半潛式鉆井平臺水下井口扶正技術及其現場實踐

邵詩軍 趙寶祥 羅 鳴 陳浩東 徐一龍

（1.中海石油（中國）有限公司湛江分公司；2.中海油能源發展股份有限公司監督監理技術公司）

半潛式鉆井平臺水下井口扶正技術及其現場實踐

邵詩軍1趙寶祥2羅 鳴1陳浩東1徐一龍1

（1.中海石油（中國）有限公司湛江分公司；2.中海油能源發展股份有限公司監督監理技術公司）

半潛式鉆井平臺水下井口的穩定性對整個鉆井作業的安全及順利施工至關重要，井身結構、表層固井質量、海況條件等是主要影響因素，其中任何一個出現問題都會導致水下井口失穩，造成水下井口嚴重偏斜甚至井眼報廢。在井眼發生偏斜后，為了減少經濟損失和恢復正常作業，需要糾正偏斜的水下井口。文中闡述了南海西部油田YC13－8－1井水下井口扶正施工的作業程序、工藝特點及注意事項。通過該井水下井口的扶正施工，摸索出了一套成功解決水下井口偏斜的技術，可為今后海洋鉆井工程類似事件的處理提供技術參考。

半潛式鉆井平臺 水下井口 井口扶正 現場實踐

目前南海油氣勘探作業主要采用半潛式鉆井平臺，平臺通常采用水下井口系統。由于水下井口與防噴器（BOP）組和隔水導管系統連接，如果水下井口發生偏斜，將對整個水下系統造成嚴重影響，進而影響到整個鉆井作業的效率與安全。

要使水下井口發生偏斜后能夠恢復正常作業，需要糾正井口位置，但目前國內外沒有類似成功的案例可供參考，因此在現有技術基礎上進行了摸索與實踐，成功地扶正了YC13－8－1井發生偏斜的水下井口，并總結出了一套水下井口扶正技術，可為海洋鉆井中水下井口發生偏斜時糾正井口的施工提供技術參考。

1 水下井口系統特征

水下井口是半潛式鉆井平臺連接BOP組和封隔套管的必備裝置（圖1），且要承受一定的高壓。通常情況下，井口偏斜會導致BOP組側向傾斜而影響井控質量，也會發生扭矩傳遞不到位、偏摩等問題，從而影響到鉆井作業的效率與安全；另外，偏斜度達到2.5°以上的井口頭無法坐封密封總成，不能實現不同井段的分隔，無法解鎖或鎖緊井口連接器，若不能糾正井口，將會導致井眼報廢1）。因此，水下井口的穩定對整個鉆井作業的安全和效率至關重要。

影響水下井口穩定的因素可歸納為以下幾點：

圖1 水下井口系統及BOP組系統

（1）一開井眼井斜過大。較深水域一開鉆井作業受海流等外部環境因素影響很大，若井眼傾斜，則下入表層套管后井口必然偏斜[1]。

（2）套管頭距泥線過高。水下井口系統中，φ762 mm套管頭與導向基板一起下入，為了防止導向基板被水泥固住等問題，套管頭一般在距泥線1.5～2.0 m的位置，而水下BOP組很重，如果井口頭過高，在海流的作用下也會對井口的穩定造成影響2）。

（3）表層套管入泥淺，不足以支撐井口。

（4）表層套管固井質量不合格。

（5）惡劣海況下平臺發生縱橫搖甚至平臺移位等。

2 水下井口扶正原理

半潛式鉆井平臺依靠錨鏈固定平臺位置，平臺移位后可以通過調整錨鏈等措施使平臺恢復到原井位。但是對于水下井口發生偏斜的半潛式平臺，其水下井口處于失穩狀態，調整平臺位置并不能解決問題，需要從以下幾個方面著手：

（1）平臺移動距離的測量。平臺偏斜量和偏斜方位可以通過導向基板水平儀（最大測量度數為5°）得到；但當偏斜量太大時，需要使用測斜儀進行測量得到。如圖2所示，在正常情況下，平臺、隔水導管、BOP組及水下井口處于OA位置，在某種作用下平臺發生移位后，整個水下井口系統會偏移到OA′位置，OA與OA′之間的夾角等于水下井口的偏斜角度，這樣利用簡單的三角函數就可以計算出平臺的移動距離，通過調整錨鏈的長度可使平臺恢復到原位置[2]。

