极地钻井装备现状及发展趋势浅析

为了解极地钻井装备水平以及未来的发展趋势,跟踪极地钻井发展动态,促进我国极地钻井技术发展,调研了极地钻井装备现状及发展趋势。为应对北极地区恶劣的自然环境挑战,全球对极地钻井技术研究的投资不断增加,极地钻井装备水平也在不断突破,国外公司先后开发了多种适用于北极地区超低温、多浮冰环境的钻井船、钻井平台等钻井设备。基于国外极地油气钻井装备的快速发展,浅析了极地钻井面临的挑战及目前国外极地钻井装备的发展状况,总结了极地钻井装备的发展趋势,并对未来极地钻井装备发展提出了一些建议。      

南海深水钻井完井主要挑战与对策

近年来,我国深水油气资源的勘探开发不断取得突破,"海洋石油981"半潜式钻井平台的建成更是将我国深水钻井装备提升到了世界先进水平行列,但是,与国外先进水平相比,我国深水钻井完井还存在缺乏作业经验、工艺及技术水平较低、基础理论研究薄弱等问题。在介绍我国南海深水钻井完井技术研究现状的基础上,分析了南海深水钻井完井面临的技术难点,针对我国南海特殊海洋环境、特殊地质条件及离岸距离远给钻井完井带来的特殊挑战,以安全高效钻井完井为聚焦点,给出了需要进一步攻关的一系列关键技术,并提出了发展建议,以期为我国深水钻井完井技术及理论的发展提供借鉴,最终实现我国南海深水油气资源的高效安全开发。      

深水石油钻井技术现状及发展趋势

随着世界深水油气资源不断发现，近几年来深水钻探工作量越来越大。随着水深的增加和复杂的海况环境条件，对钻井工程提出了更高的挑战，钻井技术的难度越来越大。从目前国内外深水钻井实践出发，对深水的钻井设备、定位系统、井身结构设计、双梯度钻井技术、喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、钻井液和固井工艺技术和钻井隔水管及防喷器系统等关键技术进行了阐述，对深水的钻井设计和施工进一步向深水钻井领域发展具有重要导向作用。     

北极深水钻井关键装备及发展展望

随着国际常规油气资源日渐枯竭和国际油价的日益攀升,越来越多的国家和石油公司开始关注北极地区储量丰富的油气资源。我国的冷深海钻井技术尚处于探索阶段,了解北极深海钻井技术进展,对推动我国海洋油气钻井技术进步、保障能源供给安全具有重要的意义。北极深水油气勘探面临海洋环境恶劣、后勤保障困难、生态环境脆弱等难题,使北极深水油气勘探困难重重。通过大量文献调研和技术跟踪,概述了国外北极深水钻井关键装备的主要进展,并从极地破冰船、供给船、钻井船、钻井平台、海冰控制系统、低温钻机等方面,对北极深水油气钻探的关键装备进行了介绍,对北极深水钻井技术的发展趋势进行了分析,提出了一些探索性的观点和建议。      

海洋深水钻井关键技术及设备

随着世界海洋油气资源勘探开发水深的不断增加,海况环境变得更加复杂,钻井难度越来越大,对钻井工程提出了更高的要求。针对深水钻井面临的难点,对喷射下导管技术、动态压井技术、双梯度钻井技术以及微流量控制钻井技术等深水钻井技术进行了阐述,分析了各自特点和适用性,为国内海洋钻井设计和施工进一步走向深水提供指导。     

我国海洋油气钻井装备技术现状及展望

为了促进海洋油气钻井装备技术进步,加快海洋油气勘探开发装备的国产化步伐,介绍了我国浅海及深海油气钻井装备的整体技术现状,重点对海洋动态井架、钻井泵组、管柱自动化处理系统、升沉补偿系统、隔水管系统和水下防喷器等深水钻井核心装备进行了分析,分析结果表明国产海洋油气钻井装备与国外发达国家在装备的自动化水平、智能化水平、关键核...     

中国海油深水钻井技术进展及发展展望北大核心CSCD

中国海油深水钻井技术面临高温高压、深层、盐层等一系列难题和挑战。在经历了跟踪学习、合作引进、自主创新等3个阶段,中国海油实现了从深水到超深水、从深水勘探到开发的重大跨越。为进一步推动深水钻井技术的发展和突破,本文总结回顾了中国海油深水钻井技术的发展,综述了深水钻井设计技术体系构建、环境风险与地质灾害评估及控制技术、深水表层高效钻井技术、深水极窄压力窗口安全钻进技术、深水井控及应急救援关键技术、深水关键技术及装备国产化等技术的现状,从深水精细控压钻井技术、深水轻型修井、深水高温高压开发钻井技术、智能化深水钻井技术等方面对中国海油深水钻井技术的未来进行了展望。中国海油将通过不断的深入探索和自主创新,完善突破深水钻井技术,进而保障中国深海油气的高效可持续开发。     

