深水地平線事故后國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)及對(duì)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化工作的啟示

殷志明,周建良,許亮斌,蔣世全中海油研究總院（北京　100028）

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深水地平線事故后國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)及對(duì)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化工作的啟示

殷志明,周建良,許亮斌,蔣世全
中海油研究總院（北京100028）

2010年英國(guó)石油（BP）公司在墨西哥灣的Macondo深水井發(fā)生井噴爆炸事故，導(dǎo)致“深水地平線”鉆井平臺(tái)傾覆沉沒。介紹了事故后美國(guó)政府、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、國(guó)際鉆井承包商協(xié)會(huì)(IADC)、美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)和歐洲國(guó)家石油天然氣行業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)監(jiān)管政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范再認(rèn)識(shí)，并制修訂深水鉆井相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范情況，包括深水井設(shè)計(jì)及建井工藝、井控設(shè)備、井噴失控應(yīng)急救援計(jì)劃、應(yīng)急封堵裝置、救援井等方面內(nèi)容。梳理分析了國(guó)外相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制修訂及關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)改進(jìn)；簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)深水鉆井標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的需求和進(jìn)展，提出了我國(guó)制定深水油氣開發(fā)監(jiān)管政策、制修訂深水鉆井、井控及應(yīng)急救援相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建議。

深水鉆井；建井設(shè)計(jì)；井噴；應(yīng)急救援；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

鑒于油氣資源特別是陸上油氣資源的日益枯竭，具有高投入、高技術(shù)和高風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)的深水油氣資源勘探開發(fā)已成為全球熱點(diǎn)。目前，全球深水投資占海上總投資的1/3，深水項(xiàng)目占全球海上項(xiàng)目的1/4。在全球排名前50的超大項(xiàng)目中3/4是深水項(xiàng)目。南海作為世界四大海洋油氣聚集中心之一，近200×104km2海域石油儲(chǔ)量約在230×108～300×108t之間，天然氣儲(chǔ)量約為16×108m3，占我國(guó)油氣總儲(chǔ)量的1/3，且70%的儲(chǔ)量是在深水區(qū)。開發(fā)深海油氣既有廣闊的前景，但同時(shí)也面臨著巨大的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。2010年4月20日，BP在墨西哥灣的Macondo井發(fā)生井噴爆炸，造成“深水地平線”鉆井平臺(tái)沉沒，11人失蹤、17人受傷，超過400萬桶原油泄漏到了墨西哥灣，成為美國(guó)歷史上最嚴(yán)重的漏油事件，BP公司累計(jì)為墨西哥灣漏油事故賠付近540億美元。事故給墨西哥灣沿岸造成嚴(yán)重環(huán)境污染、重大經(jīng)濟(jì)損失，引起政治危機(jī)和社會(huì)危機(jī)[1]。這次事故給離岸遠(yuǎn)、海洋環(huán)境惡劣、作業(yè)工藝復(fù)雜的深水鉆井敲響了安全警鐘。

