自升式懸臂鉆井船重返井口就位方式淺析

潘億勇， 齊恒之

(中海石油(中國)有限公司蓬勃作業(yè)公司， 天津 300457)

自升式懸臂鉆井船重返井口就位方式淺析

潘億勇， 齊恒之

(中海石油(中國)有限公司蓬勃作業(yè)公司， 天津 300457)

該文對自升式懸臂鉆井船重返井口就位方式進(jìn)行分析，在對渤海海域高密度叢式井平臺(tái)鉆井方式研究的基礎(chǔ)上，分析了自升式懸臂鉆井船重返井口打調(diào)整井不同的就位方式的困難和不足，提出了更為合理的就位方式，對海洋油田開發(fā)有著積極意義，也為海洋工程設(shè)計(jì)人員提供重要參考。

自升式懸臂鉆井船；調(diào)整井；原腳印

0 引言

隨著對油氣藏的進(jìn)一步認(rèn)識，油田投產(chǎn)后勢必進(jìn)行開發(fā)調(diào)整,打調(diào)整井是開發(fā)調(diào)整中的一項(xiàng)重要措施,自升式懸臂鉆井船重返井口進(jìn)行鉆井作業(yè)是一項(xiàng)重要的作業(yè)方式。在以往的平臺(tái)設(shè)計(jì)中，雖然設(shè)計(jì)者考慮了油田投產(chǎn)后打調(diào)整井的需要，但由于海洋工程部門與鉆井部門技術(shù)溝通不夠，實(shí)際上的平臺(tái)設(shè)計(jì)方案給鉆井船重返井口實(shí)施鉆調(diào)整井的作業(yè)帶來很多困難，造成只能鉆成少數(shù)井，因此無法滿足油田開發(fā)調(diào)整的需要。

1 自升式懸臂鉆井船重返井口平臺(tái)鉆井情況

在海洋石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《渤海海域井口平臺(tái)工藝設(shè)計(jì)規(guī)定》中有以下內(nèi)容：鉆井船再就位時(shí)的腳印要與以前打井時(shí)的腳印完全重疊,如若不能,則二次腳印的最小間距應(yīng)不小于2 m。

基于以上標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)平臺(tái)，在自升式懸臂鉆井船重返井口重復(fù)就位時(shí)由于平臺(tái)設(shè)計(jì)的原因不能與原腳印完全重疊，因此造成不能充分利用更多的剩余井槽進(jìn)行鉆井作業(yè)。

2 自升式懸臂鉆井船的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

典型的自升式懸臂鉆井平臺(tái)的3個(gè)獨(dú)立樁腿均在其根部設(shè)計(jì)有樁靴，自升式懸臂鉆井船的樁靴數(shù)據(jù)和懸臂梁的縱向橫向移動(dòng)范圍見表1、表2，鉆井平臺(tái)在固定式生產(chǎn)平臺(tái)導(dǎo)管架作業(yè)示意圖如圖1所示。

表1 自升式懸臂鉆井船的樁靴數(shù)據(jù)

表2 目前自升式懸臂鉆井船懸臂梁移動(dòng)范圍表

圖1 固定式生產(chǎn)平臺(tái)導(dǎo)管架與鉆井平臺(tái)示意圖

3 鉆井船重復(fù)就位方式

要在以前插過的位置或其附近重新插樁，即平臺(tái)重復(fù)就位時(shí)，由于初次就位對土層的擾動(dòng)和舊樁穴的存在，不可避免地要對重復(fù)就位時(shí)的樁基產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)在：

