尼日利亞DP—J井位新勝利一號平臺就位施工探討

摘 要：中石化集團與尼日利亞石油勘探開發(fā)合作是響應國家“一帶一路”倡議的重要舉措，新勝利一號平臺在尼日利亞即將施工的DP-J井是海上石油合作的第一口井，本文探討的是其就位施工，其成功實施將關(guān)系下一步勘探開發(fā)的開展規(guī)模。

關(guān)鍵詞：新勝利一號；DP-J井；就位

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.104

“一帶一路”既是促進中國經(jīng)濟發(fā)展的重要舉措，也是中國深度融入世界經(jīng)濟體系的有效途徑，為中央企業(yè)“走出去”提供了新的重大歷史機遇。中石化深耕非洲石油發(fā)展，把尼日利亞DP石油合作項目作為中國和非洲的發(fā)展與合作的重點進行拓展。DP-J井是中石化新勝利一號平臺在尼日利亞即將施工的第一口井，但其淺地層松軟，必須進行必要的地基處理才能滿足就位施工。

1 新勝利一號平臺性能和DP-J井情況

新勝利一號平臺為3樁腿平臺，樁腿長度82m，直徑3.5m，樁靴形狀是正八邊形、面積109.6m?、直徑11.5m、高度1.97m，最大單樁支撐載荷5316t，預壓狀態(tài)下最大預壓荷載39171kN，作業(yè)水深50m。

由上述分析可見：DP-J井場新勝利一號平臺在39.2MN的最大預壓載下，樁靴最大截面入泥深度在第二層13.5米位置處，單樁極限承載力達到401.02MN，不會發(fā)生刺穿，滿足平臺承載力安全要求。

2 新勝利一號平臺就位可行性分析與土質(zhì)改善處理方案討論

2.1 就位可行性分析

新勝利一號需要靠近DP-J井位導管架平臺就位作業(yè)，受DP-J井位水深（29m）、導管架平臺出水高度（28m）等限制，平臺樁靴最大入泥深度僅能保證最大為7m左右，此時樁靴位于第一層粉質(zhì)粘土層中，土質(zhì)承載力明顯不能滿足要求。所以，在目前狀況下新勝利一號平臺不能在DP-J設計井位就位施工。

2.2 土質(zhì)改善處理方案討論

土質(zhì)改善處理就是考慮如何通過工程措施改良樁腳下土質(zhì)工程特性，使土質(zhì)狀況滿足平臺就位作業(yè)要求，即在DP-J井位樁腳處進行地基處理。

2.2.1 袋裝碎石或粗砂墩置換處理方案

平臺就位，進行預插樁作業(yè)，樁腳入泥13-14m左右拔樁，移走平臺。在形成的樁穴處投放袋裝碎石或粗砂至距海底面2-3m，而后平臺就位，在原樁穴處插樁升船作業(yè)。

（1）采用袋裝碎石或粗砂可以盡可能降低13.5m深以上粉質(zhì)粘土不排水抗剪強度僅為2kPa，無法對砂石體有“握裹”作用的影響，保證投放的砂石能夠保持一定形態(tài)。借助袋裝碎石或粗砂自身壓密和摩擦力作用可形成似柱形堆體。國內(nèi)研究與工程實踐表明，采用砂石樁工法進行地基處理，要求處理飽和軟粘土層不排水抗剪強度要不小于15kPa。

（2）袋裝碎石或袋裝粗砂總量預計。109.6m2×12m×3=3945.6m3，考慮投放散落損耗、側(cè)向擠出、自身壓密等因素（按30%計），預計袋裝碎石或袋裝粗砂總量5600 m3。

（3）袋裝碎石或粗砂單體體積大一些，可有較好的觸底作用及防止側(cè)向擠壓量過大作用。

（4）考慮升船作業(yè)，船體距離海面較高（≥28米），風荷載、鉆進平臺震動會對“袋裝碎石墩”或“袋裝砂墩”產(chǎn)生一定影響，所以要嚴格控制袋裝碎石或粗砂投放質(zhì)量。

投放時用測深儀控制投放高度。

投放袋裝碎石或粗砂完畢采用淺地層剖面儀進行探測，了解袋裝碎石或袋裝砂體狀態(tài)，檢測投放效果。

為保證袋裝碎石或粗砂能夠準確投入樁穴內(nèi)、降低損耗，投放需要有導向裝置。

（5）上述方案成功與否關(guān)鍵是要通過土質(zhì)置換形成密實程度較高的“袋裝碎石墩”或“袋裝砂墩”，所以在平臺二次就位插樁作業(yè)后要有一定觀測時段。

2.2.2 直接在海底投放砂石方案

根據(jù)DP-B、SYMP等井位土質(zhì)調(diào)查資料，推測13.5m深以上粉質(zhì)粘土不排水抗剪強度僅為2kPa，相當于浮泥、流泥～淤泥，投放砂石會直接沉入其中，不但會造成投放砂石量不可預計，而且不能在插樁位置形成砂石墩，也不能保證樁靴最大入泥深度為7m左右。

該方案不確定性因素較多，方案實施效果難以預期。

3 總結(jié)

（1）DP-J井位15m深度內(nèi)土質(zhì)工程參數(shù)，特別是不排水抗剪強度參數(shù)與垂向變化對于選擇處理方案、估算投放量至關(guān)重要。

（2）必須明確平臺的艏向及各樁就位的精確位置，在投放作業(yè)和平臺就位時必須精確導航定位。

（3）要在投放袋裝碎石或粗砂完畢后采用淺地層剖面儀進行探測，以了解投放體的狀態(tài)、檢驗投放效果。

（4）平臺在插樁壓載時，一定要緩慢預壓，動壓和靜壓交互進行。

（5）平臺鉆井作業(yè)施工過程中，一定要密切觀察平臺的穩(wěn)性，嚴格按照平臺操船手冊的要求進行規(guī)范操作。大風期間和上料減載時應更加關(guān)注。

參考文獻：

[1]董星亮等.海洋鉆井手冊[M].石油工業(yè)出版社，2011，02（01）.

[2]GB/T 17503-2009.海上平臺場址工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

作者簡介：黃忠平（1971-），男，湖北潛江人，碩士，注冊測繪師，高級工程師，副經(jīng)理，主要從事海洋石油工程勘察測繪工作。