完井手册-第十五章深水钻井

第十五 深水钻针对我国钻井装备能力和钻井技术水平，水深500m以内为常规水深，水深500～1500m1500m则称为超深水。本章主要针对深水的特点，介绍深水钻井第一节 随着水深增加，要求隔水管更长、钻容积更大以及设备的压力等级更高，隔水管单根与BOP的重量等均有大幅度增加，所以必须具有足够的甲板负荷和甲板空间以便存放所多问题。如在低温环境下，钻的黏度和切力大幅度上升，会出现显著的胶凝现象，而且增加形成天然气水合物的可能性。在钻设计、固井水泥浆设计以及测试设计中都要考虑风、浪、流等环境条件对钻井装置的选择以及钻井作业有重要影响，特别是钻井装置以及隔水管等水下系统，需要根据作业区域的风、浪、流等条件对选择的钻井装置和设备进行校核，针对具体的风、浪、流条件进行锚泊设计或动力定位设计以及隔水管飓风或热带风暴等因素的影响，应在设计阶段纳入应急计划考虑。对于我国而言，成滑坡和泥石流，滑坡快速沉积形成较厚、松软、高含水且未胶结的地层。深水中通常遇到的海底疏松海床给钻井作业造成，特别是对深水钻井导管和水下井口系统设计与施工提出。在表层钻井中，浅层水流是最主要的浅层地质之一。由于表层钻进使用的钻密度受限，钻遇高压含水砂层时，如果不能平衡高压含水砂层的压力，就会一系列的钻井问题，如固井质量差、表层套管下沉、防喷器下沉、井漏等，甚至井的报废。对于浅层水流的识别与评价主要是利用产生浅层水流的砂体的物性和形成特征，钻前应对高压水砂体存在的可能性进行评估。评估方法包括测井、地质模型、反射、反演等地球物理方法。天然气水合物，又叫可燃冰，是由天然气中小分子气体(如甲烷、乙烷等)在一定的温度、压力条件下和水作用生成的笼形结构的冰状晶体。只要满足低温(0～10℃)、高压(>10MPa)、存在自由水以及气的条件，就很容易形成天然气水合物。图15-1-1给出了与假定假定的水热梯游离气水合物气水合物相边海气水合0气及 1深度深度34温度图11-1

该稳定区由假定的水热梯度、气与水合物相边界以及地温梯度共同确定，在不同的海域天然气水合物稳定区域会有所不同，主要与水深以及水温梯度有关。深水的温度和压力条件下，比较容易形成天然气水合物。在深水钻井中，天然气水合物是最主要的浅层地质之一，主要来源于两方面：一方面是地层中的天然气水合物；另一方面是钻井过程中，井筒内形成的天然气水合物。在钻遇天然气水合物地层时，势必会造成水合物的分解。天然气水合物分解后产生的气体会进入钻，与钻一起循环，使得钻密度，和井底静水压力降低，从而加速了天然气水合物的分解，最终导致井径扩大、井喷、井塌和海床沉降等事故。天然气水合物的分解会对钻井作业安全、井身质量和钻井设备旦形成则会堵塞钻循环通道或钻井系统的其他管路，如堵塞防喷器，导致隔水管下部总成与防喷器脱离等；也会导致钻失水，影响其性能。天然气水合物可以通过海床沉积物取样、钻探取样和深潜等方式直接识别，也可以通过拟海底反射层(BSR)、速度和震幅异常结构、地球化学异常、多波速测深与海底电视等方式间接识别。天然气水合物存在的主要标识有拟海底反射层(BSR)、振幅)(VAMP)。大规模的天然气水合物可以通过高电阻率(>100Ω·m)、低体积密度等参数进行直接判别。体系(盐度保持高于20%)或油基钻，在钻中要添加一定的水合物抑制剂，在海底的沉积岩层形成时间较短，缺乏足够的上覆岩层，所以海底地层结构通常是松软的、未胶结的。对于相同沉积厚度的地层来说，随着水深的增加，地层的破裂压力梯度降低，致使破裂压力梯度和地层孔隙压力梯度之间的窗口较窄，容易发生井漏、井喷等复杂情况。隔水管更长：随着水深增加，深水钻井所用隔水管越来越长，越来越重，导致需要的甲板空间与可变载荷大，隔水管作业的时间长、风险大，钻用量大，隔水管内流速低，岩携带。