中海油服油田生产事业部完井中心 天津市 300459
摘要：我国海洋石油资源丰富，深水钻完井技术是海洋石油开采的重要技术方式。本文将围绕海洋深井钻井技术的相关内容进行分析，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。
关键词：海洋石油；钻井；特点；技术
1.前言
中国南海油气资源量占中国油气资源总量的三分之一以上，其中深水区域储量占比为70％，是中国油气资源重要的潜力区。在中国油气对外依存度快速攀升的形势下，开发中国南海深水油气资源，是保障国家能源安全的重要工程，也是维护海洋权益、践行海洋强国重大战略的重要手段。
2.海洋石油深水钻井的特点
海洋的深水区域的海浪非常大，海水的波动很大，给石油钻井施工带来巨大的难度，而且海洋深水区域的环境条件差，安全风险的等级高，必须采取最佳的设计和施工管理措施，才能达到预期的钻井和完井施工的质量。深水区域低温的条件，影响到海底的数百米的油层，导致油层的温度低。导致隔水管中的钻井液的性质变差，影响到钻井液的正常循环，给深水钻探施工带来危害。同时影响到固井施工的质量，固井的水泥浆很难快速凝固，延长了固井施工的时限，同时增加了固井施工的成本。在深水钻井施工过程中，极易遇到浅层气或者浅层流体，如果控制不当，就会发生井喷事故，影响到钻井平台的安全，极易导致海洋的污染。浅层流的压力高，是引起井喷事故的元凶。浅层气的存在，会导致井口出现天然气的状况，如果不能及时得到控制，极易发生火灾、爆炸事故，给深水钻井施工带来巨大的危害。
3.中国海油深水钻完井技术进展
3.1深水隔水管系列关键技术
隔水管系统是深水钻井的特有装备，连接水下井口与钻井装备，是地面与井底的重要循环通道。为保障深水隔水管的作业安全，中国海油通过十余年攻关，形成了系列关键技术。
（1）深水隔水管力学分析技术
中国海油在国内率先突破深水钻井隔水管系列关键技术，结合深水特殊工况，建立了可实现最大化作业窗口的隔水管顶张力优化方法、隔水管－井口系统一体化设计技术、南海特殊环境的隔水管作业安全方法（避台方案设计、隔水管悬挂井间移位、漂移弱点分析等），形成了深水钻井隔水管分析和作业技术。
（2）深水隔水管安全监测技术
为有效监测隔水管作业状态，研制了应答式隔水管监测系统，可应用于中国南海深水井作业中。此外，针对中国南海的环境条件，开发了隔水管监测系统预警软件，可实现隔水管动态响应分析，为现场作业提供隔水管状态预警信息。
（3）隔水管防台悬挂装置
为提高平台应急避台和井间移位的航行速度，中国海油研制了深水钻井隔水管悬挂专用工具，并设计了针对性监测方案，形成深水钻井避台应急技术方案和工具设计，使得悬挂隔水管对环境条件的适应能力由不足一年一遇，提升至十年一遇。
（4）水下井口稳定性分析技术
水下井口是深水油气井全寿命周期内的关键安全节点。结合隔水管受力分析，形成了水下井口强度分析、水下井口疲劳分析以及热应力分析、水下井口选型方法等系列技术，为水下井口的安全与稳定提供了技术保障。
3.2深水浅层安全高效钻井技术
深水浅层特指泥线以下几百米的浅部岩土层，据挪威石油安全管理局统计，60％的深水钻井事故来自浅层钻井，解决浅层钻井难题是实现深水成功作业的关键，中国海油积累了系列深水浅层钻井技术。
（1）浅层破裂压力预测技术
基于不同的深水土质沉积环境，应用岩土工程理论，考虑超孔隙压力和强塑性的特点，形成了浅层岩土、深层岩石的破裂压力针对性计算方法，建立了深水浅部地层破裂压力模型，解决了常规模型仅适应成岩地层、无法预测深水浅部未成岩地层破裂压力的难题。该技术应用于多个深水油气田的钻探过程中，压力预测精度由70％提高至90％。
