張建勇 杜小強(qiáng) 劉煜堃 李先達(dá)(中海油田服務(wù)股份有限公司油田技術(shù)事業(yè)部深圳基地,廣東 深圳 518000)
內(nèi)波流是南海常見的一種海流,其形成機(jī)制復(fù)雜,難以觀測(cè)和預(yù)警,其產(chǎn)生應(yīng)具備兩個(gè)條件,一是流體密度穩(wěn)定分層;二是要有擾動(dòng)源,兩者缺一不可。不同層位的海水由于鹽度、溫度的不同,以及潮流和地形的相互作用,便會(huì)出現(xiàn)密度分層,即在水平方向的不均勻性,經(jīng)大氣壓力變化、地震(海底小型地震)影響以及船舶運(yùn)動(dòng)等外力擾動(dòng),就可能在海水內(nèi)部引發(fā)起內(nèi)波;
海上油氣開發(fā)有高風(fēng)險(xiǎn)、高科技、高投入等特點(diǎn),在風(fēng)險(xiǎn)方面,天氣因素是很重要的一個(gè)方面,和臺(tái)風(fēng)一樣,內(nèi)波流也是一種非常特殊的自然風(fēng)險(xiǎn),其規(guī)律性差,難以提前預(yù)警,同時(shí)其能量巨大,在內(nèi)波流經(jīng)過時(shí)會(huì)導(dǎo)致半潛式鉆井平臺(tái)瞬間漂移,不管是動(dòng)力定位還是錨泊定位的鉆井平臺(tái),一旦超過其偏移距,都會(huì)導(dǎo)致水底井口及防噴器等彎曲變形,甚至斷裂,對(duì)鉆井設(shè)備造成嚴(yán)重破壞,如果平臺(tái)當(dāng)前正在進(jìn)行鉆井、測(cè)試、測(cè)井等作業(yè),就也會(huì)造成嚴(yán)重的井下事故。
測(cè)井作業(yè)安全前提是平臺(tái)安全,如果在測(cè)井作業(yè)期間遭遇內(nèi)流波天氣,對(duì)鉆井以及測(cè)井都是非常嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
當(dāng)前主要的預(yù)警方式有兩種:一是布放內(nèi)波流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)浮標(biāo),二是采用拖輪遠(yuǎn)距離守護(hù)預(yù)警。
以上兩種方式在某種程度上原理是一樣的,即在可能出現(xiàn)內(nèi)波流的來向上,提前進(jìn)行監(jiān)測(cè)并預(yù)警,平臺(tái)根據(jù)內(nèi)波流的大小和方向提前進(jìn)行應(yīng)對(duì)。在內(nèi)波流流速較小的情況下,對(duì)于動(dòng)力定位平臺(tái),會(huì)提前調(diào)整船首向,增加推進(jìn)器馬力,往內(nèi)波流來向方向上進(jìn)行反向推進(jìn),以減少漂移量,對(duì)于錨泊定位平臺(tái),通常是采用大馬達(dá)拖輪提前接拖,在內(nèi)波流到來時(shí),通過拖輪拖拽方式來降低錨張力,以減小錨鏈走錨、斷裂以及平臺(tái)漂移的風(fēng)險(xiǎn)。
通過布放浮標(biāo)以及拖輪守護(hù)一般可以提前1到2個(gè)小時(shí)進(jìn)行內(nèi)波流的預(yù)警,測(cè)井應(yīng)急預(yù)案正是建立此基礎(chǔ)上,應(yīng)急預(yù)案的原則是:提前預(yù)警、溝通順暢、反應(yīng)迅速,以便盡可能快的將井下儀器提至水下防噴器以上,時(shí)間允許的情況下提至井口。
應(yīng)急預(yù)案包括以下幾點(diǎn):
1.2.1 內(nèi)波流的信息收集
目前國(guó)家海洋局等政府主管部門會(huì)給平臺(tái)提前發(fā)布內(nèi)波流預(yù)測(cè)報(bào)表,提示當(dāng)前海域發(fā)生內(nèi)波流的概率及強(qiáng)度,測(cè)井人員到達(dá)平臺(tái)后要及時(shí)收集相關(guān)信息。
1.2.2 安全會(huì)議
針對(duì)特殊時(shí)期的測(cè)井作業(yè),必須要在客戶代表的組織下召開安全會(huì)議,參會(huì)人員應(yīng)該包括:鉆井、測(cè)井監(jiān)督、平臺(tái)方、錄井、泥漿、電測(cè)人員,討論作業(yè)風(fēng)險(xiǎn),形成應(yīng)對(duì)方案。
1.2.3 測(cè)井項(xiàng)目交底