钻体系应适应海底低温和井底温度之间较大的温差环境，应考虑对天然气水第二节深水钻井装过1s(2ko)，将导致钻井作业，也会导致钻井装置、隔水管与系泊系统等拖曳载荷增加以及引起涡激振动。对于高流速的海域，应该选择定位能力更好的钻井装置，同时须重点对张力器的张紧能力进行评估。在某些情况下，需在伸缩接头下部安装挠性或球形接头，以改善隔水管的应力状态；特殊情况下，需要配备隔水管涡激抑制装置。((1-2-1)图12- 综合考虑目前的技术水平与经济性等因素，通常在水深500m以内可采用全钢丝揽或全锚链，水深500～1800m可采用锚链和钢丝绳复合锚泊，水深大于1800m则采用动力定位。-2-2水深丝锚链动力定图12- 选择钻井装置锚泊定位方式，应考虑以下因素：锚机与卷缆机水深作业能力、起抛锚三用工作船作业能力、锚抓力、定位要求、锚泊系统的组合方式、后勤支持能力及经济因素等。为保证锚泊系统的安全作业，锚泊分析计算和设计必须委托专业公司，根据极限设GPS定位、需求、可性以及应急程序等。为了确定动力是否满足钻井作业在钻井装置的选择中，需要考虑井的类型。对于勘探井而言，需要钻井装置具有较好的适应性，机动性，可变载荷大和自持能力强，以及在条件下仍然具有安全作业控制能力。对于开发井，需要较高的效率，可采作用钻机或交叉作业，对设备处理和安装钻井作业限制条件是指钻井装置能够适应钻井作业的最大风、浪和流的组合效应。需要针对具体钻井装置，根据井位所在海域的气候和环境情况确定最大作业限制条件，并分钻井装置的水下设备操作主要受到水流和水深的限制。在选择设备的时候，应先水下设备的作业能力和平台的吊装能力，同时必须考虑设备适用水深、海洋环境、甲板空脱离操作限制条件是指分析隔水管脱离的最大风、浪和流的组合。脱离操作限制条件决定了什么工况下需要脱离。针对具体的钻井装置，根据井位所在海域的气候和环境情况确定脱离操作限制条件。作业海域的风、浪、流组合所产生的环境会对钻井装置的安全性能产生影响，因此深水钻井装置一般都设计有恶劣环境自动脱离装置，并要求进行脱生存限制条件是指在环境条件下，钻井装置生存所能承受的最大风、浪和流的组合。必须清楚什么情况下将发生性事故，并采取相应的预防措施，这需要结合当地的海况条件，分析钻井装置的稳定性，确定钻井装置生存的限制条件，以确保钻井装置的安全。钻井装置选择还需要考虑以下因素：历史记录，承包商经验与船员的资质，检查和保养，存货的水平和控制，相关，遵从规范，升级、平台和设备问题，技术能力，作业 进行钻机配置时必须注意以下参数的限制条件：最大钩载、顶驱最大连续输出扭矩、钻井泵压及功率转盘静荷能力开口直、池容、散装罐系统防喷器数等。钻井装置的运动性能等有关。确定深水钻机大钩载荷时需要考虑以下工况：（1）下防喷（2）（3）深水钻机钻井泵主要根据钻井过程中最大排量和功率进行配置。根据处理浅层地质危害()压力的状下，能足处理层危害排量要。时深水须备隔水钻压泵。)。深进行钻机选择配置时，要根据隔水管容量、井身结构等确定不同井段内的钻用量以及总钻用量，同时考虑紧急情况的安全余量，如浅层压井钻用量、替排量的备用需求和隔水管紧急脱开钻损失量等。钻柱补偿装置的补偿行程、最大静载荷须满足深水环境下的使用要求。最大静载荷要Y8176225f453f。钻柱升沉型(包绞补天主偿)第、6代深钻机多采用主动补偿装置。浮力块：通常深水钻井隔水管均用浮力块控制隔水管柱浮重。浮力块的长度一般为4.52(1f)9%～95相对于。钻井隔水管的浮力块为块或气罐式。使用时不允许超出设计水深，否则可能失去浮隔水管张紧系统：选择深水钻机时，要求根据隔水管所需的张紧力来校核张紧系统力水需小力是水柱()重量为依据的。张力器的行程应该在1524(5f)以上。张力器组是成对配置的，并且相对井口对称。由于统或张器故障可能引张器效。张力失效后钻井作应当期间部分张力器突然失效的应急预案，并做好日常和关注作业条件的具体变化，如浪高、钻井置位移钻度和柔接头等如张力器提的张力能满足业要求，可以将钻循环隔水管减小张。如果件续，该启动水管解程序。可靠性、连接速度、要求、主管尺寸、强度/重量比。深水钻井应尽可能的选择快速接APIRP2RDE级。隔水管接头级别与张力如表--1所示。表-- API隔水管接头级接头能承受的张力A2265B4530C5662.5D6795E9060F1132.5G1359H1585.5)(LMRP自动脱离装与浅水相比，深水钻井隔水管串(--3)的安全余量小，钻井作业前应针对具

