摘要
超深水钻井过程中，开阔海域作业能有效降低作业成本。但受超深水超浅层环境的影响，面临着浅水涌浪引起电缆测井仪器摇摆、电缆测试仪器“进洞”困难和开阔海域作业井下安全隐患大等困难和挑战。对此，针对性下入20 in套管封隔浅层涌浪，形成有效封隔；充分利用水下机器人（ROV）的辅助作用，保障仪器成功“入洞”；严格控制仪器起下速度，采用“水下ROV+平台控制面板”双重监测模式，确保作业安全。在南海琼东南盆地的多口超深水探井成功开展了多趟电缆测井作业，获取了详细的测井资料，同时大幅度降低了作业成本。该作业实践为后续超深水开阔海域作业积累了宝贵的经验，为海洋油气勘探开发增储上产、降本增效提供了强有力的技术解决方案。
国际能源署数据显示，近10年发现的超过1亿t储量的大型油气田中，海洋油气占到60%，其中一半是在水深500 m以深的深
目前为止，对于“双超”条件下的天然气聚集成藏、储层物性岩性含气性等尚未开展系统研究，究其原因，主要是缺少相关详细资料。测井信息能够有效评价油、气、水层，计算含油气岩系的孔隙度、渗透率和含油气饱和度，是研究生油层、盖层及油气的生、储、盖组合和油储储量参数、地下流体性质、分布状况等重要信息的重要依
考虑到超深水起下隔水管和防喷器、起下钻杆等会显著增加作业成本，采用开放式的钻井形式，即不下隔水管和防喷器，不建立在钻井液循环的条件下进行钻
“双超”环境下的开阔海域电缆测井面对的难点与挑战主要体现在以下3个方面：浅水涌浪引起电缆测井仪器摇摆、电缆测试仪器“进洞”困难、开阔海域作业井下安全隐患大，如
图1 开阔海域电缆测井
超深水开阔海域作业，最大的特点是受到涌浪的影响，没有隔水管的保护作
在超深水开阔海域水下作业，没有隔水管的引导作用，电缆下放仪器指向性差，仪器可能会大距离偏离水下井口，无法精准“入洞”。使用水下机器人（ROV）进行水下实时监测时，晃动的测井电缆与漂动的ROV铠装缆极易发生打扭缠绕的现象。同时，电缆测试仪器属于精密仪器，在ROV的机械手臂抓取仪器辅助“入洞”的过程中，电缆测试仪器易造成不可估的损伤，影响后续测井作业。
针对浅水飞溅区涌浪导致仪器摇摆问题，创新下入20 in（1 in=25.4 mm，下同）套管“人造封隔层”，有效隔断浅水涌浪影响。套管下入深度、防脱落是关键点。综合考虑天气海况和极限安全作业水深，设置套管下入深度大于浅水涌浪区底深、平台推进器扰动区和ROV安全作业深度。优选20 in套管扣型，优化上扣扭矩，每根加装防转块，套管连接处画白线监测套管情况，防止旋转脱落。同时，采用C盘支撑测井仪器进行组装，将套管坐底，减少组合风险，如
图2 下入“人造”封隔层
针对电测仪器“进洞”困难问题，充分发挥ROV“水下眼睛”及机械手臂辅助作
图3 ROV辅助测井仪器起下
针对开阔海域电缆测井井控监测需求，在电缆上划线，实时监测仪器状态及井口液面。根据测井深度反算井口处电缆长度，间隔划线，便于观察。严格控制仪器上提下放速度，同时ROV在泥线处上流向监测，观察井筒液面判断井下状态，规避因压力波动引起的溢流、漏失。平台测井工作间时刻关注控制面板，确认电缆和马笼头受力状态，严格控制仪器上提下放速度及遇阻量，降低仪器落井风险，如
图4 测井工作间控制面板
针对电缆测井过程中仪器在井筒内运动时遇阻、遇卡等异常问题，做出清晰明确的判断，建立了多点张力监测机制：（1）在电缆测井滑轮组上端配备张力监测传感器，用以监测电缆的张力变化；（2）在电测仪器串马笼头上安装张力计，用以监测仪器运动状态。根据不同的张力变化情况，可精准判断具体遇阻（卡）位置。在上提运动过程中，若电缆张力增大，马笼头张力正常，则判断电缆遇卡；若电缆张力与马笼头张力均增大，则判断仪器串遇卡。在下放过程中，若电缆张力减小，马笼头张力正常，则判断电缆遇阻；若电缆张力与马笼头张力均减小，则判断仪器串遇阻。当发生遇阻（卡）情况时，需坚持反向处理原则，防止情况恶化，即当上提遇卡时，先下放活动正常后再尝试上提，同理，当下放遇阻时，先上提活动正常后再尝试下放。
针对电缆测井仪器遇阻、遇卡，上提下放均无法正常活动问题，为防止电缆拉断落入井内，增加后期仪器打捞难度，在电缆测井马笼头处配备固定拉断力的弱点。弱点的拉断力小于电缆拉断力，当过提拉力超过弱点拉断力时弱点被拉断，马笼头及以下仪器串落入井内，电缆可完整回收。此外马笼头具备有标准外径和打捞槽、打捞帽，以便打捞工具打捞，且避免下入井内的仪器在打捞过程中受损。
