0 引言

未来勘探开发大储量整装油气田概率在逐步降低，今后石油工业会面临更多的边际油田^[1]。边际油田常规开发模式获得的全部收益与前期投资持平，预期回报率不确定^[2]，降低投资是边际油田开发的关键，使探井有效转化为开发井生产有利于边际油田开发。当前法律法规要求勘探评价结束后探井需要进行永久弃置或者临时弃置^[3]。海洋功能区划分逐年调整，用海权存在一定的不确定性，部分海洋油气田开发存在争议^[4-6]，探井可钻探但是无法长时间开发。若后期解决用海争议或确定区域具备整体开发价值，探井进行永久弃置之后无法回接，则投入大量勘探开发费的探井无法转化为生产井，即使具备良好的产能也将无法产生效益；如果进行探井临时弃置，若区域不具备整体开发价值，还需要动员钻井船进行再弃置，从而进一步增加了投资。

1 井口回接发展和现状

世界上已经投产的深水和超深水气田主要通过水下井口回接开发^[7]。澳大利亚吉普赛兰盆地的希何斯和塔温等油田采用探井回接及水下井口模式进行开采^[8]。惠州32-5油田是我国首次利用水下井口装置回接开发的油田^[9]，该技术随后在绥中36-1油田和南海新文昌油田群得以应用。目前水下井口回接装置已经较成熟，GE Vetcogray、FMC及Dril-Quip等几家国外公司占有了全球约90%的市场份额，我国“十一五”、“十二五”期间对水下井口系统进行了立项研究，宝鸡石油机械有限责任公司、华北荣盛机械制造有限公司以及江汉石油钻头股份有限公司等国内公司已着手水下生产系统的研发生产，但目前水下井口及回接装置大部分依赖国外厂家^[10]。

1.1 渤海井口回接现状

深海开发井口需在水下连接生产系统、水下防喷器和水下采油树等设备。我国渤海油田属于内海，平均水深18 m^[11]，浅海自升式平台井口回接工具称为泥线悬挂器(MUDLINE CASING SUSPENSION SYSTEMS)^[12]，与其他深海海域采用浮式平台钻井的水下井口不同，泥线悬挂器结构简单，不连接水下防喷器，不密封套管间环空，只承载各层套管重力。

渤海BZ34-5-1井成功应用过井口回接技术^[13]，切割防腐帽完成了遥控接头回接，通过借鉴BZ34-3-2井的回接经验弥补了资料缺失的问题，并首次应用水下摄像技术。绥中36-1-E平台E1井通过下入适当的扶正器解决了隔水导管倾斜导致的回接困难^[14]。锦州20-2、渤中28-1、渤中34-2/4、绥中36-1试验区(Ⅰ期、Ⅱ期)和渤中34-3/5等油田曾应用过水下井口回接技术^[15-17]，在实践中应用了一些新技术也积累了一些经验。

1.2 井口回接工具结构及使用方法

以Dril-Quip公司的MS-10型泥线悬挂器为例^[10]，其井口保留状态和回接状态如图 1所示，主要结构包括悬挂设备、防腐帽和回接设备等。

考虑对航道、渔业和军事的影响^[18-19]，避免导管架安装碰撞及防止海底淤泥和水泥影响套管回接，一般渤海隔水导管防腐帽顶面距离海底泥面以上3 m左右。

钻井阶段，各开次完钻后井口回接工具中泥线悬挂器等部件随套管下入井筒内，固井时水泥返至悬挂器以下。

钻井结束，依次拆除海面以上各层套管，安装防腐帽起到备用压力屏障作用并保持回接螺纹可靠性；若安装井口保护架回接至生产平台进行油田整体开发或直接回接到海面以上单独生产，可通过回接工具按照套管尺寸，由大到小依次由水下回接各层套管，并通过试压验证井筒完整性。

套管回接时套管点焊接箍，避免回接过程中虚转, 无法准确判断井口套管转数^[13-14]，隔水导管及各层套管回接前，先大排量冲洗回接及金属密封面^[20]，回接后对套管进行试压，以保证回接后的井筒完整性。

2 泥面以下回接技术思路

兼顾永久弃置和临时弃置的技术亟待解决，渤海油田正在以探井永久弃置井口回接为目标，研究开发新型工具和工艺解决已弃置探井再生产难题。弃置既能满足目前国内相关法律和标准要求，也可使探井完成区域评价之后经济高效地转为生产井，实现对区域的整体开发。

弃井标准对临时弃井和永久弃井要求存在差别^[3]，永久弃井要求井口切割到泥面以下4 m，临时弃井可以在海面以上或以下保留井口。

相关规范对临时弃井和永久弃井主要区别在于产层的封隔和井口切割位置的要求。探井临时弃置标准中，射孔段、裸眼或者筛管顶部以上坐封桥塞并注水泥塞。探井永久弃置标准中，水泥塞封固产层。

水泥封固的产层可通过侧钻技术实现重新开发，目前短半径和中短半径侧钻技术在海上也有成功应用^[21-22]。降低投资中，一方面考虑降低临时弃井转永久弃井井口处理装备价格，另一方面考虑淤泥回填后泥面以下井口探寻与重建。

2.1 无钻井船泥面以上部分井口拆除

无钻井船弃置技术用于海上深海修井及增产作业已有所应用^[23-24]，国内也有学者提出过无钻井船弃置技术的思路^[25]。对相对价格低廉的作业设备(如驳船和小型浮吊等)进行改造，增加旋转钻具和提升井口等功能，使其能够拆除泥面以上部分井口。

