海洋水合物地层导管吸力锚贯入安装负压窗口分析

秦源康 刘康 陈国明 张爱霞 朱敬宇 夏开朗

1. 中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心；2. 中国石油集团海洋工程有限公司

天然气水合物主要分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中［1］，我国海域具有广阔的天然气水合物资源，据国土资源部研究估算，仅南海水合物的资源量就达到640 亿吨油当量［2］。然而，海洋天然气水合物储层埋藏浅，土壤弱胶结、地层承载力低，在浅层软土中进行喷射钻井易造成土层结构破坏，因此试采时往往会面临井口承载能力不足、井口失稳等问题。目前，国外在多个浅层油气开发项目中采用吸力锚表层建井技术，将导管大幅缩短并集成到吸力锚中形成导管吸力锚 CAN(Conductor Anchor Node)。该装备利用吸力锚贯入安装技术实现表层建井，这种建井方式安装效率高、井口承载能力强，在实际应用中取得优异的效果［3-4］。导管吸力锚可大幅提升深水井口的稳定性。然而，相较于常规吸力锚贯入阻力大，自重贯入深度浅，同时顶盖受载面积减小，导致需求负压增大、负压窗口变窄，贯入安装难度大幅提高，因此有必要对导管吸力锚贯入安装负压窗口定量预测方法进行进一步研究。

导管吸力锚贯入安装过程可分为自重贯入和负压贯入2 个阶段，贯入过程主要受到侧壁和端部阻力。目前，国内外学者已对黏土中吸力锚贯入过程进行深入研究。API 规范［5］和DNV 规范［6］给出了吸力锚沉贯阻力、需求负压和容许负压的计算公式，但未考虑吸力对贯入阻力的影响。……