陳浩東 黃 熠 羅 鳴 邵詩軍 楊仲涵

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司 廣東湛江 524057)

北部灣地區(qū)探井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及應(yīng)用*

陳浩東 黃 熠 羅 鳴 邵詩軍 楊仲涵

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司 廣東湛江 524057)

陳浩東,黃熠,羅鳴，等.北部灣地區(qū)探井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及應(yīng)用[J].中國海上油氣，2015,27(4)：117-121.

Chen Haodong,Huang Yi,Luo Ming,et al.Optimized design and application of casing program for exploration wells in Beibu Gulf area[J].China Offshore Oil and Gas,2015,27(4):117-121.

北部灣；探井；井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化；隔水導(dǎo)管與表層套管合一；表層套管與技術(shù)套管變徑復(fù)合；降本增效

1 隔水導(dǎo)管與表層套管合一優(yōu)化

假設(shè)：隔水導(dǎo)管下端邊界視為泥面以下6倍樁徑處固支；上部邊界橫向位移約束，軸向自由；橫向上主要受到海風(fēng)、海浪及海流三者作用；軸向上主要受到管柱自重及隔水導(dǎo)管上部張力器對其產(chǎn)生的向上的拉力。隔水導(dǎo)管受力模型如圖1所示。

圖1 隔水導(dǎo)管受力模型圖

表1 北部灣海域海況數(shù)據(jù)

圖2φ508 mm隔水導(dǎo)管位移圖

圖3φ508 mm隔水導(dǎo)管應(yīng)力圖

圖4φ508 mm隔水導(dǎo)管彎矩圖

在隔水導(dǎo)管受力分析基礎(chǔ)上，對其強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行校核。按照中國船級社(CCS)《海上固定平臺入級與建造規(guī)范》[6]，許用應(yīng)力按表4進(jìn)行選取。

表2φ508 mm×12.7 mm隔水導(dǎo)管位移、應(yīng)力及彎矩計算結(jié)果

表3φ508 mm×25.4 mm隔水導(dǎo)管位移、應(yīng)力及彎矩計算結(jié)果

表4 D36鋼材許用應(yīng)力取值

注：D36鋼材的最小屈服強(qiáng)度取355 MPa。

2 表層套管與技術(shù)套管變徑復(fù)合優(yōu)化

北部灣地區(qū)淺層為常壓地層(壓力系數(shù)維持在1.0左右)，地層成巖隨著井深的增加而逐漸轉(zhuǎn)好，新近系燈樓角組、角尾組及下洋組井壁較為穩(wěn)定，不易發(fā)生坍塌縮徑等井下復(fù)雜情況，而且淺部地層采用海水般土漿鉆進(jìn)，配以合適鉆頭有效提高機(jī)械鉆速，減少地層受海水浸泡時間，因此井壁失穩(wěn)問題[7]得到了有效控制。為此工程上嘗試提高表層套管下深，封隔上部地層并建立井口，然后采用一層技術(shù)套管封固目的層以上井段，為后續(xù)深層鉆進(jìn)提供井眼條件，以保證鉆達(dá)目的層位。

圖5φ508mm套管內(nèi)最小排量及巖屑含量隨井深變化圖

圖6φ508mmφ339.7mm套管內(nèi)最小排量及巖屑含量隨井深變化圖

3 應(yīng)用效果

4 結(jié)束語

[1] 劉穎彪,朱忠喜,劉彪,等.西湖1井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[J].鉆采工藝,2013,36(2):124-127. Liu Yingbiao,Zhu Zhongxi,Liu Biao,et al.Research on wellbore structure design optimization for Xihu 1 well[J].Drilling & Production Technology,2013,36(2):124-127

[2] 曾勇,鄭雙進(jìn),吳俊成,等.井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[J].長江大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2011,8(9):60-62. Zeng Yong,Zheng Shuangjin,Wu Juncheng,et al.Research on wellbore structure design optimization[J].Journal of Yangtze University:Natural Science Edition,2011,8(9):60-62

[3] 楊進(jìn),周建良,劉書杰.渤中13-1油田井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[J].中國海上油氣(工程),2003,15(4):36-39. Yang Jin,Zhou Jianliang,Liu Shujie.Optimization of well profile in BZ 13-1 oilfield[J].China Offshore Oil and Gas(Engineering),2003,15(4):36-39

