尼日利亚DP—J井位新胜利一号平台就位施工探讨

摘 要：中石化集团与尼日利亚石油勘探开发合作是响应国家“一带一路”倡议的重要举措，新胜利一号平台在尼日利亚即将施工的DP-J井是海上石油合作的第一口井，本文探讨的是其就位施工，其成功实施将关系下一步勘探开发的开展规模。

关键词：新胜利一号；DP-J井；就位

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.104

“一带一路”既是促进中国经济发展的重要举措，也是中国深度融入世界经济体系的有效途径，为中央企业“走出去”提供了新的重大历史机遇。中石化深耕非洲石油发展，把尼日利亚DP石油合作项目作为中国和非洲的发展与合作的重点进行拓展。DP-J井是中石化新胜利一号平台在尼日利亚即将施工的第一口井，但其浅地层松软，必须进行必要的地基处理才能满足就位施工。

1 新胜利一号平台性能和DP-J井情况

新胜利一号平台为3桩腿平台，桩腿长度82m，直径3.5m，桩靴形状是正八边形、面积109.6m?、直径11.5m、高度1.97m，最大单桩支撑载荷5316t，预压状态下最大预压荷载39171kN，作业水深50m。

由上述分析可见：DP-J井场新胜利一号平台在39.2MN的最大预压载下，桩靴最大截面入泥深度在第二层13.5米位置处，单桩极限承载力达到401.02MN，不会发生刺穿，满足平台承载力安全要求。

2 新胜利一号平台就位可行性分析与土质改善处理方案讨论

2.1 就位可行性分析

新胜利一号需要靠近DP-J井位导管架平台就位作业，受DP-J井位水深（29m）、导管架平台出水高度（28m）等限制，平台桩靴最大入泥深度仅能保证最大为7m左右，此时桩靴位于第一层粉质粘土层中，土质承载力明显不能满足要求。所以，在目前状况下新胜利一号平台不能在DP-J设计井位就位施工。

2.2 土质改善处理方案讨论

土质改善处理就是考虑如何通过工程措施改良桩脚下土质工程特性，使土质状况满足平台就位作业要求，即在DP-J井位桩脚处进行地基处理。

2.2.1 袋装碎石或粗砂墩置换处理方案

平台就位，进行预插桩作业，桩脚入泥13-14m左右拔桩，移走平台。在形成的桩穴处投放袋装碎石或粗砂至距海底面2-3m，而后平台就位，在原桩穴处插桩升船作业。

（1）采用袋装碎石或粗砂可以尽可能降低13.5m深以上粉质粘土不排水抗剪强度仅为2kPa，无法对砂石体有“握裹”作用的影响，保证投放的砂石能够保持一定形态。借助袋装碎石或粗砂自身压密和摩擦力作用可形成似柱形堆体。国内研究与工程实践表明，采用砂石桩工法进行地基处理，要求处理饱和软粘土层不排水抗剪强度要不小于15kPa。

（2）袋装碎石或袋装粗砂总量预计。109.6m2×12m×3=3945.6m3，考虑投放散落损耗、侧向挤出、自身压密等因素（按30%计），预计袋装碎石或袋装粗砂总量5600 m3。

（3）袋装碎石或粗砂单体体积大一些，可有较好的触底作用及防止侧向挤压量过大作用。

（4）考虑升船作业，船体距离海面较高（≥28米），风荷载、钻进平台震动会对“袋装碎石墩”或“袋装砂墩”产生一定影响，所以要严格控制袋装碎石或粗砂投放质量。

投放时用测深仪控制投放高度。

投放袋装碎石或粗砂完毕采用浅地层剖面仪进行探测，了解袋装碎石或袋装砂体状态，检测投放效果。

为保证袋装碎石或粗砂能够准确投入桩穴内、降低损耗，投放需要有导向装置。

（5）上述方案成功与否关键是要通过土质置换形成密实程度较高的“袋装碎石墩”或“袋装砂墩”，所以在平台二次就位插桩作业后要有一定观测时段。

2.2.2 直接在海底投放砂石方案

根据DP-B、SYMP等井位土质调查资料，推测13.5m深以上粉质粘土不排水抗剪强度仅为2kPa，相当于浮泥、流泥～淤泥，投放砂石会直接沉入其中，不但会造成投放砂石量不可预计，而且不能在插桩位置形成砂石墩，也不能保证桩靴最大入泥深度为7m左右。

该方案不确定性因素较多，方案实施效果难以预期。

3 总结

（1）DP-J井位15m深度内土质工程参数，特别是不排水抗剪强度参数与垂向变化对于选择处理方案、估算投放量至关重要。

（2）必须明确平台的艏向及各桩就位的精确位置，在投放作业和平台就位时必须精确导航定位。

（3）要在投放袋装碎石或粗砂完毕后采用浅地层剖面仪进行探测，以了解投放体的状态、检验投放效果。

（4）平台在插桩压载时，一定要缓慢预压，动压和静压交互进行。

（5）平台钻井作业施工过程中，一定要密切观察平臺的稳性，严格按照平台操船手册的要求进行规范操作。大风期间和上料减载时应更加关注。

参考文献：

[1]董星亮等.海洋钻井手册[M].石油工业出版社，2011，02（01）.

[2]GB/T 17503-2009.海上平台场址工程地质勘察规范[S].

作者简介：黄忠平（1971-），男，湖北潜江人，硕士，注册测绘师，高级工程师，副经理，主要从事海洋石油工程勘察测绘工作。