南海西部深水區(qū)自營油氣田勘探開發(fā)現(xiàn)狀及展望

謝　玉　洪（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江　524057）

南海西部深水區(qū)自營油氣田勘探開發(fā)現(xiàn)狀及展望

謝玉洪
（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江524057）

深水區(qū)勘探鉆完井作業(yè)面臨著海水深溫度低、安全鉆井液密度窗口窄、井控風(fēng)險(xiǎn)高、海底地質(zhì)災(zāi)害、臺(tái)風(fēng)等諸多挑戰(zhàn)。中海油作為深水區(qū)勘探作業(yè)者，首次組織深水區(qū)勘探作業(yè)，成功發(fā)現(xiàn)了陵水17-2大型深水氣田，推動(dòng)了深水區(qū)油氣勘探開發(fā)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)中海油“二次跨越”邁出了重要的一步。為此簡要地回顧了南海西部深水區(qū)自營勘探及鉆完井項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)和作業(yè)實(shí)踐，并對我國南海深水區(qū)油氣勘探開發(fā)技術(shù)發(fā)展愿景提出展望，以期為深水區(qū)油氣開發(fā)事業(yè)的發(fā)展提供借鑒。

深水區(qū)；項(xiàng)目管理；油氣資源；勘探開發(fā)；鉆完井

近年來，大型油氣田的勘探發(fā)現(xiàn)大部分集中在深水區(qū)，深水區(qū)域已成為并將繼續(xù)作為全球油氣資源的重要接替區(qū)域。我國南海油氣資源豐富，預(yù)計(jì)深水區(qū)油氣資源量約300×108t，素有“第2個(gè)波斯灣”之稱［1］。中海油從與國外石油公司合作油氣勘探逐步走向自營勘探，深水區(qū)已經(jīng)成為我國油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要潛力區(qū)，也是走向海洋強(qiáng)國的主要領(lǐng)域。

然而，在開發(fā)深水區(qū)油氣田的過程中面臨著諸多挑戰(zhàn)［2-6］。南海海水深溫度低，安全鉆井液密度窗口窄，井漏、井涌時(shí)有發(fā)生，井控風(fēng)險(xiǎn)高；深水區(qū)作業(yè)距陸岸后勤支持基地遠(yuǎn)，供給任務(wù)繁重，應(yīng)急支持難度極大；南海存在臺(tái)風(fēng)活動(dòng)頻繁、海況復(fù)雜等不利因素。2014年，中海油在南海西部拉開了自營深水勘探的帷幕，作業(yè)過程安全高效，并成功發(fā)現(xiàn)了陵水17-2大型深水氣田，實(shí)現(xiàn)自營深水勘探的重大突破，并完成了中海油首次自營深水測試作業(yè)，推動(dòng)了深水區(qū)油氣勘探開發(fā)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)中海油 “二次跨越”邁出了重要的一步。

1　南海深水區(qū)勘探項(xiàng)目運(yùn)作實(shí)踐

隨著陵水17-2勘探項(xiàng)目的順利實(shí)施和LS17-2-1井的成功測試，形成一套適用于南海深水區(qū)勘探作業(yè)的項(xiàng)目管理和作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。

1.1未雨綢繆，厚積薄發(fā)

深水區(qū)勘探作業(yè)初期，多次舉行深水區(qū)勘探鉆完井技術(shù)培訓(xùn)，“送出去、請進(jìn)來”，梳理深水區(qū)鉆探作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)。與國外石油公司合作勘探，直接參與項(xiàng)目管理和現(xiàn)場作業(yè)，學(xué)習(xí)國外深水管理經(jīng)驗(yàn)及鉆探技術(shù)，邊學(xué)習(xí)、邊思考、邊實(shí)踐、邊沉淀。自2006年國外石油公司在中國鉆探第1口深水探井起，中海油湛江分公司成立深水區(qū)勘探作業(yè)專項(xiàng)技術(shù)小組，跟蹤學(xué)習(xí)外方深水鉆完井作業(yè)程序、設(shè)備管理和技術(shù)方案等，積累深水區(qū)勘探鉆完井作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。與高校和科研院所合作，就深水區(qū)勘探鉆完井作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行專題科研攻關(guān)，形成解決方案。通過前期的充分準(zhǔn)備，為深水區(qū)自營鉆探作業(yè)的順利實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2精心準(zhǔn)備，重在細(xì)節(jié)

