摘要：在海洋鉆井作業(yè)過(guò)程中，隔水導(dǎo)管承載力對(duì)于鉆完井作業(yè)安全具有重要意義。本文提出了隔水導(dǎo)管承載力計(jì)算模型和最小入泥深度計(jì)算模型，并以錦州25-1S油田為工程實(shí)例，分析了該油田隔水導(dǎo)管的承載力和最小入泥深度，研究成果能夠?yàn)樵摰貐^(qū)今后的鉆井作業(yè)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)，從而保證海上鉆完井施工作業(yè)的安全。

關(guān)鍵詞：隔水導(dǎo)管；承載力；入泥深度

1 引言

海上鉆井隔水導(dǎo)管是從海上鉆井平臺(tái)下到海底淺層的套管，主要功能是隔離海水、形成鉆井液循環(huán)通道，同時(shí)作為海上鉆井井口的持力結(jié)構(gòu)。在海上石油的勘探開(kāi)發(fā)中，鉆井隔水導(dǎo)管的入泥深度對(duì)于整個(gè)石油的勘探、開(kāi)采起著重要的作用。因此對(duì)待開(kāi)發(fā)油田開(kāi)展隔水導(dǎo)管承載力和入泥深度研究具有十分重要意義，不僅可以杜絕海上鉆井工程的盲目性，還可以提高施工作業(yè)安全系數(shù)和作業(yè)時(shí)效。

2 隔水導(dǎo)管承載力和入泥深度分析模型

2.1 隔水導(dǎo)管承載力計(jì)算模型

在隔水導(dǎo)管打入到海底土中，當(dāng)海底土對(duì)隔水導(dǎo)管的阻力等于或超過(guò)壓導(dǎo)管載荷時(shí)，導(dǎo)管貫入就會(huì)停止。地基土的性質(zhì)、壓導(dǎo)管載荷的大小和導(dǎo)管的尺寸是決定導(dǎo)管插入深度的關(guān)鍵因素。

隔水導(dǎo)管承載力計(jì)算模型：

式中： —隔水管樁側(cè)壁摩阻力， ； —隔水管樁端阻力， ； —隔水管樁側(cè)壁表面積， ； —隔水管樁底部截面積， ； —隔水管樁側(cè)壁單位摩擦力， ； —隔水管樁底部單位極限阻力， 。

2.2 隔水導(dǎo)管入泥深度計(jì)算模型

鉆井隔水導(dǎo)管的軸向受力大致由四部分組成：隔水導(dǎo)管上部井口載荷、底部阻力、自重和側(cè)壁摩擦力。

由隔水導(dǎo)管軸向力分析可得隔水導(dǎo)管最小入泥深度為：

式中， ―隔水導(dǎo)管的外經(jīng)，m； ―隔水導(dǎo)管的壁厚，m； ―導(dǎo)管鋼材的密度，t/m3； ―隔水導(dǎo)管在鉆井液中的浮力系數(shù)； ―隔水導(dǎo)管的側(cè)壁單位摩擦力，t/m2； ―泥面以上隔水導(dǎo)管的長(zhǎng)度，m； ―泥面以下隔水導(dǎo)管的下入深度，m。

3 錦州25-1S油田工程現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目基本情況

錦州25-1S油田采用Φ610x25.4mm隔水導(dǎo)管進(jìn)行作業(yè)，海底淺層土質(zhì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 錦州25-1S油田海底淺層土質(zhì)參數(shù)

3.2 隔水導(dǎo)管承載力和最小入泥深度計(jì)算結(jié)果

利用隔水導(dǎo)管承載力分析模型和海洋土質(zhì)調(diào)查結(jié)果，計(jì)算得出隔水導(dǎo)管承載力曲線，如圖1所示。通過(guò)隔水導(dǎo)管最小入泥深度計(jì)算模型，計(jì)算得出隔水導(dǎo)管最小入泥深度45.0m。

圖1 錦州25-1S油隔水導(dǎo)管承載力曲線

4 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)隔水導(dǎo)管承載力的分析研究，建立了隔水導(dǎo)管最小入泥深度計(jì)算模型。

（2）針對(duì)錦州25-1S油田海底淺層土質(zhì)資料，采用建立的計(jì)算理論，得出了隔水導(dǎo)管承載力曲線和最小入泥深度計(jì)算結(jié)果，該成果將為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)提供指導(dǎo)，保證作業(yè)安全。