),搭建施工平臺共用290個浮箱,考慮設(shè)備折舊及鋪裝,安裝周期7天,折算單井費用36萬元。
對于水位較深的平臺,可以采取打鋼結(jié)構(gòu)平臺的方式保障施工。采取的工藝流程為,通道回填→采油平臺回填→打設(shè)鋼管樁→架設(shè)橫梁→安裝貝雷架→鋪裝分配梁和面板→鉆井作業(yè)→拆除平臺→采油作業(yè)。
井場的永征部分和進井路采用土方填筑,四周平臺采用安裝鋼結(jié)構(gòu)平臺的方式。按照滿足設(shè)備搬遷、現(xiàn)場施工及安全規(guī)范的要求,單井井場需安裝鋼結(jié)構(gòu)平臺3 888 m3,安裝周期90天,折算單井費用230萬元。
表1保障方式對比表
通過對油氣田低洼產(chǎn)能區(qū)塊地貌情況的分類管理,以及對四種非傳統(tǒng)保障方式的分析可以看出,依照積水情況優(yōu)選不同的保障措施,為當前施工保障提供另一種途徑。
(1)案一中的清淤晾曬不僅可以應(yīng)用于油氣田作業(yè)施工,也可以應(yīng)用于其他橋梁建筑等行業(yè)的道路、施工作業(yè)面保通。
(2)方案二中的灘涂通道板應(yīng)用保障技術(shù)目前較為成熟,該型設(shè)備輕巧方便、成本及鋪裝費用方面優(yōu)勢明顯,其對路面的保護能力可以為應(yīng)急搶險提供穩(wěn)定保障。
(3)方案三中的水上浮箱在水上鋪裝較為方便,但在應(yīng)用過程中應(yīng)避免單一邊緣過載導(dǎo)致的安全危險,同時,設(shè)備閑置期間存儲養(yǎng)護存在一定不便性,在施工過程中建議作為備選方案。
(4)方案四中的鋼結(jié)構(gòu)棧橋可以替代墊土石方的方案,適合在水源保護地、環(huán)境敏感區(qū)域的作業(yè)施工,同時,這種方式因其施工周期過長,安裝成本高昂,在應(yīng)用過程中,應(yīng)重點計算投資收益比。