基于前期研究和技術(shù)儲(chǔ)備，根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況和特點(diǎn)，充分識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，制定應(yīng)對方案。深水井設(shè)計(jì)階段，對水合物、淺層流、淺層氣、淺層斷層等地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行充分識(shí)別，利用地球物理資料（地震、旁掃、測井等）進(jìn)行精細(xì)分析、解譯，并進(jìn)行反演證實(shí)，制定針對性方案，規(guī)避淺層地質(zhì)災(zāi)害；針對南海海況特點(diǎn)，結(jié)合鉆井平臺(tái)作業(yè)能力和井位地質(zhì)情況，開展鉆井隔水套管設(shè)計(jì)和配套工藝研究，確定隔水套管系統(tǒng)配置和鉆完井作業(yè)窗口等，以滿足現(xiàn)場作業(yè)要求；結(jié)合實(shí)際作業(yè)工況，制定防臺(tái)風(fēng)、防內(nèi)波流應(yīng)急預(yù)案，防溢油風(fēng)險(xiǎn)分析及控制措施，井漏預(yù)防措施及處理方案，鉆井作業(yè)安全應(yīng)急程序等配套管理方案。嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，充分做好緊急情況下的應(yīng)急救援方案，并建立完善的專家技術(shù)支持體系。

1.3創(chuàng)新理念，技術(shù)保障

陵水17-2區(qū)塊海水深度達(dá)1 500 m，鉆井費(fèi)用非常高，如果按照傳統(tǒng)方式進(jìn)行油氣田開發(fā)，需布置探井、評(píng)價(jià)井和開發(fā)生產(chǎn)井等不同用途的鉆井，油氣田開發(fā)成本高、開發(fā)周期長。因此，需要突破油氣田傳統(tǒng)開發(fā)束縛，建立勘探開發(fā)一體化模式，統(tǒng)籌考慮兼顧勘探和開發(fā)生產(chǎn)要求部署井位，同時(shí)，探井設(shè)計(jì)時(shí)考慮是否滿足未來生產(chǎn)的要求，如防腐和套管強(qiáng)度等?？碧介_發(fā)一體化運(yùn)作有效降低了陵水17-2油氣田的開發(fā)成本，減少鉆井投資數(shù)十億元人民幣，同時(shí)大幅縮短開發(fā)周期。

初探井批鉆作業(yè)：在深水區(qū)鉆探作業(yè)過程中，采用表層批鉆模式，優(yōu)化作業(yè)方案。根據(jù)井位間航程距離及起下BOP組時(shí)間、前期準(zhǔn)備情況，計(jì)算出懸掛BOP航行的最低安全、經(jīng)濟(jì)航速，并開展最低經(jīng)濟(jì)航速條件下隔水管極限強(qiáng)度分析及平臺(tái)穩(wěn)性分析，建立表層批鉆適應(yīng)性決策系統(tǒng)。陵水17-2區(qū)塊已完成的6口探井，先后采用三批次表層批鉆、后續(xù)井段連續(xù)作業(yè)的模式，共節(jié)約鉆完井作業(yè)時(shí)間超過30 d，節(jié)省費(fèi)用超過1.5億元。

1.4因地制宜，自主創(chuàng)新

通常情況下每次安裝測試設(shè)備耗時(shí)45 d左右，拆卸設(shè)備需要20 d左右，其中占用平臺(tái)生產(chǎn)時(shí)間約16 d，耗資超過1億元人民幣?；诎踩?、高效的目的，參照國際標(biāo)準(zhǔn)，自主研發(fā)了深水測試設(shè)備模塊化技術(shù)并用于LS17-2-1井測試作業(yè)，創(chuàng)造了中海油氣井單層測試產(chǎn)量最高記錄。大幅縮短測試作業(yè)準(zhǔn)備周期，完全不占用生產(chǎn)時(shí)間，安裝僅需8 d，拆卸時(shí)間縮短至3 d。實(shí)現(xiàn)探井完鉆后可立即測試的需求，提高了測試流程安全性。

1.5博取眾長，持續(xù)提升

南海西部提出“抓大不放小”的深水區(qū)鉆完井優(yōu)質(zhì)高效管理理念。在“安全第一”的前提下，不斷優(yōu)化鉆完井作業(yè)方案；在現(xiàn)場管理中，不斷提高作業(yè)效率。

針對深水區(qū)鉆井壓力窗口窄、井涌和井漏風(fēng)險(xiǎn)高的特點(diǎn)，采用隨鉆聲波測井等先進(jìn)的壓力預(yù)、監(jiān)測技術(shù)，通過連續(xù)循環(huán)減小壓力波動(dòng)來控制ECD，避免井底壓力超過安全密度窗口；采用隨鉆液壓擴(kuò)眼技術(shù)，增加一層尾管，擴(kuò)展鉆井作業(yè)壓力窗口，有效降低作業(yè)難度。

