深水深层井钻井关键技术发展与展望

随着海洋油气勘探开发的不断深入,深水深层井(简称双深井)已成为全球勘探开发热点.双深井比常规深水井面临更加复杂的井下地质环境、海洋环境,作业的风险更大.近年来,随着深水钻井作业的不断进步,当前已初步形成了一套双深井钻井关键技术,包括井身结构、控压钻井、钻井液体系、固井工艺、井控、水下井口、井筒完整性等7个方面.双深井钻...     

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。     

深水钻井技术进展与展望

深水钻井指作业水深大于400 m而小于1500 m的海洋钻井作业。为减少甚至避免深水钻井中由于地层破裂压力低、浅层流体入侵井筒、页岩不稳定性、天然气水合物问题、海底低温等引发的诸多严重钻井事故,总结了能够缓解部分钻井危险的深水钻井技术,例如:喷射下导管技术、动态压井技术、深水钻井液技术、随钻测井与随钻环空压力测量技术等。针对深水钻井新技术,包括无隔水管套管钻井技术、无隔水管钻井液回收技术、控制压力钻井技术等,分析并总结了各项新技术的应用优势和基本原理,以期为深水油气田勘探开发提供理论依据和现场应用指导。同时,还可为实现智能钻井提供相关的技术支撑。     

深水钻井井筒压力预测与控制方法研究进展

深水油气资源储量丰富,勘探开发前景十分广阔。井筒压力预测与精准控制对于提高深水油气钻井成功率及施工效率至关重要。为了避免钻井过程中喷、漏、卡、塌等井下复杂情况的发生,其关键点是对井筒压力进行精确预测,进一步采取有效的压力控制措施。以井筒压力预测模型为前提、压力控制为主线,系统阐述了深水油气钻采的单相流、多相流井筒压力预测模型以及单梯度、双梯度、多梯度控压钻井方法基础研究的新进展。结合目前井筒压力预测与控制方法的研究现状,提出了控压钻井技术的重点攻关方向,如酸性气体气侵后井筒流动规律、多梯度控压钻井新方法与配套装备、智能化钻井与井控系统等。该研究成果可以为控压钻井的理论发展与工艺设计提供一定的参考。通过对比研究国内外海洋控压钻井技术的特点、核心装备、工作原理及适应性等,明确不同控压钻井技术的优势与不足之处,综合考虑中国深水区域的地质结构、施工环境与经济效益,对控压钻井技术的发展提出相关建议。     

深水井控成功实践与技术分析

深水井控是深水钻井的核心问题。海洋深水井控面临着井涌监测困难、地层承压能力弱、井涌余量小、阻流管线摩阻大、地层呼吸效应、气体水合物、圈闭气等诸多困难和挑战。文中以中海油在西非实施的某深水井压井成功实践为例,通过井控作业过程的分析,对深水井控技术进行研究和探索,为深水钻井井控作业提供参考。     

西非S深水区块裂缝性碳酸盐岩地层控压钻井技术

西非S区块上部泥岩地层钻井压力窗口窄,下部裂缝性碳酸盐岩地层漏失严重、含硫化氢、地质不确定性高,控压钻井技术是应对这些问题比较成熟的技术,但单项控压钻井技术无法同时解决上述问题。根据环空压力动态控制钻井技术可解决泥岩井壁稳定性问题以及加压泥浆帽钻井技术可解决钻井液严重漏失情况下含硫化氢地层井控问题,提出了一种将两项独立控压钻井技术进行组合应用的新技术。从控压装备共用、技术方案转换、施工关键点决策3个方面进行了研究。实例应用表明,该控压钻井组合技术可有效解决同一井内井壁稳定、漏失、井控等多项复杂问题,相比单项控压钻井技术应用效果更好。该研究对该区块及类似地层后续勘探开发作业具有指导意义。     

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。     

深水平台控压钻井技术浅析

窄密度窗口、漏溢同存、高温高压已成为深水钻井实现安全高效钻探所面临和亟待解决的难题。控压钻井技术已在我国陆地和浅海取得良好应用效果，国内深水领域还未系统开展控压钻井工艺和装备的攻关研究。调研分析我国南海某工区钻井工程需求，文章在此提出将旋转控制头安装在张力环下方的深水控压钻井技术，从系统的组成和功能方面阐述控压钻井隔水管水下子系统和控压钻井平台管汇系统；从平台工作状态、控压钻井隔水管水下子系统部署时序、钻井液循环特点等方面与自升式平台控压钻井进行对比分析；以井底压力为研究目标开展平台升沉、大排量钻井、增注/节流参数等因素对其影响的模拟计算。在此基础上指出我国深水控压钻井应从工艺、井底压力波动机理及控制方法、实时水力计算软件研发等方面开展攻关研究，满足深水钻井工程需求，助力深水油气资源高效勘探开发。     

南海深水钻井井控技术难点及应对措施

深水钻井井控存在着海床不稳定、地层破裂压力低、地层压力窗口窄、以及存在浅层气、浅层水流、气体水合物和海底低温等诸多问题。在对国内外深水井控技术充分调研的基础上,针对南海深水钻井井控特点和难点,结合近年南海深水钻井设计和作业实践经验,详细分析了深水钻井井控存在的地层压力窗口窄、溢流监测困难、压井难度大和压井作业时间长、井控设备复杂、存在水合物风险等问题,研究提出了有针对性的解决方案,并以南海深水井为例介绍了深水井控的具体措施。     