圖2 水下井口與隔水導管位置示意圖

（2）水下井口的扶正。半潛式鉆井平臺與隔水導管系統、BOP組及水下井口由上自下連接在一起，整個系統在BOP組上部存在撓性連接且撓曲度有限，而BOP組重量大，如果單純調整平臺位置以扶正水下井口，勢必要使用較大的橫向力才能拉動井口頭，而這樣就對隔水導管系統施加了一個較大的橫向剪切力，易造成隔水導管系統損傷。因此，需要采取過提BOP組重量和移動平臺位置，進而扶正水下井口。

（3）水下井口的加固。發生偏斜的水下井口處于失穩狀態，即使通過調整平臺位置等措施能使整個系統恢復到滿足作業的狀態，但作業中風浪流的作用仍將會使其發生偏斜且更加嚴重。因此，需要對糾正的水下井口進行加固，這樣才能使糾正的水下井口安全完成后續作業。

3 現場實踐

南海西部油田的YC13－8－1預探井由半潛式鉆井平臺承鉆，井位水深85 m，一開φ762 mm隔水導管入泥65 m，二開φ339.7 mm套管下深779 m，鉆φ317.5 mm井眼至2851 m時受土臺風（南海海域生成的臺風）“米克拉”的影響，現場防臺工作準備不到位，未起出隔水導管連接器，導致隔水導管、BOP組及水下井口系統發生嚴重偏斜。臺風給鉆井作業造成了下列問題：

（1）在臺風期間，平臺3號、4號隔水導管張力繩從支撐環枇杷頭處被拉脫開，阻流鵝徑管撞擊園井甲板門橫梁導致變形，伸縮節傾斜后磨損轉噴器球接頭致使球接頭密封損壞；

（2）ROV下水觀察，導向基盤和BOP組水平儀水銀球均偏到右前邊緣，偏斜度超過5°。

水下井口的偏斜給后續鉆井作業造成了極大的困難，主要體現在以下幾個方面：

（1）水下井口不正時，若繼續鉆井作業，鉆具會嚴重磨損防噴器內腔、撓性接頭和井口頭；

（2）φ476.3 mm 井口內徑為473.1 mm，φ244.5 mm套管掛外徑為463.3 mm，兩者之間間隙很小，在這種狀況下無法下φ244.5 mm套管到位，也無法坐封密封總成；

（3）由于BOP組及隔水導管系統部分組件受損，需要起出BOP組進行檢修，在這種狀態下無法解鎖井口連接器，不能起出BOP組。

鑒于這種狀況，經過一系列分析之后，決定在該井嘗試糾正水下井口，具體流程如下：

（1）測算船體漂移位移和方位。下測斜鉆具測得BOP組及井口頭處實際偏斜達8.0°，平臺鉆機轉盤面中心水平位移達15 m，漂移方位為290°（圖3）。

圖3 受強風襲擊后南海二號錨鏈分布平面示意圖

（2）由于水下BOP組近130 t的重量坐于井口頭上，因此采取鎖定伸縮節、過提BOP組懸重的方法并結合調整船位糾正水下井口。鉆臺逐漸增加過提量，同時ROV下水觀察導向基板水平儀變化，逐步調整船位，經過糾正，導向基板水平儀示數回到前2°。為了檢驗糾正后的井口的穩定性，現場施加25 t的力于井口頭上，觀察水平儀示數無變化。

（3）考慮到偏斜2°的水下井口能夠滿足后續作業的要求，因此解鎖井口連接器，起出BOP組進行檢修，同時為加固水下井口創造條件。

（4）在檢修BOP組期間，注水泥塞加固井口。ROV下水觀察發現導向基板水平儀又回到前2.5°，說明井口依然處在不穩定狀態。因此，采取現場下入光鉆桿，穿過導向基板艏艉方向的兩個導向孔，分別在表層隔水導管外圍大排量沖出一個5 m深的坑，然后分別在坑內注入20 bbl密度1.90 g/cm3的水泥漿，確?？颖凰嗵顫M。