钻伸缩隔水浮力隔水套APIRP2RD规范进行。影响隔水管抗挤能力的主要因素有壁厚、腐蚀、磨损、椭圆度浮力块配置。浮力块的配置方案有两种：一种是配置不同水深等级的浮力块，不同的水深采用不同等级的浮力块，在使用之前，要确认每个浮力块的水深等级；另一种是按照最深的水深配置同一等级的浮力块，这种配置的优势在于，可以根据需要将隔水管单根轮换使，以提隔水管使用。主要依据浮力系数来配置浮力块，浮力系数要尽可能大，以减少隔水管顶部张力，一90%～953。确定浮力系数后，可根据每个单根需要的浮力确定浮力块直径。浮力块直径一般要比25.4（1）～50.8（2。尽量避免放置在高流速区和水面附近，以减水管的横向载荷，减少隔水管的作业前，应根据钻的最大设计密度进行隔水管张力器能力校核，并根据结果进行具体的隔水管柱设计及校核。若达不到要求，需要对隔水管柱重新进行设计或升级张力器系统。AIP16QAIP2D”等，选取应的海环境参，借助软件立限元模型行分析计算不海洋境与钻井工况下所需要的顶部张力、允许的钻井装置位移、隔水管的各类作业限制条件，并顶部张力的要求：顶部张力应使柔性接头转角在各种钻井工况下保持在规定范(offe)的设计提出要求。同时，应综合考虑作业海区海流方向、流速剖面与流速对应波·柔性接头转角不超过柔性接头本身允许的最大转角的··(如隔水管下部连接总成、井口连接器等)·避免·柔性接头的转角不超过柔性接头本身允许的最大转角的·隔水管与导管的等效应力小于屈服应力的80%··隔水管与导管的等效应力小于屈服应力的67%可能造成平台与隔水管相撞损伤、防喷器与LMRP相撞损伤和隔水管损伤甚至断裂等。②隔水管内钻：隔水管脱离后，隔水管内的钻与隔水管内壁间将产生摩擦阻④张力器：控制隔水管紧急脱离回弹反冲的程度，必须通过张力器来实现。防回弹反冲设计时应关注张力器系统的具体情况，张力器提供的总张力越大，抗回弹反冲能力要求越高。69MPa(10000psi或者更高，通常为103.4MPa(15000psi)压力等级。对于深水，特别是超深水，防喷器组应考虑安装压力监测装置。低压的压力监测装置应安装在上万能防喷器的顶部，用来监测隔水管中岩屑的堆积情况和关井时环空气体上升状况。高压监测装置安装在节流管线上，用来监测最底部闸板防喷器下部的压力。必②深水井中使用的钻具及管材类型及尺寸，可变闸板防喷器及闸板的芯子尺寸配在设计前期，需要对特定海况条件下，井口可能受到的轴向力和弯矩进行分析，尤其应关注动力定位钻井装置偏离井口或紧急情况下进行应急脱离的受力等状态。深水水下井选用的井口压力等级和抗弯强度应与防喷器连接器匹配，通常为69MPa(10000psi)或者103.4MPa(15000psi)，特殊情况下为138MPa(20000psi)，抗弯曲能力在2.71～9.48MMNm(2MM～7MMft∙lbf)。随着水深的增加，长度也随之增加，钻柱在隔水管内的受力状况愈加复杂，对钻柱的抗压缩、拉伸、扭转曲屈和挤毁能力的要求更高，必须进行单井的管控力学研究。同时由于地层压力窗口窄，循环压耗控制要求高，必须进行与循环压耗有关的水力学设计，并根据结果选择钻具，以使所选择的钻具组合既满足井眼清洁的要求，又能满足循环压耗控制φ168.275mm（65/8″、φ149.225mm（57/8″在深水钻井期间，水下潜器(ROV)是必须配备的辅助设备。