深水結(jié)構(gòu)導管噴射鉆井技術(shù)研究

摘 要：結(jié)構(gòu)導管噴射下入技術(shù)是深水表層鉆井的常用方法，針對導管噴射下入技術(shù)要求和深水海床地質(zhì)環(huán)境特點，對結(jié)構(gòu)導管入泥深度理論計算方法和新區(qū)探井經(jīng)驗確定方法進行了分析，對噴射鉆具組合和鉆頭伸出導管鞋長度進行了分析。針對深水表層噴射可能會出現(xiàn)的導管下沉事故的情況，分別在前期設(shè)計階段和作業(yè)階段進行了預防措施和現(xiàn)場技術(shù)處理方法研究。

關(guān)鍵字：深水 噴射 導管 入泥深度 鉆具組合

中圖分類號：TE52文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）01（a）-00-01

在深水油氣田勘探開發(fā)過程中，結(jié)構(gòu)導管主要作用是為水下井口和水下防噴器等設(shè)備提供支撐作用。導管的入泥深度和鉆具組合的設(shè)計是深水噴射成功的關(guān)鍵因素，該文對噴射鉆入法的關(guān)鍵影響因素進行了研究，并結(jié)合深水現(xiàn)場作業(yè)實踐經(jīng)驗進行了分析，對深水導管噴射鉆入作業(yè)具有一定的指導作用。

1 噴射作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)

1.1 入泥深度確定

一般要準確確定結(jié)構(gòu)導管具體下深，需要對目標井位進行井場調(diào)查，經(jīng)過土工試驗分析確定海底淺層土體的抗剪強度，然后根據(jù)導管作業(yè)載荷，通過下式計算確定導管具體下深：

式中Q：導管承載的重量；Qf：導管表面摩阻力；TD：導管設(shè)計下深；x：導管單位長度；ML：泥面；f：單位面積摩阻力；As：導管側(cè)面積；c：土壤剪切強度；fox：安全系數(shù)；a：噴射鉆井后，受擾動土壤剪切強度的安全系數(shù)，一般取值10%～40%。公式中單位采用國際單位制。

經(jīng)過井場調(diào)查地質(zhì)取芯計算得出的土壤剪切強度往往是地層非擾動抗剪切強度，而實際作業(yè)過程中，由于噴射鉆井導致結(jié)構(gòu)導管周圍土壤遭到破壞，受擾動土壤抗剪切能力往往比原土壤低很多，雖然抗剪切強度恢復很快，但實際計算時，往往取一個安全系數(shù)a，一般為原地層抗剪切系數(shù)的10%～40%。

1.2 鉆具及鉆頭設(shè)計與選擇

噴射鉆具組合主要考慮噴射鉆井作業(yè)結(jié)束后繼續(xù)鉆進的需求，與下一開鉆具組合設(shè)計一樣，只是在鉆具組合上端安裝與導管頭連接工具，噴射到位后與導管脫開繼續(xù)鉆進。鉆具組合中一般都安裝隨鉆測量工具，一邊隨時監(jiān)測井斜變化，根據(jù)工作需要有時也安裝隨鉆測壓工具，以便及時了解環(huán)空泥漿當量循環(huán)密度變化等。

噴射鉆井鉆頭相對位置及尺寸的選擇對噴射鉆井的成功與否至關(guān)重要。目前深水作業(yè)，部分作業(yè)者習慣將鉆頭控制在導管鞋以內(nèi)30.48～45.72 cm，也有很多作業(yè)者習慣將鉆頭伸出導管鞋15.24～25.40 cm。鉆頭在導管鞋以內(nèi)還是伸出導管鞋，主要取決于地層的軟硬，一般如果地層較松軟，往往選擇將鉆頭控制在導管鞋以內(nèi)，如果地層相對較硬，則將鉆頭伸出導管鞋15.24～25.40 cm，目前世界上大多數(shù)作業(yè)者選擇將鉆頭伸出導管鞋，但同時保持鉆頭水眼在管鞋以內(nèi)。

2 導管下沉預防及處理辦法

導管下沉是深水鉆井的重要事故之一，主要原因是對該地區(qū)地層承載能力認知不足或由于操作不當引起，尤其在探井和評價井階段更容易發(fā)生，主要是沒有準確的井位土壤資料分析。

2.1 設(shè)計階段導管下沉的預防措施

對于新區(qū)塊第一口導管尺寸及噴射深度的設(shè)計要非常慎重，新區(qū)塊一般要做重力取樣，并要充分借鑒臨近區(qū)塊土壤數(shù)據(jù)或者噴射鉆井實際情況，對于易出現(xiàn)導管下沉區(qū)塊，增加導管尺寸比增加噴射深度要更好。如果已鉆井導管尺寸較大，可以適當增加導管入泥深度，每增加一根導管則增加15%的支撐力，另外對于導管容易出現(xiàn)下沉的井，可以考慮安裝泥墊，增加支持力，也可以增加設(shè)計浸泡時間。

2.2 噴射結(jié)束后發(fā)生導管下沉的技術(shù)措施

如果作業(yè)結(jié)束后，發(fā)生導管下沉至無法滿足作業(yè)要求時，可通過上提導管或者重新接回連接工具并上提導管至設(shè)計預留高度，增加浸泡時間6～8 h，如果繼續(xù)出現(xiàn)下沉可以考慮再嘗試上提一次并進一步浸泡時間。該方法仍無法滿足要求時，一般只能起出導管按照設(shè)計階段預防措施執(zhí)行或采用鉆入+固井的方式下入導管。

3 結(jié)語

（1）導管入泥深度確定和鉆具組合選擇是影響深水表層噴射鉆井成功與否的關(guān)鍵因素。對于新區(qū)探井，需要在考慮表層重力取樣結(jié)果基礎(chǔ)上，充分參考鄰井資料來確定導管入泥深度。（2）為防止深水表層作業(yè)發(fā)生結(jié)構(gòu)導管下沉事故，可采取的措施包括增加導管外徑，在保證導管能順利下入的前提下增加入泥深度，并可在井口頭位置安裝防沉板，增加導管噴射到位后的浸泡時間。

參考文獻

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