(1) 個(gè)別舊樁穴有影響時(shí)，平臺(tái)向舊樁穴一側(cè)滑移和樁腿彎曲變形，導(dǎo)致平臺(tái)傾斜和不均勻下沉。

(2) 所有舊樁穴同時(shí)發(fā)生影響時(shí)，造成平臺(tái)整體滑移或扭轉(zhuǎn)。

平臺(tái)重復(fù)就位可能有三種情況，如圖2所示。

3.1 樁靴與舊樁穴完全重疊

鉆井平臺(tái)在舊樁穴處就位壓載下沉?xí)r，雖然舊樁穴周圍土體有一定程度的擾動(dòng)，但其側(cè)壁所受土壓力相對于樁軸對稱，樁穴底面均為舊樁穴內(nèi)回填的擾動(dòng)土，底面阻力仍為軸向作用，所以不會(huì)發(fā)生樁穴側(cè)向滑移。該方法是一種重要的自升式鉆井平臺(tái)打調(diào)整井的再就位方式，但是對海洋工程方面提出某些限制性要求，如導(dǎo)管架腿的多維度及就位一側(cè)的平臺(tái)組塊突出物等，這就要求鉆井設(shè)計(jì)人員和海洋工程設(shè)計(jì)人員協(xié)同討論達(dá)成一致。

圖2 樁靴重復(fù)就位的可能情況

3.2 樁靴與舊樁穴部分重疊

由于舊樁穴的存在，樁靴一側(cè)為原狀土或稍有擾動(dòng)的土，強(qiáng)度較高，另一側(cè)為舊樁穴內(nèi)回填的強(qiáng)度低的擾動(dòng)土，致使樁靴兩側(cè)壁土的壓力不再對稱。更重要的是樁靴底接觸的土體部分為擾動(dòng)土，部分為原狀土，強(qiáng)度有明顯差異，使樁靴底阻力不再與樁軸重合，即偏心受阻，產(chǎn)生水平力分量。兩種力聯(lián)合作用，導(dǎo)致樁靴所受水平力不平衡，從而發(fā)生平臺(tái)側(cè)向滑移或樁腿本身彎曲。

此法存在鉆井船滑移的危險(xiǎn)，但是在緊急情況下，插樁時(shí)可用水沖法，邊沖邊壓，并在接近預(yù)定位置前停止水沖，進(jìn)行全荷載壓樁[2]。在某生產(chǎn)平臺(tái)重復(fù)就位時(shí)，樁靴與舊樁穴部分重疊，邊沖邊壓，比正常壓載就位多出數(shù)倍時(shí)間，鉆井平臺(tái)日作業(yè)費(fèi)很高，從而造成鉆井費(fèi)用大量增加。

3.3 樁靴與舊樁穴不重疊

當(dāng)平臺(tái)重復(fù)就位時(shí)，地基土體發(fā)生深層滑動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)樁靴滑移。該方法存在鉆井船滑移的危險(xiǎn)，為防止平臺(tái)滑移，要求樁靴與舊樁穴邊緣之間應(yīng)大于某一距離(稱之為最小安全距離)。以B8為例，在某海區(qū)重復(fù)就位的最小安全距離為0.8D(D為樁靴最大外徑)，考慮土層性質(zhì)和海況條件的變化、舊樁穴回填程度、擾動(dòng)土性質(zhì)的差異等因素，實(shí)際允許的安全距離為1.04D～1.2D。

4 針對高密度叢式井平臺(tái)重復(fù)就位方式分析

4.1 現(xiàn)有X海域平臺(tái)井口區(qū)設(shè)計(jì)

圖3 鉆井平臺(tái)在導(dǎo)管架兩側(cè)就位后的示意圖

QHD32-6油田，井槽排列5排×7列,井口間距1.5m×1.7m；SZ36-1油田二期工程，井槽排列5排×7列,井口間距1.5m×1.8m，安裝工程組塊后組塊向原樁穴一側(cè)突出2m～2.5m。

4.2 初次開發(fā)鉆井方式

由于受鉆井船懸臂覆蓋范圍限制，一次就位不能覆蓋所有槽口，所以采用兩側(cè)就位覆蓋全部井槽鉆井，如圖3所示。

4.3 重復(fù)就位方式分析

在QHD32-6等油田重返井口進(jìn)行鉆井作業(yè)，安裝工程組塊后組塊向原樁穴一側(cè)突出2m～2.5m，因此不能踩原腳印進(jìn)行重復(fù)就位。

