深水表層鉆井關鍵技術及裝備研究應用現狀

王廣煒

摘要：結合目前我國石油企業在開采過程中的現狀進行分析，通常情況下，深水井是我國獲取石油資源的重要方式，能夠為人類的生產生活提供能源。因此在當前能源供應相對緊張的情況下，相關部門必須對現有的深水表層鉆井技術進行研究分析，提出相應的改進措施，才能夠有效實現我國石油行業的可持續化發展。

關鍵詞：鉆井關鍵技術;裝備;現狀

隨著我國社會經濟的快速發展，各行各業的發展規模都已經取得了突破性的進展，同時我國居民的社會生活水平也得到了很大的提高，在該背景下，企業生產與居民生活，對于石油資源的開采工作提出了更高的要求，因此需要采取相關措施來實現我國石油資源的可持續化發展，才能夠確保我國社會經濟得到進一步的發展。

1目前深水表層鉆井工作所面臨的難點

1.1水深問題

通常情況下，深水井的深度大約都在500米之外，在這種水深條件下，石油鉆井平臺需要向著浮式鉆井船的方向發展。并且確保境內設施有較強的荷載能力和對洋流的沖擊作用，在實際開采過程中需要做好較強的動力系統以及高精度的操作設備。同時由于深水井內的溫度較低，在這種低溫條件下鉆井液的黏度會逐漸上升，會直接影響到鉆井效率。

1.2天然氣水合物問題

天然氣水合物與我們常見的冰比較類似，天然氣水合物存在低溫環境下，同時需要高壓環境，在深水井管線中一旦形成天然氣水合物，就會堵塞管道，同時清理天然氣水合物的難度較大，這樣會引發鉆井事故，對工作人員的生命財產安全會造成危險，另外天然氣水合物在管道內溶解，其體積會比固態體積要增加很多，導致管道發生破裂，從而破壞了深水井內部結構。

1.3淺層水流與氣體方面的問題

氣體在淺水層中受到的壓力力作用較小，并且無法進行準確預測，一旦淺層氣體突然釋放出來就會對管道造成一定的影響。如果在高壓條件下釋放出來很有可能引發爆炸事故，為油田企業帶來嚴重的經濟損失。全程水流發生的概率較大，淺層水流出現后淺層流圈閉系統的壓力降低，井壁會發生垮塌，同時境內的主體結構會受到嚴重損失。

1.4低破壓力系統問題

地層破裂壓力窗口窄，無法實現鉆井液的順利通過，一旦鉆井液密度降低，那么地層中流體就會與鉆井液發生結合引發井控問題。反之如果密度過大，則有可能引發地層坍塌現象，影響了鉆井工程的施工進度。

2深水淺層鉆井技術的發展

2.1深水雙梯度鉆井技術

該技術的應用主要是彌補常規鉆井技術在鉆井液安全密度窗口問題方面的功能漏洞，可以對油井內進行施壓不同的壓力梯度，使鉆井液安全窗口實現擴大。一種是借助返回管道以及鉆井泵機返回鉆井平臺，另一種是應用隔水管道將鉆井液返回鉆井平臺。運用該技術可以有效去除隔水管道中密度較低的介質，從而使返回的液體的密度與海水密度相近。該技術的有效應用可以對井底壓力進行合理控制，從而有效解決密度窗口問題。

2.2深水淺層鉆井技術

在鉆井過程中，由于鉆井內部的井液壓力無法很好地應對較高底層以及漸層流壓所引發的相關問題。因此需要通過鉆小井眼的手段來釋放境內的內部壓力，但是在應用過程中很有可能發生井涌問題。因此工作人員對該問題的存在研發了動態壓井鉆井技術，動態壓井鉆井技術的應用可以很好地控制鉆井液與鉆井液循環之間所形成的流動壓，同時該技術的應用無需單獨加重鉆井液，邊鉆邊加模式可以很好地提高鉆井效率。

2.3深水鉆井水合物預測及抑制技術

針對天然氣水合物問題的存在，需要采取相應手段來抑制該物質在井內的形成。首先需要對天然氣水合物形成位置確定，雖然井下所受到的不可控因素較多，但是仍然可以結合壓力參數以及溫度壓力等條件對天然氣水合物所出現的位置進行評估，深水鉆井水合物預測與抑制技術的應用就是通過相應的手段來破壞天然氣水合物的形成條件，例如添加動力學抑制劑、除水劑和加熱法。

3深水淺層鉆井技術裝備的發展

（1）鉆井船、半潛式鉆井平臺。在深水環境下，鉆井平臺容易發生腐蝕，導致工作狀態受到影響，因此提高設備和裝備的安全性能一直以來是研究人員的主要研究方向。深水井船可以在深水區進行大范圍的移動以外，同時具有較高的機動性，但是在實際應用過程中，鉆井臺的甲板使用面積較小，同時會受到周圍環境因素的干擾。

（2）半潛式鉆井平臺的主體結構主要是由甲板、浮體結構以及立柱等部分所組成。鋼裝備的主要應用特點是具有較強的抗風能力，同時可以進行大容量的工作，該設備在運行過程中的工作效率非常高，此時該裝備還具有較強的定位系統，能夠適用于深度較大的區域進行鉆井。

（3）深水鉆井系統和動力定位系統。目前深水鉆機已經實現了液壓升降以及無絞車型鉆機，可以在空間狹小的范圍內進行鉆井作業，使鉆井操作變得更加方便。動力電位系統是由控制系統位置測量系統以及動力推進系統所組成，系統在運行過程中具有一定的差異性，同時該系統具有較強的機動性，能夠對目標位置進行準確操作，并且不會受到周圍環境的影響。

（4）防噴器與水下井口的組合系統。通常情況下，深水井的水下井口體系可以分為臨時導向基座、永久導向基座、高壓井口頭、井口防腐蝕帽等部分，在實際操作過程中，在設計進口結構強度時一定要對緊急情況所產生的玩具問題進行全面考慮。同時為了能夠提高系統的安全運行，防噴器逐漸朝著高剪切力的方向發展。

4結束語

綜上所述，通過上述文章的介紹我們可以了解到深水表層鉆井技術在石油資源開采過程中具有較強的復雜性和技術性，同時還會受到各種環境中不可控因素的干擾，另外各種裝備的性能也會受到直接影響，因此技術人員需要加強對深水表層鉆井技術裝備應用現狀的分析，才能夠把握未來我國石油資源開發趨勢，不斷完善相應的技術和裝備技能，才能夠有效實現我國石油行業的良性發展。

參考文獻

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