陵水17-2區(qū)塊地質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)，鉆探目標(biāo)區(qū)位于近東西向的峽谷內(nèi)，峽谷外地層孔隙壓力突增，完鉆深度與峽谷邊界非常接近，易造成井涌、井噴風(fēng)險(xiǎn)，為避免鉆穿峽谷，采用防斜打直技術(shù)，精確控制井眼軌跡。采用隨鉆起下抗磨補(bǔ)心和自動(dòng)灌漿浮箍浮鞋等技術(shù)，減少起下鉆時(shí)間，提高作業(yè)時(shí)效。

2　深水鉆完井技術(shù)發(fā)展趨勢與展望

按照中國海油深水區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略總體部署，圍繞深水區(qū)勘探開發(fā)戰(zhàn)略目標(biāo)——建設(shè)“深水大慶”，截至2020年，逐步建立起1 500~3 000 m水深勘探開發(fā)隊(duì)伍、裝備和能力，在南海深水區(qū)建成年產(chǎn)5 000×104t油當(dāng)量能力，深水油氣田勘探開發(fā)技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

為了達(dá)到目標(biāo)，必須通過思路和技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)深水油氣田勘探開發(fā)鉆完井工程技術(shù)由300 m到3 000 m的跨越，突破關(guān)鍵技術(shù)，掌握具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，形成深水油氣田勘探開發(fā)鉆完井技術(shù)體系，建立一支結(jié)構(gòu)合理的技術(shù)研發(fā)、技術(shù)支持和操作團(tuán)隊(duì)。針對深水油氣田勘探開發(fā)的難點(diǎn)、特點(diǎn)及前期深水勘探經(jīng)驗(yàn)，需攻克深水鉆完井及設(shè)備相關(guān)技術(shù)、深水鉆井平臺(tái)及系泊定位技術(shù)、水下井口/水下生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)、深水管道及立管技術(shù)等。

陵水17-2油氣田的成功發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)，標(biāo)志著中國海油已基本掌握了全套深水鉆井技術(shù)、全套深水測試技術(shù)和全套深水管理要素，這為中國海油多年潛心探索的深水油氣田整體開發(fā)方案設(shè)計(jì)、深水勘探開發(fā)工程核心技術(shù)、深水工程重大裝備研制及作業(yè)技術(shù)等成果提供了集成示范和技術(shù)提升的平臺(tái)，為今后深水油氣勘探開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前中海油已在南海東部海域開發(fā)荔灣3-1深水合作氣田，屆時(shí)可為南海西部深水自營氣田的開發(fā)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。然而，由于西部海域與東部海域海況、環(huán)境等均有較大差異，因此，有必要對南海西部深水油氣田開發(fā)進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)研究。

結(jié)合南海深水合作和自營勘探鉆完井作業(yè)實(shí)踐，加強(qiáng)深水鉆完井技術(shù)及裝備方面的研究投入和研發(fā)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用平臺(tái)建設(shè)，持續(xù)秉承引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新和應(yīng)用的原則，對深水鉆井關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行國產(chǎn)化研究，形成一套適合我國深水油氣鉆探的技術(shù)體系。增加深水鉆井作業(yè)歷練，豐富深水鉆井作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，不斷提升深水鉆井作業(yè)水平，降低深水鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)南海深水油氣資源的有效開發(fā)。針對急需解決的問題，應(yīng)開展關(guān)鍵技術(shù)如下。

（1）深水油氣田整體開發(fā)模式研究。結(jié)合南海深水勘探開發(fā)的特點(diǎn)，加強(qiáng)探井、評(píng)價(jià)井和開發(fā)生產(chǎn)井一體化研究，攻關(guān)勘探開發(fā)生產(chǎn)一體化關(guān)鍵技術(shù)。

（2）深水鉆井完井瓶頸技術(shù)及重點(diǎn)共性技術(shù)發(fā)展。針對南海西部深水區(qū)突顯問題，開展鉆完井作業(yè)技術(shù)：鉆井作業(yè)窄壓力窗口設(shè)計(jì)及作業(yè)技術(shù)、環(huán)空壓力管理、高溫高壓領(lǐng)域深水鉆完井及測試技術(shù)、增加單井產(chǎn)能的水平開發(fā)井技術(shù)等。即使在淺水區(qū)，高溫高壓領(lǐng)域的鉆完井技術(shù)在我國仍有不少關(guān)鍵技術(shù)問題沒有解決，而在深水區(qū)，由于深水和高溫高壓2種因素疊加導(dǎo)致鉆完井難度系數(shù)呈指數(shù)上升，井筒壓力和溫度變化大，鉆完井壓力窗口更窄，井壁穩(wěn)定性更差等造成鉆完井設(shè)計(jì)所需更精確的模擬分析難度更大，對鉆完井液及固井水泥漿的性能要求更高，所需要的鉆井工藝（水力學(xué)分析、壓力控制等）、井下工具、井控安全等方面面臨一系列更大的技術(shù)挑戰(zhàn)。此外，在深水油氣田開發(fā)過程中套管環(huán)空壓力增加的問題，需要在探井階段做好防范預(yù)案及相應(yīng)的技術(shù)措施。在完井技術(shù)方面，做好氣井防水控水問題等。