事故發(fā)生后，美國(guó)政府加強(qiáng)了海上鉆井的安全監(jiān)管，石油行業(yè)各公司都對(duì)鉆井的相關(guān)管理規(guī)定和要求進(jìn)行了升級(jí)和改進(jìn)，BP公司也對(duì)自有平臺(tái)和簽訂合同的服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行了全面檢查，提出了26項(xiàng)嚴(yán)格改進(jìn)措施，對(duì)API提出標(biāo)準(zhǔn)修訂建議和認(rèn)證請(qǐng)求。ISO、IADC、美國(guó)和歐洲等國(guó)際和國(guó)家協(xié)會(huì)制修訂了一批深水鉆井相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。ISO修訂了ISO 15544-2010《石油天然氣行業(yè)-海上開采裝置應(yīng)急反應(yīng)的要求和指南》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。API成立了4個(gè)專門工作組開展針對(duì)性技術(shù)攻關(guān)：①行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)，涵蓋鉆井設(shè)計(jì)、固井、作業(yè)者服務(wù)商橋接，防噴器設(shè)計(jì)、作業(yè)、維護(hù)及控制系統(tǒng)，水下遙控潛水器（ROV）操作界面以及封井裝置，溢油響應(yīng)作業(yè)的保護(hù)設(shè)備等內(nèi)容；②水下應(yīng)急封井裝置及作業(yè)方法；③溢油應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備和響應(yīng)；④海上安全持續(xù)改進(jìn)。新制定API RP 96《深水井設(shè)計(jì)及建井》、API RP 17W《水下應(yīng)急封井裝置推薦作法》、API RP 17H《水下生產(chǎn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作工具與連接操作作法》、API/IADC 97《油井建井界面橋接文件指南》，修訂了API RP65-2《建井中的潛在地層流入封隔》、API STU 53《鉆井作業(yè)用防噴設(shè)備系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》等，編制了API RP 98《漏油處理技術(shù)報(bào)告》，正在制訂的標(biāo)準(zhǔn)包括API 16Q《海洋鉆井隔水管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、篩選、操作與維修推薦作法》、API 16R《海洋鉆井隔水管接頭》、API 16RCD《鉆通設(shè)備-旋轉(zhuǎn)防噴器》、API 16ST《連續(xù)油管井控設(shè)備系統(tǒng)》、API 18《全生命周期管理》等。英國(guó)的海上石油和天然氣工業(yè)協(xié)會(huì)（O&G UK）制定了《水下救援井設(shè)計(jì)指南》等。筆者主要從深水井設(shè)計(jì)及建井工藝、井控設(shè)備、井噴失控應(yīng)急封堵裝置、救援井及應(yīng)急救援計(jì)劃等方面介紹國(guó)外在BP墨西哥灣深水地平線事故后標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范改進(jìn)情況，并闡述了對(duì)我國(guó)深水油氣田開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化工作的啟示。

1　深水井設(shè)計(jì)及建井標(biāo)準(zhǔn)

為了規(guī)范深水井的設(shè)計(jì)和建井，API于2013年3月發(fā)布API RP 96《深水井設(shè)計(jì)及建井》[2]，是國(guó)際油氣行業(yè)首次制定系統(tǒng)化的深水鉆完井設(shè)計(jì)、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，共包括10個(gè)章節(jié)，3個(gè)附件，計(jì)170頁。API RP 96標(biāo)準(zhǔn)以深水井全壽命周期完整性為重要目標(biāo)，旨在建立深水井的設(shè)計(jì)和作業(yè)程序，為鉆井完井作業(yè)和棄井階段提供一套實(shí)用的技術(shù)、作業(yè)、組織方案，供工程師、設(shè)計(jì)人員、作業(yè)者在組織深水井項(xiàng)目的計(jì)劃和執(zhí)行時(shí)參考。標(biāo)準(zhǔn)有效降低了地層流體意外溢出的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)深水鉆完井設(shè)計(jì)和安全作業(yè)具有重要指導(dǎo)意義。

API RP 96內(nèi)容涵蓋了深水鉆井、完井、測(cè)試等作業(yè)階段。標(biāo)準(zhǔn)給出設(shè)計(jì)階段各種載荷考慮、作業(yè)階段安全屏障策略、安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制、應(yīng)急計(jì)劃，以及鉆完井裝備操作等方面內(nèi)容。其中鉆井期間考慮6個(gè)方面共18個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)：①地層孔隙壓力預(yù)測(cè)，以及淺水流、天然氣水合物、淺層氣等淺層災(zāi)害預(yù)防。②井身結(jié)構(gòu)及套管設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)給出了幾種典型的深水井身結(jié)構(gòu)（圖1），并給出深水套管設(shè)計(jì)的特殊考慮因素，如環(huán)空圈閉壓力、膨脹管材使用、腐蝕環(huán)境中的合金鋼使用、井下螺紋連接，考慮軸向載荷和彎矩載荷的結(jié)構(gòu)套管設(shè)計(jì)等一系列的管柱選擇及設(shè)計(jì)問題。由于不同的石油公司會(huì)針對(duì)不同區(qū)域，結(jié)合作業(yè)經(jīng)驗(yàn)給出不同套管強(qiáng)度計(jì)算方法和設(shè)計(jì)系數(shù)，使得設(shè)計(jì)達(dá)到高可靠性，所以標(biāo)準(zhǔn)并沒有給出一個(gè)統(tǒng)一的套管設(shè)計(jì)載荷工況定義和設(shè)計(jì)系數(shù)。③送入管柱設(shè)計(jì)及檢測(cè)要求。深水作業(yè)經(jīng)常將套管和尾管一并采用鉆桿或?qū)Ｓ盟腿牍苤氯?，由于井深可能?dǎo)致極端載荷，因此送入管柱的設(shè)計(jì)和檢測(cè)是至關(guān)重要的。深水送入管柱在使用前需要進(jìn)行檢測(cè)，確保每個(gè)送入短節(jié)的壁厚達(dá)到90%～95%的最小壁厚標(biāo)準(zhǔn)，而常規(guī)鉆桿為80%的最小壁厚標(biāo)準(zhǔn)。④井口及井下設(shè)備選型設(shè)計(jì)。井口設(shè)備抗彎曲和疲勞載荷；鎖緊到水下井口系統(tǒng)的套管掛/密封總成；無隔水管的泥線懸掛器和泥線下懸掛器；尾管懸掛器及膨脹套管懸掛器；水泥浮鞋套管串系統(tǒng)等設(shè)備選型設(shè)計(jì)。⑤深水張力腿/ (深吃水立柱式平臺(tái)) Spar平臺(tái)在深水作業(yè)的特殊考慮。⑥深水棄井的考慮因素。

