【正文】 中撤離； ? 油管懸掛器與測試樹的緊急脫離； 測試作業(yè)的限制條件每一口井都不一樣，取決于鉆井隔水管的直徑，完井測試設(shè)備的尺寸，需要進(jìn)行具體分析；由測試的限制條件，通過分 析計(jì)算可得到測試作業(yè)的作業(yè)窗口。 ② 停止鉆進(jìn)的限制條件如下： ? 柔性接頭的轉(zhuǎn)角不超過柔性接頭本身允許的最大轉(zhuǎn)角的 90%； ? 隔水管與導(dǎo)管的等效應(yīng)力 屈服應(yīng)力； ? 接頭的能力滿足要求 (如 隔水管下部連接總成、井口連接器等 )； ? 不出現(xiàn)與鉆井平臺碰撞； ? 沖程 – 不超過伸縮節(jié)與張力器極限。2 o，最大 177。 3）鉆井裝置的允許位移（ offset）要求 鉆井的允許 位移要求是錨鏈及定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足所作業(yè)海區(qū)的允許作業(yè)的海流流速剖面極限、允許作業(yè)的特定環(huán)境下與海流匹配的相應(yīng)波高極限和允許作業(yè)的 與海流方向一致鉆井裝置位移極限，同時(shí) 應(yīng) 考慮。鉆井工況接頭轉(zhuǎn)角要求如下： ? 上部柔性接頭轉(zhuǎn)角 2 度； ? 下部柔性接頭轉(zhuǎn)角 2 度。若發(fā)現(xiàn)分析結(jié)果達(dá)不到要求，需要對隔水管柱進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或升級張力器系統(tǒng)。 4）隔水管張力分析 隔水管的張力是隔水管選型和作業(yè)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)之一，隔水管系統(tǒng)的張力分析是隔水管柱設(shè)計(jì)分析和計(jì)算的基礎(chǔ)。 ? 隔水管的設(shè)計(jì)或任何作業(yè)時(shí)，應(yīng)盡可能避免浮力隔水管所處的位置處于波浪作用區(qū)，有助于減小隔水管的橫向載荷。 3） 使用浮力隔水管的注意事項(xiàng) ? 設(shè)計(jì)時(shí)， 避免放置在高流速區(qū)、靠近水面附近，以減小隔水管的橫向載荷，從而減少隔水管的彎曲。確定浮力系數(shù)后，則可根據(jù)每個(gè)單根需要的浮力確定浮力塊的直徑。 當(dāng)隔水管處于懸掛狀態(tài)時(shí)，配備的浮力塊應(yīng)使隔水管柱不出現(xiàn)受壓狀態(tài)。 2） 浮力塊配置的要求 浮力塊的配置方案有兩種：一種是配置不同水深等級的浮力塊，不同的水深采用不同水深等級的浮力塊，在使用之前，要確認(rèn)每個(gè)浮力塊的水深等級，第二種是配置同一種水深等級的浮力塊 (按 照最深的水深等級配置 )，這種配置的優(yōu)勢在于可以根據(jù)需要將隔水管單根輪換使用，以提高隔水管的使用壽命。通常校核計(jì)算可參照規(guī)范 APIRP2RD進(jìn)行。隔水管配置的主要內(nèi)容及其相關(guān)內(nèi)容包括： 1）導(dǎo)管設(shè)計(jì)：確定導(dǎo)管壁厚、直徑以及下入深度等； 2）隔水管串使用設(shè)計(jì)：評價(jià)已有隔水管的適應(yīng)性及確定相關(guān)的配置，如隔水管的強(qiáng)度與張緊系統(tǒng)的張力是否能滿足要求，需要配置多少浮力塊，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行隔水管疲勞壽命預(yù)測、優(yōu)化鉆井作業(yè)窗口、確定檢測及作業(yè) 監(jiān)測方案； 3）安裝過程設(shè)計(jì)：進(jìn)行隔水管、導(dǎo)管及套管等安裝過程的分析，確定最佳的安裝作業(yè)窗口及安裝管串配置。 ? 最好配備有監(jiān)測隔水管的張力、轉(zhuǎn)角、隔水管底部張力及海流剖面等關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)測的監(jiān)測系統(tǒng)，推薦選擇具有隔水管管理系統(tǒng)的隔水管。 鉆井手冊 11 ? 應(yīng)使用半自動化或自動化進(jìn)行隔水管的存儲、裝卸以及壓力測試。 表 722 MR6E 隔水管接頭規(guī)格 (5)節(jié)流和壓井管線， (41/2)增壓管線以及 (27/8)液壓管線 外徑 () 內(nèi)徑 (2) () 長度 () 重量 (1) ( 2,510 lbs) 調(diào)節(jié) 螺桿數(shù)量 6 上扣扭矩 (950 ft. lbs) 說明 : (1)該重量包含附屬管線的重量 (2)該內(nèi)徑以主管壁厚 ( )為準(zhǔn)得出 （ 2） 隔水管選擇的其他要求 ? 隔水管單根長度選擇應(yīng)盡量選擇長的隔水管，通常選擇 （ 75ft）以上。隔水管接頭級別與張力如下表 721所示。深水鉆井應(yīng)盡可能的選擇快速接頭，以提高作 業(yè)時(shí)效。張力器組是成對配置，并且相對于井口對稱布置。 （ c）隔水管張緊系統(tǒng) 在選擇深水鉆機(jī)時(shí)，需要根據(jù)隔水管所需的張緊力來校核隔水管張緊系統(tǒng)的能力，隔水管所需的最小張緊力計(jì)算是以隔水管柱（包括隔水管內(nèi)的鉆井液）在水中的重量為計(jì)算依據(jù)的。 （ b） 浮力塊 通常深水鉆井隔水管均用浮力塊控制隔水管柱浮重。一旦壓力差達(dá)到了預(yù)定值，閥門自動打開，允許海水進(jìn)入填充隔水管。 (1) 深水鉆井隔水管部件的選擇 （ a）水下填充閥 深水鉆井隔水管須配備水下填充閥，防止可能產(chǎn)生隔水管的擠毀。隔水管系統(tǒng)和防噴器系統(tǒng)安裝效率也須考慮。 2 深水鉆井隔水管選擇與設(shè)計(jì) 深水隔水管需要承受大的張緊力和具有抵抗環(huán)境載荷的能力。 (5) 鉆柱升沉運(yùn)動補(bǔ)償 鉆柱補(bǔ)償裝置的 補(bǔ)償行程、最大靜載荷等須滿足深水環(huán)境下的使用要求，最大靜載荷要求很高，例如 HY981深水鉆機(jī)的補(bǔ)償行程為 （ 25ft），最大靜載荷為 453t()。深水鉆井用的轉(zhuǎn)盤，必須能夠順利通過作業(yè)所用的隔水管（包括外側(cè)包裹的浮力塊）和鉆井工具。 鉆井手冊 9 (3) 轉(zhuǎn)盤靜載荷和開口直徑 轉(zhuǎn)盤開口直徑和靜載荷是轉(zhuǎn)盤的主要參數(shù)。由于處理淺層地質(zhì)危害（如淺層水、氣）、噴射鉆井、以及井下動力鉆具的需要，一般深水鉆機(jī)鉆井液泵的功率 和壓力都要求比較大。 (1) 最大鉤載的限制 深水鉆機(jī)最大鉤載與水深、井深、井眼軌跡、鉆具重量、套管柱重量、水下器具重量、鉆井裝置的運(yùn)動性能等有關(guān)；確定深水鉆機(jī)大鉤載荷承受的載荷時(shí)需要考慮以下工況：（ a）下隔水管 /防噴器、（ b）下套管、（ c）起下鉆桿，在這些工況中，需要考慮三類載荷，即靜載荷、鉆井平臺升沉運(yùn)動引起的動態(tài)載荷以及作業(yè)動載荷。下面就主要鉆井設(shè)備選擇的原則進(jìn)行說明。 (6) 鉆井裝置選擇其它需要考慮的因素 歷史記錄，承包商經(jīng)驗(yàn)與船員的資質(zhì)，檢查維護(hù)和保養(yǎng)，存貨的水平和控制，相關(guān)證書，遵從規(guī)范，升級，平臺和設(shè)備問題，技術(shù) 能力，作業(yè)能力，管理能力，健康安全環(huán)?？刂?，財(cái)務(wù)狀況等。 ③ 生存限制條件 生存限制條件是指在極端環(huán)境條件下保證鉆井裝置自存的最大的風(fēng)、浪和流的組合，必須清楚了什么情況下將發(fā)生災(zāi)難性的事故并采取措施進(jìn)行預(yù)防，這需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐暮r條件，對鉆井裝置的穩(wěn)性進(jìn)行分析，確定鉆井裝置生存的限制條件。需要針對具體的鉆井裝置，根據(jù)過去井位所在海域的氣候 /環(huán)境情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定脫離操作限制條件及環(huán)境的要求。在選擇設(shè)備的時(shí)候必須考慮設(shè)備使用水深、海洋環(huán)境、甲板空間面積，月池設(shè)施的限制，考察操作水下設(shè)備的能力。需要針對具體的鉆井裝置，根據(jù)過去井位所在海域的氣候 /環(huán)境情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定最大作業(yè)限制條件及作業(yè)環(huán)境的要求，并評估出預(yù)計(jì)停工期。 (5) 鉆井裝置的限制條件 鉆井裝置的選擇需要把握三個(gè)限制條件，即鉆井作業(yè)限制條件、脫離操作限制條件、生存限制條件。 （ 4）井別 在鉆井裝置的選擇中，需要考慮井別，勘探井還是開發(fā)井，對于勘探井而言，需要鉆井裝置有較好的適應(yīng)性，機(jī)動性，可變載荷大和自持能力強(qiáng)，以及在極端條件下的仍然具有安全控制能力。為了確定一個(gè)動力定位系統(tǒng)是否滿足鉆井作業(yè)要求，應(yīng)進(jìn)行定位能力分析。為保證錨泊系統(tǒng)的安全作業(yè)，錨泊分析計(jì)算和設(shè)計(jì)必須委托專業(yè)公司根據(jù)最大設(shè)計(jì)條件和最大作業(yè)條件進(jìn)行，對不熟悉海域的還需進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析及制定應(yīng)急程序。 一般可以按照圖 722所示選擇定位方式。 鉆井手冊 6 優(yōu)點(diǎn)： 穩(wěn)定性好 適于惡劣海況 優(yōu)點(diǎn)： 大的可變載荷 機(jī)動性好 圖 721 深水鉆井的半潛式鉆井平臺與鉆井船 錨泊定位的主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省燃油費(fèi)用和作業(yè)可靠性高，主要缺點(diǎn)為： ? 適用水深范圍有限 ? 起 拋錨的時(shí)間長 ? 起拋錨船能力 要求高 ? 可能需要預(yù)拋錨 ? 控制漂移距離困難 (b) 動力定位 動力定位系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： ? 水深適應(yīng)性強(qiáng)，對海床條件無要求 ? 就位、離位效率高，機(jī)動性強(qiáng) ? 無需起拋錨船和拖船，對三用船工作船無特殊要求 動力定位系統(tǒng)的缺點(diǎn)： ? 日租金相對高 ? 耗油量大，操作成本高 ? 不適用于淺水區(qū)作業(yè) ? 維修和定期檢驗(yàn)要求高 ? 