（3）作業(yè)管理研究。加強(qiáng)深水作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理研究，對深水鉆井風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效識(shí)別和分析評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果研究應(yīng)對策略和措施，如極端情況下的井口重建技術(shù)（水下應(yīng)急封井裝置Subsea Capping Stack）、救援井技術(shù)、南海防臺(tái)撤臺(tái)策略研究［7］。加強(qiáng)深水作業(yè)資源和人員優(yōu)化配置管理研究，在確保作業(yè)安全的前提下，不斷提高深水鉆完井作業(yè)時(shí)效。

3　結(jié)論

深水油氣田勘探開發(fā)生產(chǎn)是高科技、高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的商業(yè)和政治活動(dòng)。雖然首批深水自營勘探鉆完井作業(yè)已優(yōu)質(zhì)高效順利完成，取得深水油氣勘探重大突破，初步建立了一支具有管理、技術(shù)和操作能力的深水勘探鉆完井團(tuán)隊(duì)，但是，距深水油氣田勘探開發(fā)生產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展需求還有距離，需要南海深水以自營油氣田大發(fā)現(xiàn)為契機(jī)，加快完善深水油氣田勘探開發(fā)生產(chǎn)管理、技術(shù)和操作隊(duì)伍，掌握深水油氣田開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，建立深水油氣田開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)體系。并以南海深水自營油氣田大發(fā)現(xiàn)為動(dòng)力，加大南海深海、遠(yuǎn)海油氣勘探開發(fā)力度，為建設(shè)海洋強(qiáng)國做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

［1］周守為.南中國海深水開發(fā)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇［J］.高科技與產(chǎn)業(yè)化，2008，15（12）：20-23.

［2］王友華，王文海，蔣興迅.南海深水鉆井作業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和對策［J］.石油鉆探技術(shù)，2011，39（2）：50-55.

［3］路保平，李國華.西非深水鉆井完井關(guān)鍵技術(shù)［J］.石油鉆探技術(shù)，2013，41（3）：1-6.

［4］楊進(jìn)，曹式敬.深水石油鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.石油鉆采工藝，2008，30（2）：16-19.

［5］ROCHA L A S, JUNQUEIRA P,R OQUE J L. Overcoming deep and ultra deepwater drilling challenges［R］. OTC 15233, 2003.

［6］CLOSE F, MCCAVITT B, SMITH B, et al. Deepwater gulf of mexico development challenges overview［R］. SPE 113011, 2008.

［7］吳瑤，毛劍琳，李峰飛，等.深水油氣勘探救援井精確探測技術(shù)研究［J］.石油鉆采工藝，2014，36（4）：26-29.

（修改稿收到日期2014-12-30）

〔編輯付麗霞〕

Status and prospect of proprietary oil and gas field exploration and development in deepwater west area of South China Sea

XIE Yuhong
（Zhanjiang Branch of CNOOC, Zhanjiang 524057, China）

Deepwater exploration drilling and completion operations faces such challenges as low temperature in deep seawater, narrow density vessel for safe drilling fluid, high well control risks, seabed geological disasters, and typhoons. As a deepwater area exploration operator, CNOOC successfully found Lingshui 17-2 large deepwater gas field in its first deepwater exploration operation, and the discovery pushed the further development of oil and gas exploration and development in deepwater area and marked an important step for the “second leap” of CNOOC. The author briefly reviews the management experience and work practices in proprietary exploration, drilling and completion projects in the west deepwater area of the South China Sea and envisions the development prospects of the oil and gas exploration and development technology in deepwater of the South China Sea, in hope of providing some reference for the development of oil and gas exploitation in deepwater area.

deepwater area; project management; oil and gas resources; exploration and development; drilling and completion

TE52

A

1000 – 7393（2015） 01 – 0011– 03

10.13639/j.odpt.2015.01.003

謝玉洪，1961年生。1982年畢業(yè)于河北地質(zhì)學(xué)院，2005年獲中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）理學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任中國海洋石油南海西部石油管理局局長、中海石油（中國）有限公司湛江分公司總經(jīng)理，長期從事海洋油氣勘探、開發(fā)、生產(chǎn)的研究和管理工作，教授級(jí)高級(jí)工程師。E-mail：Xieyh@cnooc.com.cn。

引用格式：謝玉洪.南海西部深水區(qū)自營油氣田勘探開發(fā)現(xiàn)狀及展望［J］.石油鉆采工藝，2015，37（1）：11-13.