檢修完BOP組后，重新下入BOP組，成功鎖緊井口連接器，對各個部件以及整個水下井口系統進行試壓，合格后恢復正常鉆井作業。后續鉆井作業狀況為：

（1）在下φ244.5 mm套管到位后，固井前試脫手送入工具，最大扭矩達到16 k N·m仍不能轉動管柱（正常情況下達到1.3 k N·m即可），起出工具地面檢查正常，分析認為是由于井口仍存在微量偏斜導致工具憋住無法脫手。重新下到位，向原井位方向繼續移船后，試脫手工具成功，固井后順利脫手、坐封密封總成，試壓合格。

（2）在后續作業中，ROV下水檢查發現隔水導管周圍注的水泥塞面有裂紋，說明水泥塞承受了一定的側向力，起到了穩定井口的作用。此后，該井鉆井作業順利完成。

4 結論與建議

（1）半潛式鉆井平臺作業中水下井口的穩定性是關鍵，井口失穩很有可能會導致作業中復雜情況的發生，甚至會使井眼報廢。

（2）對于發生偏斜的水下井口，通過觀察或者測量得出井口的偏斜角度，測算出平臺的移位距離，進而通過過提BOP重量、結合調整錨鏈移船進行扶正，在此基礎上再對水下井口進行加固，這樣即可繼續完成后續作業，減少工程損失。

（3）水下井口扶正后，在隔水導管旁注水泥塞加固井口，這是穩固水下井口的有效方法。

（4）水下井口穩定非常重要，因此要合理設計井身結構，施工中要保證合適的井口頭高度，保證表層套管的固井質量；還要加強對異常天氣的預報能力，半潛式鉆井平臺在應對臺風時要盡量起出（或解鎖）井口連接器，以避免造成不必要的損失。

[1] 邵詩軍，牟小軍，婁來柱，等.半潛式鉆井平臺在惡劣海況下的一開技術[J].石油鉆采工藝，2010，32（3）：1－3.

[2] 賈慧榮，何炎平，譚家華.南海2號半潛式平臺深水改造方案完整穩性研究[J].中國海洋平臺，2004，19（2）：42－45.

The underwater wellhead centering technology and its application on the semi－submersible drilling platform

Shao shijun1Zhao Baoxiang2Luo Ming1Chen Haodong1Xu Yilong1
（1.Zhanjiang Branch of CNOOC Ltd.，Guangdong，524057；2.CNOOC Energy Technology ＆ Services－Supervision ＆Technology Co.，Guangdong，524057）

The stability of subsea wellhead is very important for safe and successful drilling operation on semi－submersible drilling platform and would be influenced mainly by the factors，well structure，cement job quality of surface level and oceanic condition，etc.The failue of any factor mentioned above could damage the stability of subsea wellhead and cause the subsea wellhead inclined severely and wellbore abandoned.In order to reduce the economic loss and resume the normal operation after the well hole is inclined，it is neccessory to center the inclined subsea wellhead.This article describes the job procedure，technologic characteristics and notabilias for subsea wellhead centering of YC 13－8－1 well in the west of the South China Sea.Through the practical operation，a set of subsea wellhead entering techology has been obtained and it can be referred on similar trouble removal in the future offshore drilling.

semi－submersible drilling platform；subsea wellhead；wellhead centering；field application

邵詩軍，高級工程師，1995年畢業于原江漢石油學院鉆井工程專業，現主要從事海洋鉆井工藝技術的研究與管理工作。地址：廣東省湛江市坡頭區南調路22號中海石油（中國）有限公司湛江分公司鉆完井部（郵編：524057）。電話：0759－3901755。E－mail：shaoshj＠cnooc.com.cn。

1）VETCOGRAY.SG－5/SG－5XP Subsea wellhead system operating and service manual.2005.

2）劉正仁，肖玉昆，李士安，等.海洋鉆井手冊.1996.

2010－11－12改回日期：2011－04－30

（編輯：崔護社 孫豐成）