圖1　API標(biāo)準(zhǔn)給出的幾種典型深水井身結(jié)構(gòu)

深水完井考慮了井筒準(zhǔn)備、下部完井、上部完井、清井放噴、回收防噴器(BOP)、安裝采油樹等作業(yè)程序，給出深水完井9個(gè)特殊考慮：完井液、井工具材料、油管/作業(yè)管柱連接、流動(dòng)保障、井筒安全措施、深水防砂完井、智能完井、油管和作業(yè)管柱的可打撈性、注入井等。例如，井筒安全考慮了油管和作業(yè)管柱在大尺寸的生產(chǎn)套管條件下，易于發(fā)生屈曲；井眼曲率將加劇套管、油管、作業(yè)管柱的彎曲應(yīng)力影響。

API RP 96標(biāo)準(zhǔn)還給出鉆完井作業(yè)期間突發(fā)事件、應(yīng)急計(jì)劃、工作界面及授權(quán)管理建議等。但標(biāo)準(zhǔn)對(duì)目前深水使用海面防噴器和高壓立管(連接浮式生產(chǎn)系統(tǒng))進(jìn)行鉆完井、控壓鉆井作業(yè)(包括雙梯度鉆井)、生產(chǎn)作業(yè)和采油樹下游流體處理、修井作業(yè)、井身質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等沒有提及。

2　深水水下防噴器標(biāo)準(zhǔn)

深水地平線事故發(fā)生后，API對(duì)BOP的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行了修訂，將鉆井防噴器的推薦作法（APIRP 53）提升為鉆井防噴器標(biāo)準(zhǔn)（API STD 53）[3-4]，成為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)于具體的要求進(jìn)行了多達(dá)60處的修改。新增以下要求：BOP的使用者和業(yè)主需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以確定閘板的位置和數(shù)量滿足要求；水下防噴器組應(yīng)有5個(gè)或5個(gè)以上防噴器。對(duì)BOP控制系統(tǒng)的組成新增了配置應(yīng)急系統(tǒng)和二次井控系統(tǒng)要求。同時(shí)規(guī)定所有水下防噴器組必須安裝自動(dòng)剪切系統(tǒng)、死機(jī)系統(tǒng)、ROV操作設(shè)備等。其他附加要求包括：BOP鑒定證書；增加設(shè)備監(jiān)測(cè)；具體的維修保養(yǎng)要求等。

挪威石油標(biāo)準(zhǔn)化組織在2012年對(duì)NORSOK-D-001規(guī)范進(jìn)行了修訂[5]，對(duì)井控設(shè)備部分的要求做了一些修改和細(xì)化，主要包括：①專門對(duì)水下防噴器系統(tǒng)的配置進(jìn)行了規(guī)定。水下BOP系統(tǒng)至少由如下部分組成：1個(gè)萬能防噴器、1個(gè)剪切密封閘板防噴器、3個(gè)管子閘板防噴器、至少2個(gè)壓井管線接頭、至少2個(gè)阻流管線接頭、4個(gè)壓井失效關(guān)閉閥、4個(gè)阻流失效關(guān)閉閥。新規(guī)范和以前規(guī)范有明顯不同，首先明確了水下防噴器要配置3個(gè)管子閘板，以前的規(guī)范防噴器只需要配2個(gè)管子閘板；其次對(duì)阻流和壓井管線出口數(shù)量要求不同，對(duì)閥門的類型和數(shù)量配置要求均不同。②對(duì)浮式鉆井裝置上的特殊要求改進(jìn)。浮式鉆井裝置的水下BOP通常由井口連接器、防噴器組、隔水管下部總成(LMRP)和控制盒、ROV控制面板。新標(biāo)準(zhǔn)中水下防噴器的配置增加了ROV操作面板。

