张建勇 杜小强 刘煜堃 李先达(中海油田服务股份有限公司油田技术事业部深圳基地,广东 深圳 518000)
内波流是南海常见的一种海流,其形成机制复杂,难以观测和预警,其产生应具备两个条件,一是流体密度稳定分层;二是要有扰动源,两者缺一不可。不同层位的海水由于盐度、温度的不同,以及潮流和地形的相互作用,便会出现密度分层,即在水平方向的不均匀性,经大气压力变化、地震(海底小型地震)影响以及船舶运动等外力扰动,就可能在海水内部引发起内波;
海上油气开发有高风险、高科技、高投入等特点,在风险方面,天气因素是很重要的一个方面,和台风一样,内波流也是一种非常特殊的自然风险,其规律性差,难以提前预警,同时其能量巨大,在内波流经过时会导致半潜式钻井平台瞬间漂移,不管是动力定位还是锚泊定位的钻井平台,一旦超过其偏移距,都会导致水底井口及防喷器等弯曲变形,甚至断裂,对钻井设备造成严重破坏,如果平台当前正在进行钻井、测试、测井等作业,就也会造成严重的井下事故。
测井作业安全前提是平台安全,如果在测井作业期间遭遇内流波天气,对钻井以及测井都是非常严峻的考验。
当前主要的预警方式有两种:一是布放内波流实时监测浮标,二是采用拖轮远距离守护预警。
以上两种方式在某种程度上原理是一样的,即在可能出现内波流的来向上,提前进行监测并预警,平台根据内波流的大小和方向提前进行应对。在内波流流速较小的情况下,对于动力定位平台,会提前调整船首向,增加推进器马力,往内波流来向方向上进行反向推进,以减少漂移量,对于锚泊定位平台,通常是采用大马达拖轮提前接拖,在内波流到来时,通过拖轮拖拽方式来降低锚张力,以减小锚链走锚、断裂以及平台漂移的风险。
通过布放浮标以及拖轮守护一般可以提前1到2个小时进行内波流的预警,测井应急预案正是建立此基础上,应急预案的原则是:提前预警、沟通顺畅、反应迅速,以便尽可能快的将井下仪器提至水下防喷器以上,时间允许的情况下提至井口。
应急预案包括以下几点:
1.2.1 内波流的信息收集
目前国家海洋局等政府主管部门会给平台提前发布内波流预测报表,提示当前海域发生内波流的概率及强度,测井人员到达平台后要及时收集相关信息。
1.2.2 安全会议
针对特殊时期的测井作业,必须要在客户代表的组织下召开安全会议,参会人员应该包括:钻井、测井监督、平台方、录井、泥浆、电测人员,讨论作业风险,形成应对方案。
1.2.3 测井项目交底
由测井监督和测井人员介绍各系列测井特征及影响。
如第一趟测井项目通常为常规大满贯作业,带放射源,同时有极板类仪器;
如第二趟测井项目通常为测压取样,定点测量,静止时间长,双封隔器等解封时间比较长;
照此类推,要求参会代表对于各趟作业特点都有所了解,同时根据每趟作业的特点,详细计算从井底(或者是定点测量点)到上提至井口的时间。
1.2.4 应急预案的执行
通讯畅通:测井期间各部门通过对讲机、电话等沟通,保证通讯畅通。
加强监控,及时获取内波方向流速等信息,当检测到内波来袭,由客户代表通知终止作业,测井小队迅速停止作业,回收推靠臂、取样探针、取心钻头等,以最快速度上提仪器,并实时汇报仪器底部深度,尽可能将仪器提至防喷器之上。
平台方也应安排各岗位人员在中控、钻台、锚机等处值班待命。
1.2.5 测井方案优化
针对内波流等特殊天气作业,应尽可能优化测井方案并向客户提出建议:
1.2.5.1 对已经取得随钻放射性资料的井眼,建议取消电缆放射性作业,减少放射源作业风险;
1.2.5.2 测压取样尽可能使用单探针或者速星等收腿快的坐封工具,且尽可能提前取得备份样,以免内波流来袭而不得不解封中止作业;
1.2.5.3 优化取样、取心点数,重点层位优先;
1.2.5.4 执行力强,令行禁止;
1.2.6 其它注意事项
1.2.6.1 内波流天气期间平台升沉难以预估,所以要特别注意补偿器效果,补偿绳需满足额定要求,张力绳要采取安全措施。
1.2.6.2 如果内波流突然来袭,没有上提测井仪器的时间,则由司钻通知电测工作间需要剪断电缆。
1.2.6.3 在已经预测到内波流的大小,同时平台认为无法抵抗的情况下,唯一的办法是提前停止测井作业,平台关闭水下防喷器,应急解脱水下井口(锚泊定位平台会放松锚链),等待天气。
在本次作业期间受天文大潮影响,预测有较大的内波流经过。
电测作业认真执行预案规,在客户规定的时间内完成作业后,平台关闭了水下BOP,解脱LMRP连接器,放松锚链,原地待命等待内波流经过后才恢复作业。
由于内流波形成原因复杂,在不同的观测点位会有不同的监测或者预测结果,因此我们现有的应急预案可能不足以应对这种复杂的自然风险,在此种环境下作业,测井人员和客户现场代表应保持有效沟通,在客户现场代表的监督和指导下进行作业。
笔者进行深水电缆测井作业近3年,对于目前深水作业中的一些特殊情况也正处于探索和研究阶段,本文只是个人对于内波流天气测井作业的一些认识,有不准确的地方希望各位专家批评指正。