南海深水钻井表层导管喷射作业实践.pdf

石油天然气学 报 江汉石油学院学报2 0 1 4 年 9 月 第 3 6 卷 第 9 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I S e p ． 2 0 1 4 V o 1 ． 3 6 N o ． 9 南海深水钻 井表层导管喷射作业实践 陈彬 ，刘 正礼 ，罗俊丰 姜清兆 ，王跃 曾 中海石油 中国有限公司深圳分公司， 广东深圳 ’ 。 。 。 [ 摘 要] 深水钻井表层 导管 喷射就是在钻 井的过程 中边钻孔边完成 导管下入 ，导管下入到 位后无 需固井作 业 。结合 中海油在 南海 白云、流花、荔湾 区块 的成功实践 ，介绍 了在深水进 行导管 喷射施工 的风险分析 、 作 业准备 、作 业方法和风险防范等措 施。深水 导管 喷射钻 井技 术 能够有效地 规避 常规钻 孔、下导 管、 固 井 的作 业风 险，且能显著节约钻机 占用 时间，降低成本 ，具有推广应用 的价值 。 [ 关键词] 深水钻井 ；表层导管 ；喷射 ；风 险分析 ；作 业方 法 [ 中图分 类号]TE 2 4 8 [ 文献标 志码]A [ 文章 编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 4 0 9 0 1 0 9 0 4 L H2 ．9 2 一 A井 、L W6 1 一 B井、B Y1 3 - 2 一 C井 以及 L W2 1 1 一 D超深水井是中海油在南海布置 的首批 自 营深水井 ，也是国内自主设计建造 的第六代深水半潜式平 台海洋石油 9 8 1 HYS Y9 8 1 承钻 的第一批 井 。这 4口井的 9 1 4 ． 4 mm表层导管全部采用喷射钻井方式下入 ，导管喷射施工获得成功 ，在后续作 业 过 程 中井 口无下 沉失 稳 现象 ，为 我 国后 续深 水井 表层 钻井 作业 积 累 了宝贵 的作业 经验 。 1 作业准备 1 ． 1 前 期 的科学 设计 环境条件和地质灾害分析 作业者经过大量勘探、研究工作获取了施工区域环境条件和地质灾害分 析资 料 ，根据 地质 信息 、土壤资 料及 导 管 强 度 校 核 ，确 定 了导 管 喷射 钻 进 的人 泥 深 度及 井 口头 出泥 高 度。对浅层气 、浅层水等地质灾害和施工环境进行 了详尽的分析和验证 。 喷射钻井设计 包括水下井 口结构、导管串结构及 强度校核 、钻具组合、钻头伸 出导管鞋外的距 离 、井 口头 出泥高 度 、钻井 参数 和施 工程 序等 。 1 ． 2周 密 的后 勤 准备 导管 的准 备 和切割 在 陆地 钻前 准备 工作 期 间 ，作 业者 组织 钻井 监督 、定 向井 工程 师 、井 口工程 师 等相关人员对 9 1 4 ． 4 mm导管长度进行精确测量 ，根据钻井设计和钻具 配长在陆地完成导管鞋 的切割 和预 处理 。 配长接头 准备用于钻具配长的各种长度 的接头、钻铤等工具共计 4 0多件 。 泥浆类型、泥浆材料 准备足够 的稠浆泥浆以清洗井眼和应急压井 ，准备大量加重泥浆材料 以应对 意外钻遇浅层气、浅层水流时采取动态压井钻进。 1 ． 3现 场精 细准 备 喷射钻具预接 在下导管前 ，将钻具组合预接并立于钻台 ，完成对导管、钻头的各种标记标示 。 钻井设备检查 对顶驱 、钻井绞车等各类关键设备进行检查 ，排除一些潜在的隐患 ，确保设备运转 良好 。 钻柱井 口配长 根据水深及喷射导管深度 ，做好钻柱的井 口配长 ，尽量减少喷射期间停泵接立柱时 间和 接立 柱次 数 。 [ 收稿 日期]2 0 1 40 3 1 2 [ 作者简介]陈彬 1 9 8 3一 ，男 ，2 0 0 6年长 江大学毕业 ，硕士 ，工程师 ，现主要从事海洋深水钻完井技术研究及管理工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石 油天 然气 工程 2 O 1 4年 9月 井 口定位 平台到位后，根据设计初步确定水下井 口位置。水下机器人 R OV放置井 口定位标 。 2 风险分析及防范措施 2 ． 1 导管倾 斜 度控 制 风险分析 导管倾角过大 ，可能导致后期水下防喷器 B O P 、采油树等和井 口之 间的密封、安装 存在问题 ；也可能导致下套管等大尺寸工具遇阻等复杂情况 。按照钻井作业标准，导管倾斜角宜控制在 1 ． 5 。 以内 。 防范措 施 避免 在 风 浪大 、潮 涌 大 的情 况 下 进 行 喷 射 钻 进 作 业 ；开 钻 前 确 保 牛 眼读 数 小 于 0 ． 5 。 ； 前 1 0 ～ 2 0 m 尽量 采用 低钻 压钻进 、稍高 排 量钻 进 ，避 免 在 软地 层 过 多 活动 钻 具 ；整 个 喷射 钻 进 过 程 中 保持钻压最大不高于 8 0 人泥钻具和导管的浮重口 ] 。 2 ． 2 导管黏 卡 风险分析 导管卡钻导致导管报废、井位报废 。 防范措施 确保所有设备 、钻井工具处于良好的状态；喷射钻井期间，司钻始终保持井下管串处于 可活动状态 ，严禁管 串长 时间静止 ，防止 吸附卡钻 ；向下喷射钻进时 ，如果机械钻速 R OP较低 ， 应考虑及时活动井下管串；密切关注上提、下放管 串摩阻的变化 。如果摩阻接近或大于钻进所需钻压 ， 活动导管串直到摩阻降低再继续钻进 ；在土壤强度可承受 的情况下 无导管外窜流 ，尽量采用大排量 钻 进 ；准备 足够 的稠 浆 ，定 期采 用稠 浆清 扫井 眼 ，防止沉 砂 卡钻 ；接立 柱前 先用 稠浆 清洗 导管 与钻 具环 空 ，充 分活 动井 下管 串后 ，再快 速接 立柱 ，减 少接 立柱 时 间 。 2 ． 3 导 管外 窜流 风 险分 析 井 口报 废 ；导管 倾角 大 ；导管下 沉 。 防范措施 开钻时采用低排量钻进，连续不停地将导管迅速下入地层 ，直至有钻压显示；当有钻压 显示 后 ，根 据入 泥深度 逐渐 提 高排量 ；R OV 监测 井 口附 近海床 是否 有窜槽 的预兆 现象 出现 ；若 有窜 流 ， 则降低排量 ，加大钻压将导管迅速下入；如果窜流厉害 ，井 口周围明显坍塌 ，则拔出导管 ，在备用井眼 重新喷射钻进。 2 ． 4 导 管堵 塞 风 险分 析 无 法继 续 喷射钻 进 ；导管倾 角 大 。 防 范措施 防止沉 砂 阻塞导 管 内部 ；采 用大 尺 寸钻头 防止 钻头 偏斜 ，一 般钻 头尺 寸不 能小 于 1 ／ 2导 管直 径 ；导管 内采 用大 的扶正 器 协助 钻 具 居 中 ；确 保 钻 压 不超 过 8 O 入 泥 导管 和 钻 具 的浮 重 ；严 禁 不 开泵 下压 管 串 。 2 ． 5 导 管下 沉 风险分析 无法进行后续 的下 B O P及完井作业；重新喷射 ；井 口报废 。 防范措施 喷射钻进到泥线下 4 0 m左右时 ，如果发现地层仍很软，降低排量钻进 ；距设计井深 3 ～ 5 m时 ，降低排量至最低许可排量 2 0 0 0 L ／ rai n 钻进至设计井深 ；保持管串静止 、处 于拉伸状态 ，静 止吸 附 4 h或 更长 ，逐 步释放 拉 力 ，检 查管 具 的吸 附情 况 ；重 复检 测 ，直 到 释放 掉 全 部入 泥 导 管 和钻 具 的浮 重 。 