随钻工具测量与数据传输需要保障钻柱内的流体连续性（大排量/高泵压），但大排量会导致超浅层弱胶结层段井径扩大，严重影响后续电测仪器工作性能。对此，基于在钻杆内限流制造正压差激活随钻工具的设计理念，设计了用于超深水超浅层开路钻进随钻测井的井下增压限流装置。该装置可提升钻具内外压差，保障钻具内部流体的连续性，提高了随钻测井工具在开路作业中的工作稳定性，有效保障了数据回传信号质量。由于该装置只调控钻柱内压力，对环空基本无影响，弱化了环空流体对井壁的冲刷，能有效保护井径。井下增压限流装置结构设计如
图5 井下增压限流装置结构示意
A井为南海琼东南盆地的一口超深水探井，水深1558 m，井深1830 m，全井进尺272 m。该井主要钻探目的为获取详细的测井数据，落实区块主要目的层位含气性及储量规模，同时为区块钻完井设计、开发方案制定等提供基础数据。
在钻进期间采用密度为1.10 g/c
测井期间天气海况良好，风速8~9 m/s，浪高1.5 m，平台升沉0.2 m。测井作业前，下入20 in LZ-2扣型套管120 m（海面以下约90 m），上扣扭矩34 kN·m。测井仪器在20 in套管中下放速度<15 m/min，出套管后以<40 m/min的速度下放，在海水中，ROV以相同的速度和测井仪器串同步下放。当仪器下放至距离井口2~3 m时，以1 m/min的速度缓慢下放，ROV使用辅助推拉杆辅助仪器“入洞”。仪器进入井后下放速度≤10 m/min，ROV在远处观察仪器入井情况，直到仪器串全部入井。上提仪器进行测井时，上提速度<5 m/min，遇阻量控制在18 kN以内，若遇阻量过大，下放多次尝试上提提活。测井期间，ROV在井口安全距离外，时刻关注井口液面状态，如有异常立即停止仪器活动。
通过下入20 in套管封隔浅层涌浪、ROV辅助测井仪器起下和“ROV水下+平台控制面板”双重监测等措施，该井成功实现测压取样、旋转井壁取心和核磁共振三种测井，成功取到详细测井资料。期间未发生电缆缠绕、仪器受损和井下漏失/溢流等问题。首次成功实现了超深水探井开阔海域电缆测井，化“闭”为“开”，未出现复杂情况，平均单井节约作业费用2260万元。同时，为后续超深水开阔海域作业积累了宝贵的作业经验，为海洋油气勘探开发增储上产、降本增效提供了强有力的技术解决方案。
针对超深水钻井开阔海域电缆测井面对的困难与挑战进行详细分析，摸索相应措施，并在南海琼东南盆地多口超深水探井进行应用。主要结论与建议如下：
（1）受超深水超浅层环境的影响，开阔海域电缆测井作业面临着浅水涌浪引起电缆测井仪器摇摆、电缆测试仪器“进洞”困难和开阔海域作业井下安全隐患大等困难和挑战。
（2）通过采取下入20 in套管封隔浅层涌浪、ROV辅助测井仪器起下和“ROV水下+平台控制面板”双重监测等措施，成功实现多趟电缆测井，成功取到详细测井资料，节约了作业成本。
（3）更为详细的技术指标（如仪器上提下放速度、ROV站位等）可进一步开展优化研究，形成超深水开阔海域电缆测井作业规范。
参考文献
张功成，屈红军，张凤廉，等.全球深水油气重大新发现及启示［J］.石油学报，2019，40（1）：1-34，55. [百度学术]
王陆新，潘继平，杨丽丽.全球深水油气勘探开发现状与前景展望［J］.石油科技论坛，2020，39（2）：31-37. [百度学术]
杨进，曹式敬.深水石油钻井技术现状及发展趋势［J］.石油钻采工艺，2008（2）：10-13. [百度学术]
李军，杨宏伟，张辉，等.深水油气钻采井筒压力预测及其控制研究进展［J］.中国科学基金，2021，35（6）：973-983. [百度学术]
石玉江，杨林，章海宁，等.复杂与非常规油气层测井技术及应用［M］.石油工业出版社，2022. [百度学术]
张晓东，王海娟.深水钻井技术进展与展望［J］.天然气工业，2010，30（9）：46-48，54，123-124. [百度学术]
高德利，张辉.无隔水管深水钻井作业管柱的力学分析［J］.科技导报，2012，30（4）：37-42. [百度学术]
陈浩文，王林清，王偲，等.400 m级无隔水管泥浆回收系统研发及海试［J］.钻探工程，2023，50（6）：37-44. [百度学术]
王芳，万磊，徐玉如，等.深水半潜式钻井平台动力定位实时交互仿真系统［J］.哈尔滨工程大学学报，2011，32（11）：1395-1401. [百度学术]
罗鸣，高德利，黄洪林，等.深水浅层呼吸效应机理及影响因素分析［J］.钻井液与完井液，2022，39（6）：668-676. [百度学术]
陈卓.深水浅部弱固结地层力学性质研究及其在工程实践中的应用［D］.北京：中国石油大学（北京），2021. [百度学术]
陈卓，邓金根，蔚宝华.修正剑桥模型在深水浅层石油钻井井壁稳定中的应用［J］.力学与实践，2019，41（3）：288-293. [百度学术]
燕奎臣，俞建成，张奇峰.深水油气开发中的水下机器人［J］.自动化博览，2005（5）：116-118. [百度学术]