对ROV的选择主要根据水深、水文情况(能见度、温度)、海流、波浪及水业等极限条件，推荐选择配备(TMSROV。ROV所需要的功率取决于作业海域的海况、水深、ROV100hp①，大多数情况下大于150hp。三用工作船选择时必须满足作业海区海况条件的安全要求及作业功能，并与所使用的钻井装置匹配，应具有足够的动力、散装料能力、钻完运送能力和较大的甲板面除上述要求外，深水作业的三用工作船还应配备有处理锚链与短索的双滚筒和双鲨鱼钳(钳)，具有足的滚筒力和滚容量动力配置依据水、作业境及距1000hp。对于采用锚泊定位的钻井装置，在选用三用工作船时，需要考虑抛锚的需要，除了功率的要求之外，一般还应满足以下基本要求：400tf；500m2第三节深水钻井设前通常需812个月。地质基本设计应提供钻井所需的地质信息及钻井地质风险提示，包括但不限于：地质目的、地层描述、分层深度、地温梯度、三压力曲线（/破裂压力/上覆岩层压力、工程地质风险提示以及地质评价要求等。气象、海况（风、浪、流、自然、生态系统、海底危害和环保要求等，还要考虑井场必须考虑的因素。作业前必须对浅层的这些钻井地质进行充分的研究和风险评估，要根据浅层的地质信息设计井场方案。对邻井资料的研究应更关注温度、海床、水深环境、浅层地质等，其他的钻井风 分浅层地质评估和研究是进行深水钻井设计之前必须进行的工作，是进行深水钻井设计的主要基础。浅层地质的评估工作应考虑邻井资料的分析、浅层资料的特殊确定井位后，需要尽快取得海底勘察资料并进行评价。对于深水井而言，要重点关注浅层地质，资料当中必须包括海底取样、供系泊系统设计和导管设计使用。海洋环境可根作业和井装置具体需进行，括流和保评估。水深对海底的影响主要有两个方面：一方面钻井装置类型的不同决定井场的内容；另一方面水深决定了井场的方式和使用工具的分辨率。常规浅水区的井场采用拖带和船载的方式，但这两种方式在深水区都存在一定的缺危害评价覆盖的海底区域要保证能够进行抛锚情况的评价。海底地质评价应该集中于最二位的考虑对象，因为它不是直接的安全风险，但却会给作业带来和损失，所以要对其进行描述和评价。在井场周围1000m范围的海域内，应关注作业对生物群的敏感性影响和深水破裂压力和孔隙压力之间的窗口比较窄，深水井发生井漏和溢流的几率比较高，表观体现为循环当量钻密度（ED）的管理非常严格。为了在设计阶段和作业过程中进行有效压力管，以获尽可能确的预资，用于井结构、和井设计且坍塌压力和漏失压力二压力剖面的研究。深水井中如发生井壁失稳方面问题，由于处理的窗口有限，处理的难度大，容易导致其他复杂情况，所以必须进行井壁稳定性研究。井壁稳定性研究是进行井身结构和钻设计的基础。要对所钻的地层进行研究和分析，识别地层的特性以及是否存在浅水流、易垮塌层、岩层、水化层，通过管设计钻设计解潜在的壁失稳题。深水井的地层可钻性分析包括导管喷射深度的研究分析、浅层地质的穿越分析和深部地层的可钻性分析。在进行钻井设计之前，要根据邻井的资料和其他相关信息进行地层可钻性分析，用于井身结构设计、钻头选型和水力参数设计，这对降低作业风险、提高地质，如浅层流和浅层气等问题，制定相应的应急措施和备用套管。φ914.4mm（36″φ508mm（20″）250～500m；如果存在浅层由于套管柱下入时完全于海水中，需要充分考虑套管柱承受的环境载荷，防通常采用φ339.7mm（133/8″、φ244.5mm（95/8″）套管进行井身结构设计时必须和深水水下井口系统一起考虑，深水水下井口系统设计和选择的关注点在于井口的工作压力、套管层次、轴向的承载能力、抗弯能力、可靠性和针对浅层地质的特设计。-3-1图13- 喷射法下导管是指：钻具下到底部开口的导管柱内部，通过井口送入工具相连，下到泥线后，导管通过其自重软的泥线地层，马达提供液力冲刷和钻头旋转形成井眼，导管喷射到位后不需要固井，可通过导管外壁和地层土壤之间的黏切力提供足够的轴向支撑153-2,送入管（MudMat）图13-