（2）喷射下导管技术
针对深水表层作业面临的浅层土质疏松、破裂压力低和海底低温等难题，形成喷射下导管技术体系，实现了一趟管柱完成两开井眼钻进作业。目前该技术已在国内外数十口井深水井成功应用，作业成功率100％，确保了表层钻井作业安全，提高了深水的作业效率。
（3）动态压井技术
中国海油成功论证并推动动态压井技术在巴西Ｌｉｂｒａ项目的应用，实现开路钻进至泥线以下1ｋｍ，节省了一层457.2ｍｍ（18ｉｎ）套管，单井节约费用1600万元人民币。此外，中国海油还积极推进国产化，已成功研制ＤＫＤ动态压井钻井装置及泥浆密度自动调节控制系统，配备于“海洋石油981”钻井平台，并已在中国南海超深水井表层钻井中成功应用。目前经过改良完善，已推广至“南海八号”、“南海九号”等钻井平台。
3.3深水测试和完井技术
深水油气完井、测试作为连接勘探与开发的“独木桥”，是深水油气田开发的先决条件。深水油气井单井产能高，完井装备多、工艺复杂，测试安全风险高，复杂事故频发。中国海油钻完井团队经十余年攻关和实践，形成了一套实用、可靠、高效的技术体系。
（1）测试安全技术
中国海油突破了深水油气井测试设计及测试工艺关键技术，形成了一套深水测试设计理论和优化方法，包含深水测试管串设计、流动保障分析、地面流程模拟、安全高效测试方式及测试参数设计等技术，具备了深水测试设计及作业支持能力，已安全高效实施15口深水井测试作业，助力中国南海6个大、中型气田的发现。此外，从管理上入手，中国海油创建了深水模块化测试技术，大幅度降低深水作业成本，测试设备海上安装拆卸时间由外方作业的46ｄ减少至14ｄ，单层测试节省1.8亿元人民币。
（2）圈闭压力解决方案
基于弹塑性理论，建立了深水高温高压井圈闭压力预测方法，提出了多种圈闭压力解决方案，并设计和实施了水泥环返至上层套管鞋以下、可压缩泡沫、破裂盘。通过对深水井圈闭压力的预测和分析，为陵水区块、尼日利亚区块、荔湾区块等深水油气田推荐了最优的环控压力管理技术方案。
（3）砂岩长效防砂及增产设计
针对深水疏松砂岩，综合考虑控砂效果、表皮系数、单井产能和作业成本等因素，建立了深水多因素防砂设计方法，在实现长效防砂的前提下，尽量简化防砂作业，提高项目经济性，在尼日利亚ＯＭＬ130油田进行了应用，节省防砂费用2.1亿元人民币。针对深水低渗非常规油气，初步形成了一套深水低渗油气田少井高产技术体系，主要包括分支井钻井、加重压裂液、海上大型连续混配装备、复杂裂缝优化设计及施工工艺的优化等，现已应用于加蓬区块的开发方案设计中。
（4）碳酸盐岩开发钻采技术
根据深水巨厚碳酸盐岩储层的特点，针对泥浆密度窗口窄、钻井易漏失等问题，考虑避免钻完井作业对储层的伤害，增加泄油面积，最大限度释放生产、注入产能，提出全过程释放产能的碳酸盐岩开发钻采技术。该技术主要包括控制压力钻井技术、裸眼多层智能完井技术、高效均匀酸化技术等。
4.结束语
中国海油通过自主创新，突破深水钻完井关键技术，实现了中国海洋钻井技术由浅水向超深水的跨跃，打破了国外垄断，为开发中国南海深水油气资源、维护国家海洋权益做出了实质性贡献。石油工业的未来在深海，中国海油愿与社会各界携手共进、协同创新，助推中国海洋石油工业走向更深、更远。
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