智能钻井技术研究现状及发展趋势

随着油气勘探开发逐渐向非常规、低渗透、深层、深水等复杂油气领域发展,钻井工程在安全、经济和效率等方面面临一系列难题和挑战。基于大数据和人工智能等前沿技术的智能钻井技术,有望实现钻井过程的超前探测、智能导向、闭环控制和智能决策,从而大幅提高油气井产量和采收率,降低钻井成本,近年来已成为国内外研究热点。详细介绍了国内外智能钻井关键技术的发展现状,包括井眼轨道智能优化、钻速智能优化、智能导向钻井、井下闭环调控、智能监测与决策等技术,并分析了国内外智能钻机、智能钻杆、智能钻头、智能控压钻井系统和智能导向钻井系统等装备的主要进展,指出基于我国人工智能技术的高速发展,需要加强钻井工程与前沿理论、技术的跨界融合,强化协同创新,建立完善的智能钻井理论与技术体系,为实现我国复杂油气资源高效勘探开发和油气发展战略提供技术支撑。      

国产动力钻具在深水喷射中的应用及探讨

深水油气资源日益成为海洋油气勘探的热点，但深水钻井也面临着诸多的困难和挑战，喷射导管技术是解决深水浅层钻井难题的重要技术。该技术在导管内下入动力钻具，利用钻具及导管重力钻进，喷射到达设计导管入泥深度后利用地层的吸附力和摩擦力稳定导管。随着我国深水钻井作业的增多，实现动力钻具的国产化以及提高动力钻具的综合性能以达到提高喷射整体效率充满必要性。南海西部海域两口深水井国产动力钻具的成功应用验证了国产动力钻具的作业能力，也展现了国产动力钻具在深水钻井中的良好应用前景。     

极地冷海钻井技术挑战及关键技术

北极冷海地区油气资源丰富,是目前国际石油公司关注的热点,了解极地冷海钻井技术挑战和关键技术现状,对推进极地冷海钻井技术进步、实现极地冷海油气资源的高效开发具有重要意义。为此,通过大量文献调研和实地考察,分析了国内外极地冷海钻井装备及关键技术的现状和主要研究进展,得到了以下认识:恶劣的作业环境、长距离的后勤保障和苛刻的环保要求,是极地冷海油气勘探开发面临的首要难题;坐底式平台、人工岛、抗冰自升式平台和浮式平台等是目前极地冷海钻井作业采用的关键装备,低温钻机、全封闭抗冰平台及耐低温新型材料等是极地冷海钻井亟待突破的关键装备及材料。调研分析认为:冻土层钻井技术、低温钻井液和固井技术、万米大位移井钻井技术、极地灾害风险评价及控制技术和钻井废弃物环保排放技术是未来极地冷海钻井技术的主要攻关方向,是实现极地冷海油气资源高效开发的关键。      

喷射导管技术在深水钻井作业中的应用

深水油气日益成为海洋石油勘探开发的热点，但深水钻井作业面临着许多难题和挑战，喷射导管技术是解决深水浅层钻井难题的技术之一。该技术采用在喷射管柱内下动力钻具的方式，用钻入泥线以下的管串自身重力钻进，喷射到位后利用地层的粘附力和摩擦力稳固住导管，起出送入工具和管内钻具，完成导管的安装。喷射导管技术可避免因水泥浆密度过大而压破地层，也可避免深水由于低温等因素影响固井质量。我国第一口水深超千米的深水井——荔湾3-1-1井利用该技术成功完成了导管的安装，井口装置没有出现井口失稳的问题。随着我国深水勘探步伐的加快，越来越多的深水区块将投入勘探开发，喷射导管技术具有良好的应用前景。     

深水平台用的石油装备的新发展

介绍了深水平台上的新型钻机和深水新钻井工艺用的装备,以及连续管新技术及其在深水平台上的装备。     

海洋深水钻井力学与控制技术若干研究进展

深水钻井是深水条件下海洋油气工程关键环节之一。与近海浅水钻井不同，深水钻井必须面对更为复杂的海洋深水环境和作业条件，面临"下海、入地"的双重挑战，需要使用浮式钻井作业平台，采用特殊的深水管具系统（包括深水导管、送入管柱、钻井隔水管、套管柱等）、水下智能控制系统等，建立安全稳定的水下井口与钻井系统，具有高科技、高投入及高风险等基本特征。深水钻井管具是实施深水钻井工程不可或缺的基本工具，深水钻井管具系统在服役过程中受到海洋深水环境载荷和作业载荷的作用，表现出复杂的力学行为。通过主要介绍深水送入管柱、深水导管、深水钻井隔水管及深水水下井口等方面的研究进展，对深水钻井管具力学研究与工程实践具有参考价值。     