英國(guó)在BP事故發(fā)生后設(shè)立油井全生命周期實(shí)踐論壇（WLCPF），由英國(guó)石油和天然氣行業(yè)會(huì)員組成，包括鉆井設(shè)計(jì)、施工和管理、修井等油公司和專業(yè)服務(wù)公司，研討并完成制定油井全生命周期完整性指南、救援井設(shè)計(jì)指南、水下防噴器指南等[6]。水下防噴器指南包括：防噴器配置、防噴器控制系統(tǒng)、應(yīng)急和輔助控制、性能和壓力測(cè)試、維修、檢查和監(jiān)控等內(nèi)容。

3　深水井噴失控應(yīng)急救援標(biāo)準(zhǔn)

3.1水下應(yīng)急封井裝置標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)平臺(tái)翻沉后復(fù)雜的井下工況處理，國(guó)外已研發(fā)出多套應(yīng)急救援系統(tǒng)：MWCC公司的水下油井封井系統(tǒng)（MWCS）、Helix公司快速響應(yīng)系統(tǒng)（HFRS）和Wild井控公司的油井封井回收系統(tǒng)。其中系統(tǒng)中最關(guān)鍵設(shè)備是水下井口應(yīng)急封井裝置，其主要功能被看作是水下采油樹和BOP組合：封閉井筒、作為井筒接口將井筒的流體輸送到海面、通過海面作業(yè)船向井筒輸入流體、提供井筒干預(yù)手段。各公司研發(fā)的封井裝置結(jié)構(gòu)形式都不大相同，典型水下應(yīng)急封井裝置如圖2所示，主要元件包括：井口連接器、閘閥、節(jié)流閥、閘板、再進(jìn)入連接器、面板、框架、轉(zhuǎn)化接頭、連接管線。

API于2014年發(fā)布API RP 17W《水下應(yīng)急封井裝置推薦作法》[7]，對(duì)裝置設(shè)計(jì)、制造和使用不同階段，包括裝置分類、功能要求、界面描述、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加工制造、部署使用、操作參數(shù)及后勤支持、設(shè)備存放、維護(hù)和測(cè)試要求等方面進(jìn)行了具體規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)附件A給出了一套水下應(yīng)急作業(yè)程序，附件B給出一個(gè)典型操作案例，包括裝置部署、關(guān)井和回收操作等。ISO也制定出ISO 15544-2010《海上生產(chǎn)裝置-應(yīng)急響應(yīng)的要求和指南》[8]，對(duì)生產(chǎn)期間的應(yīng)急封井提出了要求。

圖2　水下應(yīng)急封井裝置示意圖

3.2海上救援井標(biāo)準(zhǔn)

救援井通常是為搶救某一口井噴、著火的井而設(shè)計(jì)施工的定向井，救援井與失控井具有一定距離，在設(shè)計(jì)連通點(diǎn)救援井和失控井井眼相交，并從救援井內(nèi)注入高密度泥漿壓井，控制失控井。第一口救援井是1934年在東德克薩斯康羅油田鉆成的，我國(guó)在海上還沒有鉆過救援井。作為徹底解決井噴失控最有效的方案，在多次海上井噴事故處理中得到成功應(yīng)用，BP墨西哥灣深水地平線事故共鉆2口救援井，最終徹底解決地層流體溢出風(fēng)險(xiǎn)，典型救援井如圖3所示。

O&G UK于2012年頒布了《水下救援井設(shè)計(jì)指南》[9]，給出了救援井?dāng)?shù)量、井位優(yōu)選、井下連通作業(yè)、壓井、棄井等海上救援井設(shè)計(jì)作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，以及復(fù)雜救援井的要求、裝備可用性和后勤供給、項(xiàng)目計(jì)劃等方面內(nèi)容。

