南海流花11-1油田钻井隔水导管下入深度设计

陈斌

摘 要：隔水导管是海洋石油开采的第一层结构管，其下入深度决定着海上钻井作业安全的安全和可靠。南海东部流花11-1油田水深达300m以上，受恶劣的海洋环境所影响，为保证钻井作业安全，本文基于钻井隔水导管的基本功能和主要安装方法，针对不同海底土力学特性，开展了钻入法和喷射法安装隔水导管适应性分析;根据钻井隔水导管竖向受力分析和水下井口实时承载力模型，对钻井隔水导管的下入深度进行了设计。本研究成果成功保障了流花11-1油田钻井隔水导管的顺利下入，同时也可为南海隔水导管下入深度设计提供很好的技术参考。

关键词：南海;隔水导管;入泥深度

流花11-1油田位于中国南海珠江口盆地东沙隆起西南部，海域水深约为300m，其海床浅层黏土疏松，含水率高，抗剪强度低，海底温度低，海洋环境恶劣，这些都给隔水导管的下入安装造成很大困难，如果下入方式选择不合理，则可导致隔水导管安装时效低，甚至安装失败。如果隔水导管下入深度过浅，则会使井口难以获得足够的竖向承载力，在作业过程中水下井口易发生失稳下沉等复杂事故，下入深度过深，会严重影响钻井时效。本文通过对流花11-1油田海底浅层土特性、海洋环境和隔水导管不同下入工艺特点的分析，对该油田的隔水导管下入深度设计提供了一套可行的方案[1]。

1 流花11-1油田钻井隔水导管下入方式分析

海洋钻井隔水导管的主要的下入方式有钻入法、锤入法和喷射法。每种下入工艺都存在优缺点，因此如何根据油田本身的地层特性及海洋环境优选合理的隔水导管下入方式对海上作业安全和钻井时效起着十分重要的作用。

流花11-1油田海域水深300m左右。通过钻孔取样，得到了南海11-1油田区域0-150m海底土质特性，土质密度17.0-19.6KN/m3，不排水抗剪强度在10-480kpa，属于正常沉积环境，同时未发现明显的灾害性地貌特征及障碍物。如果使用锤入法进行钻井隔水导管打桩下入，由于水深的影响，施工质量难以保证，并且费用较高。由于低温和风浪流的影响，使用钻入法下入隔水导管，固井质量难以保证并且隔水导管难以对准钻开的井眼。喷射法采用水力喷射，依靠钻柱自重挤压海底土体，使隔水导管下入至设计深。流花11-1油田，浅层海底土疏松，海床平坦，可采用喷射法下入钻井隔水导管。

对于喷射法下钻井隔水导管来说，其下入深度与隔水导管尺寸、井口载荷、海底土性质等因素有关。隔水导管轴向载荷大致由4个部分组成：下入管串重量，底部钻压、隔水导管自重，导管与海底土的侧壁摩擦力。

2 流花11-1油田海底土承载力分析

流花11-1油田海底土资料见表1所示。

由于喷射法下入隔水导管，海底土的承载力与隔水导管下入后静止的时间有很大关系，根据现场作业情况，设定隔水导管的静置时间为1小时，4小时，6小时，1天，2天等情况，分别计算海底土的实时承载力。计算时采用的隔水导管为36寸，壁厚为寸。根据流花11-1油田海底土性质计算得出海底土的承载力曲线如图1所示。

3 流花11-1油田隔水导管入泥深度确定

利用喷射法隔水导管入泥深度计算模型和流花11-1油田海底土承载力计算结果，结合现场井口载荷，得到流花11-1油田隔水导管入泥深度计算结果如表2所示。

假设隔水导管喷射到位后的静置时间为4小时，隔水导管入泥深度设计值为82m。表层导管喷射到位至固井最危险工况所需时间为2天以上，此深度下的承载力达到了2000KN，满足深水浅层建井及后续作业要求。

4 结论与建议

（1）根据流花11-1油田海洋环境和海底土特性，建议流花11-1油田采用喷射法下入隔水导管;

（2）根据流花11-1油田海底土特性和噴射法承载力计算模型，建立了隔水导管承载力变化曲线;

（3）根据喷射法竖向受力分析和承载力随时间变化关系，确定了流花11-1油田隔水导管安全入泥深度。

参考文献

[1] Wang S W， Yang J， Yan D， et al. Research of jetting drilling mechanism of surface conductor in deepwater [J]. Journal of Oil and Gas Technology， 2012， 34（8）： 157-160[汪顺文，杨进，严德，等. 深水表层导管喷射钻进机理研究[J]. 石油天然气学报， 2012， 34（8）： 157-160， 169]