壤剪切强度,该强度可通过海底勘查、区域类比和现场钻头吃入试验获取,例如：φ660.4mm（26″）钻头施加2.5吨压，停泵的情况下能下放的深度处的土壤强度大约是150lbf/ft2;扰动土壤的剪切强度：导管的安导管接箍的类型和外径：接箍类型的选择通常考虑使用尽可能小的接箍外径或无接箍导管，导管接箍外径越大对周围土壤干扰越大，强度和表皮摩阻的恢复时间越长。同时要考虑防转锁块，防止接箍在高扭矩马达、海况和钻井装置施加的在喷射钻进作业中使用的底部钻具组合是放在导管内部。喷射导管内典型的底部钻具D钻进下一个井段。的内部。钻头相对导管柱或者喷射鞋的位置定义为钻头出露长度，通常为6～10in。钻无隔水管钻进井段，钻多采用海水或水基体系，作业中钻将返至海底。隔水深水钻井对钻体系有如下特殊要求：长隔水管段低返速情况下的悬浮和携岩能最常用的方法是采用油基、合成基钻或在水基钻中加入水合物抑制剂。水合 缺点，有些种类具性和腐蚀性。分为有机类和无机类：-乙烯基吡咯烷酮（PVP，N-乙烯基吡咯烷酮、-乙烯基己内N，N-二甲基异丁烯酸乙酯三元共聚物（V-713）-乙烯基己内酰胺、聚-乙烯基己内酰胺、聚丙烯酰胺、----顺丁二烯二酰亚胺和聚-酰基亚胺等。，-酰胺，聚亚烷基琥珀酸(酐)和聚乙二醇单醚混合物，烷基芳香族磺酸盐和烷基聚苷物等。当钻循环经过泥线附近时，由于深水低温环境，其流变性会发生较大变化，具体表现在黏度、切力大幅度上升，还可能发生快速胶凝作用，从而导致循环。特别是使用油基和合成基钻时，由于浅层破裂压力低，更容易压漏地层。通过对钻体系的流变性进行全温度段和全压力范围的测试，可以确定适合于深水低温的钻类型，设计出满足低温作业的具有最佳黏温稳定性的钻体系。深水钻井作业一般远离陆地，隔水管段容有的钻量大，且需要考虑动态压井的材料备用，作业中又极易发生井漏，因此，应对钻井装置、三用工作船和陆上的情况进深水固井的最大在于深水泥线下的低温、低地层承压能力以及可能存在的高压浅层流和天然气水合物。这些特点要求水泥浆具有满足不压漏地层的低密度、满足套管释放要求的低强度、足抑制层流的胶凝度展甚至要低发热水泥浆系。深水导管和表层套管的固井水泥浆需要返到泥面，其固井设计要充分考虑低温、低破裂压力梯度、水合物和浅层流等因素的影响。此外，在深水低温固井中，准确预测和模拟快速胶凝强度发展。理想的深水固井水泥浆体系应该具有较短的稠化转化过渡时48（100bf00f2）到29a（500f100f2能短，水泥浆一旦开始凝固，能从传递液柱压力的状态迅速转变为具有高胶凝强度的固体高水泥浆附加量。钻井过程中可能遇到浅层流，造成严重的井眼冲蚀扩径，应提200%～30%井底温度预测。泥线温度和井底温度是深水固井设计的关键参数，将会对水泥浆的稠化时间和抗压强度产生重要影响，泥线温度可通过海底实测获得，井底温度可通过海底、区域或邻井资料以及资料进行预测，并通过反演和模拟预测出井底循环温度（HT。气体充填的水泥浆：在传统水泥浆中加入表面性剂，并按比例通过高速混充入氮气或空气而形成的低密度水泥浆。密度低、防窜且具有较好的浅层流抑制效果，但14～158，通过充氮的流5.0。①空心玻璃微珠水泥浆体系（MicrosphereCement。水泥浆中混入空心玻璃微珠配制而成，水泥浆密度可以降到1.14g/cm3以下，具有密度低、强度高的特点。OpedrceSeDsrbuoneen料与水泥颗粒的尺寸优化匹配使单位体积水泥浆中的固相颗粒所占有的体积最大化，堆积颗粒间的孔隙度降到最低，实现颗粒紧密堆积。颗粒级配水泥浆含水量低、水泥石孔隙度③活性减轻剂水泥浆体系（aceLighweghtArateen。采用能与水和水泥组分发生反应的活性火山灰类减轻材料配制的水泥浆。