存在動力與定位系統(tǒng)失效的風(fēng)險(xiǎn) (c) 定位方式選擇 通常 ,在水深 500米以內(nèi)，采用全鋼絲攬或全錨鏈的錨泊鉆井裝置。 (3) 定位方式 深水鉆井裝置有兩種定位方式，即錨泊定位和動力定位。 ? 鉆井船具有良好機(jī)動性，可變載荷大，存儲容量大 ，較半潛式鉆井平臺易維護(hù)。 (2) 深水鉆井裝置的船型 在選用鉆井裝置時(shí)，應(yīng)根據(jù)作業(yè)需求和環(huán)境條件，對半潛式鉆井平臺和鉆井船（如圖 721）的性能進(jìn)行綜合比較。 (c)大風(fēng)浪與內(nèi)波流區(qū)域 應(yīng)選擇具有防噴器系統(tǒng)自動剪切解脫系統(tǒng)和隔水管抗反沖系統(tǒng)的鉆井裝置。對于高流速的海域，應(yīng)該選擇定位能力更好的鉆井裝置，同時(shí)須對張力器的張緊能力進(jìn)行評估。選擇鉆井裝置時(shí)，首先應(yīng)滿足水深的要求。在選擇鉆井裝置時(shí)，需要依據(jù)作業(yè)海區(qū)的海洋環(huán)境條件對鉆井裝置的運(yùn)動性能、隔水管性能、下防噴器、下套管等作業(yè)過程等進(jìn)行詳細(xì)分析與評價(jià)；確認(rèn)鉆井裝置的設(shè)備性能與特點(diǎn)能否滿足地質(zhì)、環(huán)境和氣候條件的安全要求，主要針對所在海域的氣候、環(huán)境情況 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定最大作業(yè)限制條件及作業(yè)環(huán)境的要求，還必須確保鉆井裝置的生存能力滿足環(huán)境條件要求。深水鉆井裝置按照船型分為半潛式鉆井平臺與鉆井船，按照定位方式分為錨泊定位與動力定位。 (e) 采用 適應(yīng)海底低溫和井底高溫環(huán)境、能抑制水合物的鉆井液體系。 (c) 深水表層導(dǎo)管一般采用 噴射鉆井下導(dǎo)管作業(yè)。 例如：深水鉆井常采用雙作用鉆機(jī)進(jìn)行交叉作 業(yè)， 主鉆機(jī)在進(jìn)行防噴器 /隔水管連接與下入作業(yè)時(shí)，輔鉆機(jī)可以進(jìn)行另一井口的表層鉆井和下表層套管作業(yè)；可將防噴器在水下直接移到下一井口，采油樹或其它模塊也可以在進(jìn)行鉆井的同時(shí)安裝。 （ 2）深水鉆井作業(yè)特點(diǎn) (a) 深水鉆井時(shí)，水下設(shè)備的作業(yè)時(shí)間比常規(guī)水深長，對應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間的要求更為苛刻，主要是 井控和應(yīng)急 撤離。 (c) 長的隔水管，隨著水深增加，深水鉆井所用隔水管越來越長，越來越重，長的隔水管對深水鉆井帶來以下影響：（ a）增加鉆井裝置的負(fù)荷，需要大的甲板空間 與可變載荷，同時(shí)隔水管作業(yè)的時(shí)間與風(fēng)險(xiǎn)增加；（ b）增加鉆井液的用量；（ c）井眼和隔水管清潔困難。 三、深水 鉆井特點(diǎn) 深水鉆井特點(diǎn)主要包括深水鉆井裝置以及深水鉆井作業(yè)方式兩方面： (1) 深水鉆井裝置特點(diǎn) (a) 大型化，甲板可變載荷、平臺主尺度、載重量、物資儲存能力等各項(xiàng)指標(biāo)都向大型發(fā)展，以增大作業(yè)的安全可靠性、全天候的工作能力和長時(shí)間的自持能力。 (4)地層破裂壓力低 海底的沉積巖層形成時(shí)間較短 ，缺乏足夠的上覆巖層，所以海底地 層結(jié)構(gòu)通常是松軟的、未膠結(jié)的。