探井完钻后，井下部分按照永久弃置标准封固产层，井口按照临时弃置规范在泥面以下保留井口或者在海面以上保留井口。若具备重新开发条件，动用钻井船进行回接，侧钻储层重新开发；若不具备重新开发条件，采用无钻井船技术将井口设备处理至泥面以下4 m，磨料射流设备可实现无钻井船泥面以下的切割^[26]，或在泥面以下4 m处安装可快速脱扣的装置，只采用旋转或过提拆除。

2.2 满足永久弃置需求的可回接弃置技术

泥面以下井口回接技术需要解决切割井口之后筒形结构淤泥回填的清理以及隔水导管回接螺纹的创新。将隔水导管内部的各层套管在设计阶段于海底泥面以下10~20 m位置安装回接装置，在隔水导管泥面以下4 m处安装回接装置，若隔水导管可回接，则内部各层套管均可回接。

回接螺纹的设计首先要满足井筒完整性要求，其次，要使泥面以上隔水管拆除方便脱扣，并且还要满足井口再次安装时操作简单。此外，隔水导管防腐帽设计还要具备便于探测的功能。

3 井口回接技术未来发展方向

海面以下井口回接工具可满足已确定后期具备开发价值油田先钻井后安装导管架的开发方案及探井临时弃井回接再开发，长时间在泥面以上保留井口需花费航标的维护费用，泥面以下4 m隔水导管回接是未来井口回接技术的发展方向。

3.1 泥面之下回接工具

内部各层套管受隔水导管防腐帽保护，状况均较好，泥面以下的井口回接主要难度在于隔水导管的回接。依靠遥控接头的回接方式可以应用于泥面之上^[14]。

泥面以下回接工具首先需解决隔水导管拆除，要在钻井阶段循环出隔水导管与地层之间的水泥浆或者在隔水导管拆除阶段破坏掉固结的水泥环，使隔水导管能够整体拆除。其次，隔水导管拆除后泥面4 m以上形成圆筒形坑基，在海浪作用下海底淤泥及海生物会覆盖坑基，一方面影响井口位置的再次探寻，另一方面影响回接工具的安装。

目前，吹泥船应用于水利疏浚及海洋工程结构施工等已较为普遍^[27]，可用于清除井口附近淤泥，使隔水导管泥面防腐帽暴露于海底。但泥面以下井口范围已经明确，被清除淤泥较局限，利用吹泥船清淤费用昂贵，大材小用，利用钻井船带钻具清除井口周围海底淤泥技术还有待发展。

3.2 泥面以下井口探寻

目前钻井平台就位通过激光陀螺惯导系统(INS)、超短基线水声定位系统(USBL)和差分GPS(DGPS)等多种传感器结合软件模拟，可实现精度艏向±0.25°，就位精度±0.2 m的要求^[28]。

但电磁信号受海水阻隔传播受阻，声信号在海水中传播效率较低，GPS定位设备应用受限^[29]，就位精度会有一定降低。水深小于80 m时，海洋调查船舶通过舷挂式、LAYBACK方式拖拽声纳或磁力仪等设备，可满足±2.0 m的就位精度要求^[30]。水下定位系统LBL布阵结合GPS实现平台就位精度误差在0.5 m以下^[31]。

世界最先进自生式钻井船覆盖范围为悬臂梁纵向最大外伸36.5 m，钻台左右移动12.5 m的覆盖能力。渤海自生式钻井船悬臂梁移动的覆盖范围可满足纵向最大外伸12 m，钻台左右移动3.5 m的能力^[32]。悬臂梁可满足覆盖范围，井口回接就位精度就能满足要求。

切割之后泥面以下的井口定位是井口回接技术需要突破的障碍。可在隔水导管防腐帽上安装声信号或磁信号定位设备以便于泥面下探寻井口。

3.3 井口回接可视化

蛟龙号海底摄像及电视抓斗已实现水下7 000 m探测和操作^[33]。水下无人航行器(UUV)、水下机器人(ROV)和水下高清摄像系统等设备可实现2 000~3 000 m水深的探测，但价格高昂^{[29, 34]}。

目前水面以下井口回接主要通过潜水员指导^[35]，通报水下回接工具的居中度、接头状态和对扣过程，引导钻井平台人员操作。也尝试过水下摄像辅助安装^[14]，用于水下施工的浅海摄影机已较成熟^[36]。但可视化技术应用于泥面以下的井口回接还未见报道。

潜水员无法进入泥面以下的狭窄空间指导回接作业，拆除阶段泥面下的防腐帽安装、回接阶段的防腐帽拆除以及隔水管回接都需要可视设备的引导。另外，海生物对浅水区影响最大，机械与物理方式也难以清除，一些可视化设备引导机械臂清除海生物和海底障碍物的作业也需要研究开发。

4 结论和建议

解决临时弃置和永久弃置之间的矛盾关键在于降低井口拆除的经济投入。我国当前技术水平可以解决井口回接难题，但昂贵的仪器投入难以在渤海应用。

泥面以下井口回接技术具有可行性且应用前景广阔，可以节省大量工程投资。通过对渤海探井回接技术的调研和分析，井口回接技术研究有以下建议：

(1) 泥面以上回接依靠潜水员指引，该技术已经较为成熟，泥面以下作业潜水员可发挥作用有限，需研发针对浅海回接可视化、泥面以下井口定位设备和技术，可将航空和军事技术引入泥面下井口回接。

(2) 制约泥面以下井口回接技术关键在于泥面4 m以下回接扣的研发及定位防腐帽的研发，这些技术的突破便于井口拆除和泥下井口找寻。

(3) 无钻井船弃置技术降低投资也是临时弃井转永久弃井的一个研究方向。

(4) 井口倾斜中导管架安装偏差会增加井口回接难度，钻井过程中需确保井口倾斜角；另外，回接过程中需注意环空带压现象。