具有低温水化速度快，水泥石力④速凝早强水泥浆体系（RapidHardeningCement。采用超细快凝水泥作为胶凝胶结⑤液态胶体填充水泥浆体系（LiquidColloidalAggregateCement。采用能参与水泥水深水测试是一种非常昂贵的高风险作业。在进试作业前，应进行针对性的设计和全面的风险识别分析。要考虑测试管柱的应急解脱，环境保护以及海底低温会导致结蜡或深水测试的主等；水下测试树控制系统的选择。在动力定位钻井装置上进试作业，必须考虑测试管柱的应急解脱，对水下测试树的解脱时间有严格的要求，一般要求小于15s。水下测试树的解Joint弃井管柱应选用大尺寸钻杆，根据水深通常选择φ149.225mm（57/8″）φ168.275mm（65/8″）的高强度钻杆和加重钻杆,应考虑使切割钻具组合以上钻柱在海水深水切割钻具组合的设计研究应重点关注非旋转钻具组合方案，当研究结果认为旋转式组合不能满足作业要求或存在较大风险时，必须使用带井下动力马达的非旋转钻具组合方案。深水钻井作业开始前，必须进行充分的风险分析，对整个作业中所涉及的风险因素进行评估，制定相应的作业管理程序和应急计划，必须评估材料备用量和后勤保障能力。应第四节特殊作业及技考虑到深水浮式平台与浅水浮式平台的差别，这里主要介绍动力定位就位与预抛锚就位的一般程序，常规抛锚作业参见本手册第二章。实际钻井装置的就位作业，需Beacon；由于动力的不正常工作或恶劣天气的原因，动力定位钻井装置可能产生大的偏移。这可能会造成严重的隔水管损坏和防喷器组损坏，从而导致长时间的停工。每条动力定位钻装置出时均有特定的力定位南。作业前，通常对每一井位均要求制订相应的特定操作指南（SOG：WelSccOeanguenes，对动力的警报信号进行具体的定义，对每种警采取的操作措施进行计划。通过详细的偏离或位移分析，计算钻井装置在不力设置和环境条件下移动的时间和距离。动力定位计算机的程序设计能在钻井装置超过了事先确定的偏离咨询区(advisoryarea)：某个或某些单元不能正常工作，但可以维持定位能黄区：定位不能满足要求，需要采取措施进行补救，准备断开隔水管。黄色圈的(一般为水深的2%～3%)是基于过去的经验和水深。该警报器应设定在一般不会的极限度，但要使钻井人员在收到解脱信号之前有充分的时间完成钻具的悬挂程序(大约30s)。红区：超过安全极限，存在，立即从井口断开。红色圈的设定准则(一般为水深的4%～6%)是基于一些临界参数(诸如绕性接头角度、卡瓦接头角度、张力器冲程以及隔水管张力)中任一参数达到极限值之前，钻井装置安全解脱隔水管的能力。完成应急解脱程序(EDS)所需时间取决于防喷器控制器的类型。一个标准的复合防喷器控制系统大约需要30s来完成应急解脱程序。根据不同的警报级别，应采取下述反应。视觉和听觉信号应该由动力操作员手动击发，如图15-1所示。进入红色圈：钻井监督在快速考虑回收过程中可能产生的后，应尽快解脱隔水管。此时，动力操作员应采取一切可能的措施保持船位，直到隔水管涌涌漂移路流风井口中N(-) DP设定N(-) 船艏方AB0CPOD漂S(+)S(+) W(-) E(+)

图--1DP动力定位为确保安全有效地操作动力，详尽的计划是关键。以下是需要着重考虑的几准备的操作程序和意外事故应急计划，包括对每日操作和意外事故情况下的选择和培训动力定位操作员和管理人员。定位操作员必须具备专业资格，人机交互在动力定位操作中是非常重要的，胜任的动力定位操作员通常有助于避免因系统部件的故障可能造成的性；了解关于船安全操作的环境极限，并经常根据不同的作业窗口和环境做出相应预12条件组合，计算出船在恶劣环境中保持位置的能力限度。这类数据应保留在船上，有助于当水深较浅时，一些深水中使用的传感器会受到一定的限制。在这种作业中要使用一个水面的位置参考传感器。在评价动力定位钻井装置的定位能力时，应该考虑近海水深较动力定位钻井装置作业时应特别关注风向突变或风力突增对定位作业的影响。