天然氣水合物存在的主要地震標(biāo)志有擬海底反射層（ BSR）、振幅變形（空白反射）、速度倒置、速度 振幅異常結(jié)構(gòu) (VAMP)。 在預(yù)防方面，還應(yīng)考慮防止天然氣水合物在防噴器組和井筒內(nèi)形成，盡可能使用含鹽度較高的泥漿體系，鹽度保持高于 20%，在壓井管線中灌滿乙二醇和泥漿混合液體，停泵后間歇的注入，防止天然氣水合物形成并堵塞防噴器組，如發(fā)現(xiàn)已經(jīng)形成，應(yīng)通過節(jié)流 /壓井管線循環(huán)甲醇溶解天然氣水合物，釋放出來的氣體可以壓回地層或者循環(huán)出來。 (b) 在深水鉆井中，井筒中也具有氣體重新形成水合物的溫度和壓力條件，鉆井液中的水合物一旦形成則會堵塞鉆井液循環(huán)管路或鉆井系統(tǒng)的其他管路，如堵塞防噴器，導(dǎo)致隔水管下部總成與防噴器脫離困難等，也會導(dǎo)致鉆井液失水，影響其性能。其危害主要來源于兩方面：鉆井手冊 3 一方面是地層中的水合物；另一方面是鉆井過程中在井筒內(nèi)形成的水合物。天然氣水合物的存在將對深水鉆井作業(yè)帶來很大的危害。圖 711給出了 與溫度梯度有關(guān)的 天然氣水合物 穩(wěn)定區(qū)圖 示例，該穩(wěn)定區(qū)由假定的水熱梯度、氣與水合物相邊界以及低溫梯度共同確定，在不同的海域天然氣水合物穩(wěn)定區(qū)會有所不同，主要與水深以及水熱梯度有關(guān)。 天然氣水合物在深水鉆井作業(yè)中常常會遇到，而且只要滿足 低溫 (0～ 10176。評估方法包括測井、地質(zhì)模型、反射地震、反演等地球物理方法。在表層鉆井中，淺層水流是最主要淺層地質(zhì)災(zāi)害之一。目前已經(jīng)確認(rèn)四種發(fā)生淺水流的機(jī)理： ① 高壓砂體； ② 誘導(dǎo)儲能，即人為引發(fā)的 地層能量的儲集； ③ 誘導(dǎo)裂縫，即人為引起的地層破裂； ④ 通過固井竄槽傳遞的異常壓力。 深水中通常遇到的海底疏松海床給鉆井作業(yè)帶來很大的困難，特別是對深水鉆井導(dǎo)管和水下井口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工帶來挑戰(zhàn)。 (1) 淺層疏松的地層和不穩(wěn)定的海床 越過大陸架后，水深陡然增加，例如大陸坡區(qū)域，海床的坡度非常大。 在開鉆前考慮颶風(fēng)或者熱帶風(fēng)暴等因素的影響，并在設(shè)計(jì)階段納入應(yīng)急計(jì)劃，對于我國南海而言，特有的內(nèi)波流以及季風(fēng)氣候的影響也須在鉆井設(shè)計(jì)中考慮，要選擇合適的作業(yè)環(huán)境窗口或采取特殊的控制措施和應(yīng)急程序。 (3) 風(fēng)、浪、流等 風(fēng)浪流等環(huán)境條件對鉆井裝置的選擇以及鉆井作業(yè)有重要影響，特別是鉆井裝置定位系統(tǒng)以及隔水管等水下系統(tǒng)。如在低溫下 ,鉆井液的粘度和切力大幅度上升 ,會出現(xiàn)顯著的膠凝現(xiàn)象 , 而且增加形成天然氣水合物的可能性。 選擇深水鉆井裝置、設(shè)備和技術(shù)時(shí)都要進(jìn)行水深校核。 (1) 水深 水深增加，需要更長的隔水管和鉆桿，耗費(fèi)更多的泥漿，更高壓力等級的設(shè)備，隔水管與 BOP的重量和尺寸大大增加，所以必須具有足夠的甲板負(fù)荷和甲板空間以便儲存所有的隔水管、鉆桿、套管以及其他散料等，滿足鉆 井施工要求，更大的作業(yè)設(shè)備，滿足設(shè)備移運(yùn)的需要。目 錄 第一節(jié) 定