(1) 樁靴與舊樁穴部分重疊

在QHD32-6D平臺(tái)實(shí)施的D27井鉆井作業(yè)，由于平臺(tái)結(jié)構(gòu)的限制不能踩原樁穴就位，由于舊樁穴的影響，該次作業(yè)采取調(diào)整鉆井船艏向方式，一個(gè)樁靴與舊樁穴部分重疊，鉆井船懸臂只能有限地覆蓋井口區(qū)；QHD32-6D平臺(tái)初次開發(fā)鉆井22口，后來補(bǔ)打一口調(diào)整井，還有12個(gè)剩余井槽沒有利用，從而不利于油藏開發(fā)調(diào)整。

(2) 樁靴與舊樁穴不重疊

鉆井船初次就位進(jìn)行鉆井作業(yè)已充分利用懸臂梁的橫向縱向移動(dòng)覆蓋范圍?？紤]到樁靴的尺寸，在橫向上重新插樁，即便不考慮安全距離緊挨著原來腳印，鉆井船懸臂梁已經(jīng)完全離開井口區(qū)。

由以上分析可知，重返井口進(jìn)行鉆井作業(yè)由于平臺(tái)設(shè)計(jì)的原因不能踩原腳印進(jìn)行重復(fù)就位，由于初次鉆井在導(dǎo)管架兩邊就位，留下4個(gè)舊樁穴，綜合考慮樁靴直徑和懸臂梁長度，采取其他措施只能鉆成極少數(shù)井，難以較好利用預(yù)留井槽。

5 結(jié)論

目前即將開發(fā)的油田考慮到自升式懸臂鉆井船重返井口打調(diào)整井的需要，鉆井平臺(tái)再就位踩原腳印重復(fù)就位對平臺(tái)設(shè)計(jì)提出一定的要求，設(shè)計(jì)部門接受鉆井方面的建議以便更好地利用預(yù)留井槽。

(1) 二次腳印的最小間距不應(yīng)小于2 m，如果2 m最小間距不夠安全，容易造成鉆井平臺(tái)滑移的危險(xiǎn)。

(2) 鉆井船再就位的腳印應(yīng)與在導(dǎo)管架鉆井時(shí)就位的腳印完全重疊。

(3) 自升式懸臂鉆井船重復(fù)就位打調(diào)整井鉆井作業(yè)應(yīng)該與海洋工程設(shè)計(jì)統(tǒng)籌考慮。

[1] 葉洪東，孫紅同.海洋移動(dòng)式樁基鉆井平臺(tái)重復(fù)就位時(shí)滑移的計(jì)算和分析[J].中國海洋平臺(tái)，1999，17(3)：17-22.

[2] 刑延.自升式鉆井船重返井口作業(yè)的地基問題[J].中國海上油氣(工程)，1989，1(4)：29-35.

[3] 葉洪東，要明倫.移動(dòng)式鉆井平臺(tái)重復(fù)就位安全距離計(jì)算與分析[J].中國海洋平臺(tái)，2000，15(1)：28-32.

Analysis on Positioning in the Jack-up Reentry to the Wellhead Platform

PAN Yi-yong, QI Heng-zhi

(Pengbo Operation Company of CNOOC Limited Tianjin，Tianjin 300457,China)

In this paper, positioning in the Jack-up reentry to the wellhead platform in Bohai Oilfield was analyzed. Based on reseach for drilling way of high-dentist directional well platform in Bohai oilfield, some difficulties and shortage in the Jack-up reentry to the wellhead platform was discussed. The author put forward the more rational way of drilling than ever. It not only be beneficial to development and adjustment in Bohai oilfield，but also apply important reference for offshore engineering designer.

jack-up rig with cantilever; adjustment well; original leg hole

2014-01-12

潘億勇(1973-)，男，高級工程師。

1001-4500(2015)02-0001-03

TE52

A