由測(cè)井監(jiān)督和測(cè)井人員介紹各系列測(cè)井特征及影響。
如第一趟測(cè)井項(xiàng)目通常為常規(guī)大滿貫作業(yè),帶放射源,同時(shí)有極板類儀器;
如第二趟測(cè)井項(xiàng)目通常為測(cè)壓取樣,定點(diǎn)測(cè)量,靜止時(shí)間長(zhǎng),雙封隔器等解封時(shí)間比較長(zhǎng);
照此類推,要求參會(huì)代表對(duì)于各趟作業(yè)特點(diǎn)都有所了解,同時(shí)根據(jù)每趟作業(yè)的特點(diǎn),詳細(xì)計(jì)算從井底(或者是定點(diǎn)測(cè)量點(diǎn))到上提至井口的時(shí)間。
1.2.4 應(yīng)急預(yù)案的執(zhí)行
通訊暢通:測(cè)井期間各部門通過對(duì)講機(jī)、電話等溝通,保證通訊暢通。
加強(qiáng)監(jiān)控,及時(shí)獲取內(nèi)波方向流速等信息,當(dāng)檢測(cè)到內(nèi)波來襲,由客戶代表通知終止作業(yè),測(cè)井小隊(duì)迅速停止作業(yè),回收推靠臂、取樣探針、取心鉆頭等,以最快速度上提儀器,并實(shí)時(shí)匯報(bào)儀器底部深度,盡可能將儀器提至防噴器之上。
平臺(tái)方也應(yīng)安排各崗位人員在中控、鉆臺(tái)、錨機(jī)等處值班待命。
1.2.5 測(cè)井方案優(yōu)化
針對(duì)內(nèi)波流等特殊天氣作業(yè),應(yīng)盡可能優(yōu)化測(cè)井方案并向客戶提出建議:
1.2.5.1 對(duì)已經(jīng)取得隨鉆放射性資料的井眼,建議取消電纜放射性作業(yè),減少放射源作業(yè)風(fēng)險(xiǎn);
1.2.5.2 測(cè)壓取樣盡可能使用單探針或者速星等收腿快的坐封工具,且盡可能提前取得備份樣,以免內(nèi)波流來襲而不得不解封中止作業(yè);
1.2.5.3 優(yōu)化取樣、取心點(diǎn)數(shù),重點(diǎn)層位優(yōu)先;
1.2.5.4 執(zhí)行力強(qiáng),令行禁止;
1.2.6 其它注意事項(xiàng)
1.2.6.1 內(nèi)波流天氣期間平臺(tái)升沉難以預(yù)估,所以要特別注意補(bǔ)償器效果,補(bǔ)償繩需滿足額定要求,張力繩要采取安全措施。
1.2.6.2 如果內(nèi)波流突然來襲,沒有上提測(cè)井儀器的時(shí)間,則由司鉆通知電測(cè)工作間需要剪斷電纜。
1.2.6.3 在已經(jīng)預(yù)測(cè)到內(nèi)波流的大小,同時(shí)平臺(tái)認(rèn)為無法抵抗的情況下,唯一的辦法是提前停止測(cè)井作業(yè),平臺(tái)關(guān)閉水下防噴器,應(yīng)急解脫水下井口(錨泊定位平臺(tái)會(huì)放松錨鏈),等待天氣。
在本次作業(yè)期間受天文大潮影響,預(yù)測(cè)有較大的內(nèi)波流經(jīng)過。
電測(cè)作業(yè)認(rèn)真執(zhí)行預(yù)案規(guī),在客戶規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成作業(yè)后,平臺(tái)關(guān)閉了水下BOP,解脫LMRP連接器,放松錨鏈,原地待命等待內(nèi)波流經(jīng)過后才恢復(fù)作業(yè)。
由于內(nèi)流波形成原因復(fù)雜,在不同的觀測(cè)點(diǎn)位會(huì)有不同的監(jiān)測(cè)或者預(yù)測(cè)結(jié)果,因此我們現(xiàn)有的應(yīng)急預(yù)案可能不足以應(yīng)對(duì)這種復(fù)雜的自然風(fēng)險(xiǎn),在此種環(huán)境下作業(yè),測(cè)井人員和客戶現(xiàn)場(chǎng)代表應(yīng)保持有效溝通,在客戶現(xiàn)場(chǎng)代表的監(jiān)督和指導(dǎo)下進(jìn)行作業(yè)。
筆者進(jìn)行深水電纜測(cè)井作業(yè)近3年,對(duì)于目前深水作業(yè)中的一些特殊情況也正處于探索和研究階段,本文只是個(gè)人對(duì)于內(nèi)波流天氣測(cè)井作業(yè)的一些認(rèn)識(shí),有不準(zhǔn)確的地方希望各位專家批評(píng)指正。