使用船上的气象设备（包括气压计、风力传感器、干湿温度计）确保能够采取及时的措施来减小丢失船位的可能性。必须格外注意风浪流的合力方向，能否及时抵消此合力的变化。还应依照航海有关要求采取一切合理的预防措施，以确保能够对不断变化的天气情况当钻井装置的锚泊系统与水深不匹配时，需采用预抛锚方法。这里给出一种典型的起抛锚步骤，实际的预抛锚作业，还要进行专门的锚泊设计，并遵循所用钻井装置的操作程序。作业前，必须确定每个锚位的水深，钢缆、锚链、绳索等的长度都取决于水深。明确作业各个环节的详细内容和设备工具的详细参数，应特别关注水面浮标、弹性标和合适的卸扣等辅助设备的数量。当回接锚链时要确认平台的实际位置、井位及锚位。做琵琶头等钢缆连接端的设备，如：链缆切割设备（Cuttingequipment）和重新插接设备（esocketequipment；备用的卸扣、梨型环、连接环和开口销等附件（Spareshackles、pearlinks预抛锚程序（见图--浮浮平台锚鱼尾锚图14- 领眼作业（φ311.2mm（121/4″）或φ215.9mm（81/2″）或φ250.8mm领眼（97/8″）由于水深和海底浅部地层比较松软，若采用常规的钻入法下导管、固井比较，且在深水钻井中，由于水深的增加，钻井隔水管的长度也不断增加，作业时间长、风险大。隔水管安装作业是深水钻井的一个重要部分，不仅要考虑正常情况下的作业程序，而且要考虑在遭遇风暴和动力定位设备失效时的紧急分离和拆卸程序。完整的隔水管操作程快速灌注阀（F- 安装与回收过程中隔水管的受力状态与悬挂状态基本相似，主要的差别在于：一般情况下，安装与回收时带有防喷器，而悬挂时则不带防喷器；安装与回收过程中，除了钻井装置运动引起的加速度之外，另外还有钻机起升装置正常起升的加速度，以及开始和结束在深水钻井作业过程中，由于隔水管张力器系统故障、隔水管浮力损失、动力定位系统故障、恶劣天气和其他复杂应急情况等原因，为防止水下设备损坏，保证钻井装置的安（SSTT/DST；42度后，视操船手册与作业工况要求，在通深水钻井作业过程中，司钻必须要随时都可能需要进行钻柱悬挂、剪切和隔水管解脱作业，因此司钻要准确确定钻具接头位置以保证成功进行钻柱悬挂作业。剪切闸板在下入前就要在钻台上进试能成功剪切所有可能通过它的管柱，有些深水钻井装置的防喷器组配备有两套剪切闸板以保证隔水管断开作业能顺利进行。若必须考虑隔水管应急解脱，存在几种特殊作业情形下的注意事项：下部钻具组合在防喷器组中时：当下部钻具组合在通过防喷器组时钻井人员应和定位操作人员沟通，确认的工作状况和海况。应尽可能防止下部钻具组合在通过防喷器组时进行脱开隔水管作业，并事先制定在这种情况下需要进行隔水管脱开作业的钻柱释放应急程序。井涌时：当发生井涌时，推荐利用就近的钻杆接头实施悬挂作业，以保证进行隔水管脱开作业前的钻井处理工作量最小。同时，在被悬挂钻柱中应放入止回阀以控制钻柱OP闸板，若存在较大风险时，视套管的可释放情况，再采取尽快下放套管或拔出套管，使钻杆处于剪切闸板处或处于空井状态。迅速关闭O，确保井安全。但涉及平台与井控安全无论是陆地钻井还是深水钻井，井控的原则是一致的。然而，在不同的环境进行井控时，不同的条件可能会限制井控的一些操作。在深水环境下实施钻井作业，通常地层孔隙深水钻井作业时，阻流压井管线长达几百米甚至几千米，又加上其内径较小，同时由于深水低温高压环境的影响，钻在阻流压井管线中的黏性会有明显增加，管线的压力损耗相当大。在压井时，即使在很低的循环速度下，也容易超过最大允许的环空压力。如（pch）等于井控时计算所得的关井套压（picp，那么眼地层将会额外承受一个等于阻流管线中压耗pc）图15-4-3示，即：pch=scp-返至振动

关井立 阻流回压阻流摩阻（p