[4] 王平雙,周建良,劉書杰,等.群樁作用下鉆井隔水導(dǎo)管入泥深度計算方法研究[J].中國海上油氣,2007,19(3):184-187,199. Wang Pingshuang,Zhou Jianliang,Liu Shujie,et al.Study on string depth calculation method of drilling riser under group pile interaction[J].China Offshore Oil and Gas,2007,19(3):184-187,199

[5] 楊進(jìn),劉書杰,周建良,等.風(fēng)浪流作用下隔水導(dǎo)管強(qiáng)度及安全性計算[J].中國海上油氣,2006,18(3):198-200. Yang Jin,Liu Shujie,Zhou Jianliang,et al.Strength and security calculation on riser with the effect of wind,wave and current[J].China Offshore Oil and Gas,2006,18(3):198-200

[6] 中國船級社.海上固定平臺入級與建造規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，1992. CCS.Specification for the entry level and construction of marine stationary platforms[S].Beijing:China Communications Press,1992

[7] 關(guān)德,羅勇,張海山.西湖凹陷低孔低滲深探井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究與應(yīng)用[J].中國海上油氣,2013,25(2):61-63. Guan De,Luo Yong,Zhang Haishan.The optimal research and application of casing program in low porosity and low permeability deep exploratory wells in Xihu sag,East China Sea[J].China Offshore Oil and Gas,2013,25(2):61-63

[8] 華遠(yuǎn)信,張桂強(qiáng),朱偉鴻,等.COMPASS、WELLPLAN軟件在鉆井設(shè)計和施工中的應(yīng)用[J].西南石油學(xué)院學(xué)報,2004,26(1):83-86. Hua Yuanxin,Zhang Guiqiang,Zhu Weihong,et al.Application of COMPASS WELLPLAN software in drilling design and field processing[J].Journal of Southwest Petroleum Institute,2004,26(1):83-86

[9] 孫曉峰,閆鐵,王克林,等.復(fù)雜結(jié)構(gòu)井井眼清潔技術(shù)研究進(jìn)展[J].斷塊油氣田,2013,20(1):1-5. Sun Xiaofeng,Yan Tie,Wang Kelin,et al.Research progress of hole cleaning in complex structure well[J].Fault-Block Oil&Gas Field,2013,20(1):1-5

[10] 邵詩軍,趙寶祥,羅鳴,等.南海西部油田“一開雙眼”鉆井技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù),2011,39(1):119-122. Shao Shijun,Zhao Baoxiang,Luo Ming,et al.“Twinhole drilled at first spudding”in Southwest China sea oilfield[J].Petroleum Drilling Techniques,2011,39(1):119-122

[11] 趙學(xué)戰(zhàn),管申,郭希璽,等.崖城13-1-A16井表層“一開雙眼”定向鉆井技術(shù)[J].石油鉆采工藝,2012,34(增刊1):9-11. Zhao Xuezhan,Guan Shen,Guo Xixi,et al.“Twinhole drilled at first spudding”directional drilling technology of 13-1-A16 well surface in Yacheng[J].Oil Drilling & Production Technology,2012,34(S1):9-11. 收稿日期：2014-12-01 改回日期：2015-04-24

(編輯：孫豐成)

Optimized design and application of casing program for exploration wells in Beibu Gulf area

Chen Haodong Huang Yi Luo Ming Shao Shijun Yang Zhonghan

(ZhanjiangBranchofCNOOCLtd.,Zhanjiang,Guangdong524057,China)

Beibu Gulf; exploration well; casing program optimization; combination of riser and surface casing; diameter-varying string; cost cutting and profit increasing

*中海石油(中國)有限公司綜合科研項目“北部灣盆地巖石力學(xué)模型應(yīng)用研究(編號：ZYKY-2014-ZJ-04)”部分研究成果。

陳浩東，男，工程師，2006年畢業(yè)于長江大學(xué)，現(xiàn)主要從事鉆井監(jiān)督工作。 地址：廣東省湛江市坡頭區(qū)22號信箱(郵編：524057)。 電話：0759-3911575。E-mail：chenhd3@cnooc.com.cn。

1673-1506(2015)04-0117-05

10.11935/j.issn.1673-1506.2015.04.017

TE22

A