摘要：

　　随着世界石油工业不断走向深海和超深海，钻井方面也遇到了众多的挑战。本文分析了缅甸西海岸若开(Rakhine)海域深水钻井将遇到的一些主要作业风险和技术挑战，并简要介绍了克服这些难题的一些相关技术和方法，希望能为国内其它地区深水钻井作业提供一定的借鉴。

　　关键词：缅甸、深水、压力窗口、动力定位、隔水管

　　前言：

　　目前缅甸若开(Rakhine)海域的深水钻井仍是空白，可以掌握的海况、邻井资料和地质信息都比较有限，而深水钻井会遇到诸如恶劣的气候，海底低温，水合物，孔隙压力和破裂压力窗口窄，浅层地质危害等特殊的问题，这些问题给钻井设计和钻井作业的每个环节都提出了挑战，也是导致钻井事故、周期延长的主要原因。另外动力定位系统，超长的隔水管，海底应急断开系统，水下井口和防喷器等设备故障及后勤保障等方面的问题也是导致长时间停工的潜在因素，因此前期的精细研究和周密计划显得非常重要。

　　钻井船定位问题及海况的挑战[1] [3]

　　深水钻井平台一般采用“锚泊定位”和“动力定位”两种定位方式。通常1500m水深为锚泊定位的极限，因为巨大而笨重的锚和锚链会给锚泊作业带来很多限制，虽然目前采用纤维锚链等技术，使锚泊定位可以达到2000米以上，但这种锚泊定位的半潜式平台极少，主要用于恶劣的海况条件下作业。

　　图1 动力定位安全警戒线示意图

　　定位状态 区域范围 允许移动半径

　　(水深) 隔水管挠性接头允许偏斜角度 (°) 作业要求和注意事项 正常状态 在绿色警戒线以内 <1.06% <0.61 正常作业。 次正常状态区域 绿色警戒线和黄色警戒线之间 1.06%～1.48% 0.61～3 水下工程师需通知钻井监督动力定位作业的异常情况，提高警惕。 非正常状态区域 黄色警戒线和红色警戒线之间 1.48%～2.95% 3～5 司钻根据情况变化，准备随时脱开隔水管。 紧急状态 红色警戒线之外 >2.95% >5 必须及时启动应急脱开程序，避免隔水管等设备损坏和破坏环境。 表1 动力定位状态表(见图1)

　　动力定位安全问题涉及到人员技能，设备，气象等多个方面，历来受到作业者和钻井承包商的重视。动力定位失效形式主要有两种：即被动漂移(Drift-off)和动力偏移(Drive-off)。被动漂移是指平台在强大的风，浪和洋流的作用下发生的移位。动力偏移主要是由于DGPS系统产生了错误的定位数据及其它设备或人为等原因使平台在推进器的作用下发生速度较快的移位。如果平台移出红色警戒线(见图1)，需立即断开隔水管(见表1)。如果应急断开不及时，会导致隔水管和井口装置等设备损坏，甚至导致钻井失败。如果在试油(气)过程中应急断开时，井口和防喷器出现问题或没有完全关闭还可能引发海底井喷，给作业海域的安全、环境等造成重大的损害。

　　缅甸若开海域处于孟加拉湾热带气旋盛行的地区，热带气旋活动的颠峰时期为季风开始前的4-5月份和季风结束后的9-10月份，其形成之后可以引发14级以上的强台风和10m以上的巨浪，其具有惊人的破坏力。这种恶劣的气候对钻井船定位等海上钻井作业构成了极大的威胁。

　　影响钻井船定位等作业的另一个因素是各种各样的洋流。当洋流的速度超过2节时，便会对作业产生较大的影响，洋流作用于隔水管和防喷器上的侧向应力，使其在下入、起出或悬挂等作业过程中发生摆动和震动，增加了作业的难度和风险。当侧向应力超过隔水管的极限载荷或使隔水管发生疲劳破坏时，会引起隔水管断开或掉落海底等事故。

　　因此必须采取一定的措施来保证定位作业的安全，主要包括：

　　要配备有经验的定位工程师并制定详细的动力定位作业操作规程：确保及时识别出偏差和定位的异常;正确处理位置参考系统失效等问题;确保在紧急状况下采取有效的应急措施;避免由于人为错误导致的定位问题。 钻井船配备准确的天气预报系统，以便提前采取应对措施。 确保推进器、动力系统、DGPS系统(平台须配备两套以上)和声纳位置参考系统等设备工作的可靠性和连续性，这些设备都要有备用; 动力定位软件要有很好的纠错功能保证DGPS数据的质量; 确保有多套的基于不同原理的位置参考系统，降低噪音和环境等对参考系统的干扰; 确保应急脱开系统和井口关断系统的可用性和完整性。 选择最佳的开钻时间，避开4-10月的季风窗口，按计划周期完成作业，尽量避免由于钻井时间延长而带来的额外风险。

孔隙压力和破裂压力的窗口窄[4] [11]

　　图3 深水地层地应力情况示意图

　　在深水环境中，大段的上覆岩层被海水取代，这直接导致地层压实程度降低，即上覆压力梯度减小，从而导致地层更容易破裂，使孔隙压力和破裂压力窗口变窄(见图3)。

　　上部地层的破裂压力梯度有时会低于静水压力，这就需要采用低比重钻井液(>1SG)和水泥浆。表层固井时，由于地层破裂压力低，即使选用低比重水泥浆也会发生顶替水泥时井漏，导致水泥无返出，固井失败等问题。

　　图4 泥浆密度窗口窄和套管柱需求情况示意图

　　较窄的压力窗口限制了泥浆密度窗口，如果发生井涌，当通过提高泥浆密度压井时，由于超过了地层的破裂压力又会引起井漏，另外深海低温环境会使当量循环密度发生较大的波动，因此泥浆比重的调整范围就更加有限，使这种又漏又涌的情况变得更加复杂。通常采用增加套管柱层数的方法来对付压力窗口窄的问题，但这样会使井深结构和作业程序更加复杂(见图4)。

　　所以前期要通过地震资料或浅海邻井数据进行准确的地层应力(上覆岩层压力，孔隙压力，破裂压力等)预测，从而为井身结构设计和泥浆设计等提供依据。但由于地震资料质量等原因使压力预测存在不确定性，这也给作业带来了风险。作业时要进行地漏试验(LOT)或地层整体性(FIT)试验来建立破裂压力梯度剖面，作为泥浆密度选择的上限，并采取一定的措施保证泥浆当量静态密度和当量循环密度在压力窗口内，具体包括：使用随钻测压工具(PWD/LWD/MWD)等进行井筒压力和循环当量密度的监测;配备高敏感的监测系统来监测井涌和井漏;优化水力参数设计;制定合理的作业程序，避免压力激动和抽吸等。另外也可以采用双梯度钻井，控制压力钻井或膨胀套管等先进技术来解决密度窗口窄的问题。

　　海底低温的影响[1] [12]

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