3 深水钻井表层导管喷射实例 2 0 1 2年 3月 ，中海 油 自营深 水 钻 井 项 目正 式 实 施 ，在不 同 深水 区域 先 后 成 功 钻 探 L H2 9 2 ～ A 井 、 L W6 一 卜B井 、B Y1 3 2 一 C井 以及 L W2 1 1 一 D井等 ，这 些井 的喷射 钻井 作 业 都顺 利 安 全 实 施 ，为 预 防导 管 下 沉 ，水 下 低压井 口头上都 安 装 了泥 面支 撑 板 Mu d Ma t 。这 4口井 的表 层 导管 喷射 钻 井 参 数 如 表 1 所 示 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油 天然 气工程 2 o l 4年 9月 式所需特殊导管鞋 、钻井及扩眼、固井及候凝 、钻水泥塞等大型作业风 险，同时也 回避 了海底表层低 温 、软 地层对 下 导管作 业 的影 响 ，极 大地 节省 了作 业时效 引。 在不 占用 钻机 的情 况下对 喷 射钻井 作业 进行 充分 的准 备 ，4口井从 组 合 钻具 作 业 开始 到进 行 下 部井 眼钻进所 占用 的钻机时间分别只有 1 ． 4 0 、1 ． 5 2 、1 ． 3 6 、1 ． 2 d ，高效作业满足 了深水作业 的特殊要求 。 4结论 1 施 T 前期 周密计 划 、精 心准备 是有 效识 别深 水作业 风 险 、确 保 导管 喷射钻 井成 功 的重要 因素 。 2 深水 导管 喷射 钻井技 术 能够有 效地 回避 深水 钻 井 风险 、克 服 深 水钻 井 容 易 出现 的问题 ，达 到节 约钻 机 占用 时间 和成本 的 目的 ，具有 推广 应用 的价值 。 [ 1 ]唐海雄 ，罗俊丰，叶吉华 ，等 3 3 3 1 4 6 ～ 1 5 1 ． E 2 ]徐荣强 ，陈建兵 ，刘 正礼 ，等 [ 参考文献] 南海超深水喷射钻井导管人泥深 度设计方 法 [ J ]．石 油天然气学 报 江 汉石油学 院学报 ，2 0 1 1 喷射导管技术在深水 钻井作业 中的应用[ J ]．石油钻探技术 ，2 0 0 7 ，3 5 3 1 9 ～2 2 ． [ 编辑] 帅群 上 接 第 1 O 8页 2 韧 性 水泥 浆体 系具有 良好 的稠 化 、失水 、强 度 、稳 定性 ，能够 满足 小井 眼 固井 需 要 。 3 韧性 水泥浆 具 有更好 的抗 冲击 强度 和抗 拉伸 、剪 切 强度 ，水 泥 石 经 过 2次 射 孔评 价 依 然 保持 着 完整 性 ，充分 说 明该水 泥浆 体系 具有优 异 的柔韧 性 。 4 韧 性水 泥浆 体 系具有 良好 的稠 化性 能和 柔韧 性能 ，能 够保证 泵送 安全 以及 增产 措施 的顺 利 进行 ， 有效 延长 油气 井 的寿命 ，具 有很 好 的发 展前 景 。 本文属 中海石油 中国有限公司综合科研项 目 “ 单通道井钻完井关键技术研究”产出论文。 [ 参考文献] [ 1 ]孟庆拥 ，秦 文革 ．小井眼 固井工艺技术研究及 现场应用口]．石油天然气 学报 江汉石 油学 院学报 ，2 0 0 5 ，2 7 2 2 1 7 ～2 1 8 E 2 ]王文斌 ，马海忠 ，魏周胜 ，等 ．长庆苏里格气 田欠平衡及小井眼 固井技术 E J ]．钻井液与完井液 ，2 0 0 6 ，2 3 5 6 4 ～6 6 ． [ 编辑] 帅群 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m