A site-specific interpretation of sensitivity and remolded undrained shear strength for the design of mudmats on soft clays

Deepwater subsurface exploration has become an increasingly important field in the oil and gas industry, due to the exponential growth of energy consumption during the last decades. The seabed in these regions is characterized by soft sediments with low shear strength near the seafloor level, which presents significant challenges when designing offshore structures. Reliable design of these structures, which is essential for the safety and functionality of marine infrastructure projects, requires an accurate assessment of the geotechnical properties. Consequently, extensive in-situ and laboratory testing campaigns are conducted. The interpretation of the investigations, especially the in-situ tests, relies on numerous correlations which are used for design. However, the majority of these correlations are site-specific, which can lead to inaccurate soil properties assessment if not properly validated. This can significantly impact the geotechnical design of structures, thereby increasing project costs. The present study addresses a specific site in West Africa, which is known for its challenging soil conditions characterized by high sensitivity, thixitropic behavior, and high plasticity. The investigation aims at assessing the impact of variations in soil sensitivity and remolded undrained shear strength, using literature-based correlations, on the design of the installation and decommissioning phases of skirted mudmats. The analysis includes various geometrical configurations to evaluate the influence of these parameters. The assessment of the soil properties relied on the analysis of T-Bar penetrometer data and laboratory test results. The study highlights the need to develop site-specific correlations to improve the accuracy of parameter estimation. The research demonstrates that even under significant sensitivity overestimation, full mudmat penetration can be achieved. Sensitivity is shown to be a critical parameter influencing uplift capacity during retrieval. The effect of skirt length on uplift capacity is also analyzed.

L'esplorazione del sottosuolo in acque profonde è diventata un settore di rilevanza nell'industria del petrolio e del gas, a causa della crescita del consumo di energia negli ultimi decenni. I sedimenti del fondo marino di queste regioni sono soffici e con una bassa resistenza al taglio in prossimità del livello del fondale, il che rappresenta una sfida per la progettazione di strutture offshore. Una progettazione affidabile richiede la valutazione accurata dei parametri geotecnici che implica ampie campagne di prove in situ e di laboratorio. L'interpretazione delle indagini, soprattutto delle prove in situ, si basa su numerose correlazioni utilizzate per la progettazione. Tuttavia, molte di queste correlazioni sono specifiche per il sito, il che può portare a una valutazione imprecisa delle proprietà del terreno se non convalidate. Ciò può influenzare significativamente la progettazione geotecnica delle strutture, aumentando i costi del progetto. Il presente studio si concentra su un sito specifico dell'Africa occidentale, noto per le condizioni di terreno difficili, tra cui elevata sensitività, comportamento tixotropico ed elevata plasticità. L'obiettivo è valutare l'impatto delle variazioni di sensitività del terreno e della resistenza al taglio non drenato rimaneggiato, utilizzando correlazioni bibliografiche, nella progettazione delle fasi di installazione e smantellamento dei mudmats. L'analisi include diverse configurazioni geometriche per valutare l'influenza di questi parametri. La valutazione delle proprietà del terreno si è basata sull'analisi dei dati da T-Bar e dei risultati di prove di laboratorio. Lo studio evidenzia la necessità di sviluppare correlazioni sito-specifiche per migliorare l'accuratezza della stima dei parametri. La ricerca dimostra che, anche in presenza di una significativa sovrastima della sensitività, può essere raggiunta la piena penetrazione del mudmat. Si dimostra che la sensitività influenza in modo significativo la capacità di sollevamento durante il recupero, incidendo sui costi del progetto a causa della prolungata presenza della nave in sito. Sono stati analizzati anche gli effetti della lunghezza delle skirts sulla capacità di sollevamento.