国内外钻完井技术新进展

页岩气、致密油/页岩油、致密气、深水、极地等的勘探开发活动推动了全球钻完井活动持续回升,促进了水平井、工厂化作业等钻井技术,以及快速移动钻机、深水钻机、极地钻机等钻井装备的快速发展。国外近年来在高效起下钻机和高运移性钻机,复合钻头、微芯钻头及高效辅助破岩工具,井下实时大容量信息高速上传,实现造斜段和水平段一趟钻的高造斜率旋转导向技术,可折叠连续管,钻井远程传输与实时优化,连续循环系统,控压钻井,高温油基钻井液、新型水基钻井液和新型堵漏技术等方面取得显著进展。国内在万米钻机及配套装备、MWD/LWD/EMWD/近钻头地质导向系统、连续管技术与装备、控压钻井、垂直钻井、随钻温度压力测试等方面也实现重要突破,推动了钻井技术与装备不断进步。     

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。      

深水钻探作业后勤支持实践——以“海洋石油981号”南海深水作业为例

海洋石油的深水钻探远离大陆,后勤补给工作充满了挑战。以"海洋石油981号"南海深水作业为例,介绍了中海油南海深水勘探开发的后勤支持实践情况,从前期材料准备、物资运送管理、人员往返管理、基地后勤日常运作,到深水后勤装备(深水工作船、直升机和人员倒班基地、深水码头及供应基地等配套设施),阐述了"海洋石油981号"进行钻井作业的有关后勤支持工作,并对相关问题进行了分析,具有较强的实践性和客观性。供从事深水钻探事业的人员参考。     

ReelWell钻井方法——一种新的控压钻井技术

ReelWell钻井是一种新的控压钻井技术,主要由双壁钻杆、滑动活塞、双浮动阀等组成.钻井液从双壁钻杆环空泵入井内,并从内部钻杆返回,能够实现钻井液的闭路循环及对井底压力的精准控制.该技术具有井底压力精确控制、钻井液微流量控制、井眼清洗、水力加压钻头、井底压力隔离、保护储层的特征,对于控压钻井、大位移井钻井、海洋深水钻井、无隔水管钻井、尾管钻井,提高钻井安全性与作业效率以及有压力挑战性的地层钻进方面具有较大的潜力和优势.文章详细地分析了ReelWell钻井的系统组成、工艺原理、特点及其应用情况,并建议我国结合实际情况,尽快开展这方面的相关配套钻井技术研究.     

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...     

深水工程勘察船用KDQ40/2250DB型顶驱装置研制

为满足深水工程勘察船钻机自主配套的需要,在吸收国内外先进顶部驱动钻井装置设计经验的基础上,研制了KDQ40/2250DB型深水勘探船专用的交流变频顶部驱动装置,与我国首艘深水工程勘察船"海洋石油708"配套使用。介绍了该顶驱装置的结构方案、技术参数及厂内试验情况。重点介绍了液控高压球阀、大通径、大跨距等结构的特点。试验结果表明,该顶驱装置的各项性能指标满足了海洋钻井和勘探取样作业的要求。     

深水井控工艺技术探讨

海洋深水钻井中的井控,面临着海底低温、气体水合物、地层孔隙压力和破裂压力之间的安全窗口比较窄、井控余量比较小、压井/阻流管线较长导致循环压耗较大、深水地层比较脆弱等诸多挑战。针对深水井控中面临的难点,调研了深水钻井中井控设备的要求与配置,详细介绍了深水钻井中早期监测溢流的方法、深水井控的关井方式及压井方法、深水压井后防喷器"圈闭气"与隔水管气的处理,以及在深水钻井中预防水合物形成的措施,以保证深水钻井的施工安全。      

深水钻井工程风险综述

深水钻井是深水油气勘探开发必不可少的环节。由于作业环境的复杂性,深水钻井工程面临诸多风险,如浅水流、浅层气、天然气水合物、海洋内波、强风和低温等。这些风险可归纳为四类:浅层地质灾害、海洋环境危害、海洋气象灾害及深水操作特殊性。通过对各种风险产生原因和作用方式的论述,全面系统地认识和评价了各种风险对深水钻井的影响,以便采取恰当的方法预防和降低深水钻井的工程风险。     

深海钻井愈钻愈深

占地球面积7/10的海洋蕴藏着丰富的石油，开发海上石油资源早已受到各国的重视：左右世界石油行业的头号跨国石油公司，如埃克森、美孚、西方、壳牌等，他们逐渐把勘探的重心转向海洋，不断研究开发新技术，在深水钻井技术方面，目前壳牌石油公司处于领先地位，连续刷新深水架设钻井平台的世界记录。     

深水和超深水区油气勘探难点技术及发展趋势

深海油气资源的勘探开发是石油工业的一个重要的前沿阵地,与大陆架和陆上勘探钻井作业相比,深水作业的施工风险高,深水和超深水的勘探开发作业必须依赖先进的技术和雄厚的经济实力。分析了世界深海勘探开发的技术现状及在钻探开发技术、石油平台建造、自然灾害的预告与规避等诸多难题;指出了未来的深海钻探所要面对的特殊的海洋环境、复杂的油气储藏、安全高效的技术和装备支持及后勤保障等多种挑战,对比分析了国内外该领域的技术差距,简要阐述了我国在海洋油气勘探开发中所面临的问题,提出了提升我国深海勘探能力的建议。     

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。