文昌13—6油田钻井隔水导管最小入泥深度研究

张勇 严德 焦金刚 田瑞瑞

【摘要】海上钻井隔水导管连接钻井平台与海底浅层土体，主要功能是隔离海水、形成钻井液循环通道，同时作为海上钻井井口的持力结构。通过对钻井隔水导管极限承载力和受力分析研究，建立了钻井隔水导管最小入泥深度设计模型，该设计模型指导了南海文昌13-6油田钻井隔水导管入泥深度设计和现场施工作业。

【关键词】钻井 隔水导管 承载力 井口载荷 最小入泥深度

不同的海洋环境和钻井工况条件，钻井隔水导管的所需最小入泥深度不同。钻井隔水导管入泥深度下入过浅，将导致在施工过程中井口的失稳等海上复杂事故；钻井隔水导管入泥深度下入过深，会使隔水导管用量过度增加而造成经济上的过多浪费。为了保障文昌13-6油田海上钻井施工的安全，降低海上钻井施工成本，笔者根据文昌13-6油田工程地质参数和井口载荷，结合钻井隔水导管受力计算模型，确定了钻井隔水导管最小入泥深度，保证了海上施工的安全高效进行。

1 钻井隔水导管承载力分析模型

在隔水导管锤入到海底土中，当海底土对隔水导管的阻力等于或超过加载至隔水导管上的载荷时，导管贯入就会停止。地基土的性质、加载至导管载荷的大小和导管的尺寸是决定导管入泥深度的关键因素。

隔水导管承载力计算模型： t。

2 钻井隔水导管最小入泥深度计算模型

钻井隔水导管的轴向载荷是影响其下入深度的主要因素，如图所示，其轴向载荷大致由四部分组成：上部井口载荷、底部阻力、自重和侧壁摩擦力。γ―导管钢材的密度，t/m3；浮f―隔水导管在钻井液中的浮力系数；f―隔水导管的侧壁单位摩擦力，t/ m2；L―泥面以上隔水导管的长度，m；H―泥面以下隔水导管的下入深度，m。3 文昌13-6油田实例应用

文昌13-6油田水深117m，根据海底浅层土质工程参数和公式（1）求得外径分别为20、22和24英寸钻井隔水导管极限承载力如图1所示，

井口载荷取为100t、150t和200t，结合公式（2），可得1英寸和1.5英寸壁厚两种钻井隔水导管最小入泥深度设计结果如表1所示，

表1 文昌13-6油田钻井隔水导管最小入

泥深度设计结果

4 结论

（1）通过对钻井隔水导管极限承载力和受力分析研究，建立了钻井隔水导管最小入泥深度设计模型。

（2）针对文昌13-6油田海底浅层土质力学参数和钻井工况，采用建立的理论分析模型，得出了钻井隔水导管极限承载力曲线和最小入泥深度计算结果，为钻井设计和现场作业提供了科学依据。

参考文献

[1] 王平双，杨进，周建良等.群桩作用下钻井隔水导管入泥深度计算方法研究[J].中国海上油气，2007，19（3）：184—187

[2] 杨进，彭苏萍.群桩条件下桩土相互作用实验

研究[J].岩土力学 2004，25（2），312-315

作者简介

张勇，男，1960年生，高级工程师，1982年毕业于西南石油学院钻井工程专业，长期从事钻完井技术工作，现为中海石油（中国）有限公司湛江分公司钻完井部经理 。