控制系统的传输距离较远，系统的响应时间水下防喷

套管

防喷器系统需要承受较高的静水压力和体进入隔水管，会给井控带来更大。因此在深图--

深水环境下容易生成气体水合物，气体水合物一旦生成将很难除去。它可能会阻塞管线、影响防喷器的开关和连接器解脱等，因此在深水作业的各个环节都必须尽可能避免气流体侵入有可能造成关井后压破地层，造成井漏和井喷，甚至可能使该井报废。对于深水钻井，如果发生溢流需要压井，首先要考虑采用非等待方式的工程师法，把事先准备好的压泵入井内，先按计算的钻杆压力曲线泵入，一旦压出钻头，则控制钻杆压力不变，直到压返出到地面。采用工程师法可以降低压井过程中套管鞋处承受的压力。作为选择，如果需要较长的时间准备压，则建议使用司钻法先将溢流循环出井筒，以压井速度向井中泵入钻并使钻经由隔水管返出，记录此时的泵速和泵上面的方法不适用于有眼井段的情况，因按照上面情况眼井段要额外承受一个等于阻流管线中压耗的压力，有可能导致井漏。当有眼井段存在时，可以采用下面的方法以压井速度向阻流管线中泵入钻并经由隔水管返出，此时的泵压就大约等于为避免钻中的岩屑及固相在阻流压井管线中的沉降堵塞，每天应对阻流压井管线在深水环境下，阻流管线较长，压井过程中阻流管线的流动摩阻会引起有效环空压力降低，流速和流体性质不同等因素会影响流动摩阻的大小，所产生的动态允许环空压力若由于返出钻在隔水管中被海水冷却，在井口监测气侵滞后，且监测值不能准确反映实际情况。因此，深水钻井通常使用随钻压力测量工具测量井底压力变化，有条件为了减少深水钻井装置的各种运动对钻池液面监测的影响，需要使用多个传感器来监测钻池液面的变化。通常在钻池每边安置两个或者多个传感器。通过阻流压井管线进行缓慢循环，钻充满隔水管之后停止循环，监测隔水管段钻液面。如果隔水管中钻液面不能保持充满状态而是下降，说明隔水管有泄漏发生。水合物的抑制：在深水钻井时，井筒中低温高压（尤其是泥线附近）的环境有利于水合物的形成。水合物在钻流动情况下形成的可能性很小，因此压井作业时司钻法比等候加好。目前已有很多防止水合物的生成，作业时需要密切关注并采取如下措施：1--1。表-- 步 1以最大泵速向穿过防喷器组的钻柱中泵送钻，并对需要地面钻加热装置，这要根据泵的能力和水深情况而定钻高速流经钻柱中和喷嘴会因摩擦而生热利用经验热模拟软件对泵速、喷嘴等进行优防喷器组由内到外一直到井口连接器处的温度分布需要建模进行2利用“热”放热分解水需要利用化学反应放热，所用化学成分应进行多方面考虑和研3利用遥控水下潜器（ROV）甲醇是很好的水合物抑制剂并能溶解水合物栓塞（但甲醇限制了它的使用）有气体，这种气称为圈闭气（TrappedGas。在陆地钻井时，因为地面压力很小圈闭气开防喷器、敞开隔水管环空时，圈闭气会急剧膨胀，可能导致极其的。因此，深水圈闭气的大小和防喷器组的配置、内径、气体在钻中的溶解程度以及钻的类圈闭气的危害和水深密切相关。当海洋钻井作业水深较浅时，可以关掉最下面的闸板防喷器以井眼，经由压井管线向隔水管中泵入加重钻来将防喷器组和隔水管中的圈闭气循环出来，同时利用隔水管顶端的分流器（转喷器）来防止圈闭气的急剧膨胀带来的危害。对于深水作业，当防喷器组下部井眼的溢流已经全部循环出来后，推荐采用下面通过压井管线泵入压井钻，从阻流管线返出，直到压井和阻流管线内全部充向阻流管线内泵入海水或轻的钻基浆到防喷器组处，从压井管线返回，注意关闭上部防喷器，经由压井管线，用压把阻流管线内的气体和轻浆或海水替如果关井不及时，或防喷器关闭不严，气体可能会上窜到隔水管内。通常关井后要立即检查溢流是否进入到隔水管内。如果关井后隔水管内仍有溢流，需要再关闭一个防喷器如果确认溢流进入到了隔水管内，需要立即关闭分流器，使用增压管线循环排气，通154-4。管线（最小管线（最小球球图14- 动态压井钻井（DynamicKillDrilling）是在无隔水管的上部井段