深水表层钻井关键技术及装备研究应用现状

深水表层钻井直接决定深水钻井作业的成败。为此,调研了深水表层钻井遇到的问题,分析并总结了动态压井、喷射下导管钻井、无隔水管钻井、双梯度钻井、人工海底和三维地震等深水表层钻井关键技术及其装备的原理、技术特点、适应能力及技术难点。针对深水表层钻井遇到的困难和风险,应建立"预防为主,综合控制"的理念,增加风险预测和监测的研究。钻前应用三维地震等技术对浅层危害进行预测,降低事故发生率;在钻导管段时,将动态压井钻井和旋转导向控制技术联合使用,以提高导管下入的成功率和质量,最终实现"安全、高效、优质"钻井。     

西非深水钻井实践与认识

JDZ B-1井是中石化作为作业者完成的第一口海洋深水探井,该井位于西非几内亚湾尼日利亚—圣多美和普林西比联合开发区内,作业水深1 655 m。井区地质情况较为复杂,地层破裂压力低,钻井作业压力窗口窄,井眼稳定性差。特别是该井目的层距海底泥线浅(只有778 m)以及目的层段长等,给钻井工程设计带来了诸多挑战。针对钻井施工中面临的挑战与深水钻井的特点,从井身结构设计到施工中均采取了合适的钻井技术和措施,有效地解决了问题,取全取准了各项资料,高效、优质地完成了该井的施工任务。该井的成功完钻,为中石化海洋深水钻井积累了经验,可供该区域及国内海洋深水钻井借鉴。     

深水无隔水管泥浆举升钻井系统配置及安装流程

在对深水无隔水管泥浆举升钻井系统关键设备和水力学计算结果分析的基础上,提出了水深500m和1 500m情况下的无隔水管泥浆举升系统配置方案。针对不同水深情况,给出系统布放方案选择的原则,提出舷侧布放和月池布放2种方案,并对不同布放方案的优缺点进行分析。结合目前无隔水管泥浆举升钻井工艺应用情况,对不同水深情况下系统安装的平台准备和水下设备下入流程进行分析。通过对无隔水管泥浆举升钻井系统与现有海洋装备的匹配及其配置与安装流程制定的研究,对于经济有效地达到钻井目标具有重要指导意义。     

Research on deepwater synthetic drilling fluid and its low temperature rheological properties

With the rapid development of deepwater drilling operations,more and more complex technical challenges have to be faced due to the rigorous conditions encountered.One of these challenges is that the drilling fluid used must had good rheological properties at low temperatures and high ability to inhibit hydrate formation.Synthetic drilling fluid has been widely applied to deepwater drilling operations due to its high penetration rate,excellent rheological properties,good ability to prevent hydrate formation,and high biodegradability.A synthetic drilling fluid formulation was developed in our laboratory.The rheological properties of this drilling fluid at low temperatures (0-20 °C) were tested with a 6-speed viscometer and its ability to inhibit hydrate formation was evaluated at 20 MPa CH 4 gas and 0 °C by differential scanning calorimetry (DSC).Several factors influencing the low temperature rheological properties of this synthetic drilling fluid were studied in this paper.These included the viscosity of the base fluid,the amount of CEMU and organic clay,and the water volume fraction.     

深水表层动态压井钻井液增黏剂的研制

针对海洋深水表层钻井过程中钻井液用量大的技术特点,研制出了适用于动态压井钻井液的增黏剂ZVS,并在此基础上构建了深水表层动态压井钻井液体系。室内研究表明,研制的增黏剂在基浆中预先钝化后不起增黏作用,可满足动态压井钻井液体系基浆的可泵送性;当与加入激活剂的大量海水混合后,增黏剂迅速发挥增黏作用,能满足海洋深水钻井的需求;构建的动态压井钻井液体系基浆具有良好的可泵送性,经海水稀释并激活后,能满足深水钻井的要求。     

中国海洋石油集团有限公司深水钻完井技术进展及展望

近年来，深水区域成为油气资源重要的潜力区与增长极。中国海洋石油集团有限公司（中国海油）在深水领域从跟踪学习、对外合作到自主创新，目前在西非、巴西、墨西哥湾均拥有深水权益区块，已安全高效完成40余口深水井钻完井作业，正在稳步推进中国首个自营深水气田的开发作业。中国海油已经掌握了深水钻完井系列技术，在深水隔水管、深水浅层安全高效钻井、深水测试和完井、深水井控及应急救援等方面形成了技术体系。面向未来，中国海油将聚焦深水高温高压、超深水、深水深井、深海天然气水合物等领域，进一步发展作业风险控制及安全应急技术，着力实现信息化、智能化、国产化，助推中国海洋石油工业走向更深、更远。