圖3　典型海上救援井示意圖

比如UK救援井井位選擇要考慮如下因素：①受法律法規(guī)、保險(xiǎn)、合同限制；②海底或海底地形及障礙物影響，通?？紤]在經(jīng)過井場(chǎng)調(diào)查的區(qū)域；③海洋環(huán)境影響，風(fēng)向、流向、海浪和冰期；④事故平臺(tái)火災(zāi)熱輻射面積或者H2S擴(kuò)散范圍；⑤淺層地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，特別是淺層氣、淺層水、天然氣水合物等；⑥定向井和測(cè)斜要求；⑦使用鉆機(jī)類型，應(yīng)便于鉆井裝置就位、供應(yīng)船?？考爸鄙w機(jī)起降；如采用錨泊定位，需要考慮拋錨作業(yè)；⑧若失控井位于井口平臺(tái)，還需要考慮其他井眼干擾；⑨宜使井眼軌跡簡(jiǎn)單且便于施工作業(yè)。給出根據(jù)風(fēng)向和海流窗口選擇井位的方法，如圖4、圖5所示。

圖4　考慮井場(chǎng)調(diào)查和風(fēng)向的救援井井位選擇

圖5　考慮風(fēng)向、海流的井位選擇及管控

4　國(guó)外政府監(jiān)管對(duì)標(biāo)準(zhǔn)要求提升

4.1對(duì)海上鉆井作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)新要求

美國(guó)內(nèi)務(wù)部文件NTL-2010-N06重新定義了井噴失控的最惡劣工況（WCD），要求提交批準(zhǔn)的鉆井設(shè)計(jì)文件必須包含有井噴失控應(yīng)急救援方案，救援井等內(nèi)容。NTL-2010-N10要求作業(yè)期間必須有應(yīng)急救援工程服務(wù)儲(chǔ)備，包括溢油應(yīng)急響應(yīng)和水下應(yīng)急封井裝置資源。具體檢查項(xiàng)目包括：已簽署合規(guī)性聲明；水下應(yīng)急封井裝置要帶有設(shè)計(jì)和可靠性認(rèn)證；井口封堵計(jì)劃（一般通過專業(yè)公司實(shí)施）；設(shè)備演練，部署應(yīng)急人員。此外，規(guī)定了井噴工況下，按照標(biāo)準(zhǔn)API/IADC97《油井建井界面橋接文件指南》[10]，作業(yè)者與專業(yè)服務(wù)公司簽署應(yīng)急救援服務(wù)合同，具有獲得調(diào)度水下應(yīng)急封堵資源的權(quán)利，可以對(duì)深水井噴和其他失控事件迅速作出響應(yīng)。

對(duì)油井完整性、防噴器及控制系統(tǒng)提出更高要求。在油井完整性方面，按照API RP 65-2《建井過程中封隔潛在流動(dòng)層的推薦作法》[11]，套管和固井程序需要得到專業(yè)工程師現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證；完井過程中保持2個(gè)獨(dú)立的安全屏障（通過PE認(rèn)證）；對(duì)套管懸掛器的安裝、密封和鎖緊程序提出要求；負(fù)壓試壓試驗(yàn)（如更換低密度鉆井液等）應(yīng)得到美國(guó)海洋能源管理局(BOEM)區(qū)域經(jīng)理批準(zhǔn)；井控系統(tǒng)圖紙及文檔應(yīng)完備可查。

在防噴器及控制系統(tǒng)方面：需要第三方機(jī)構(gòu)認(rèn)證剪切閘板可以剪斷井筒中任何鉆桿；要求配置自動(dòng)剪切和死機(jī)系統(tǒng)并對(duì)功能測(cè)試提出要求；防噴器具備ROV干預(yù)接口，并提出BOP測(cè)試最低要求；按照API RP53進(jìn)行防噴器的檢查和維護(hù)；按照深水井控培訓(xùn)大綱要求對(duì)防噴器設(shè)備操作人員進(jìn)行培訓(xùn)。

4.2鉆井安全規(guī)程改進(jìn)

美國(guó)安全暨環(huán)境執(zhí)法局(BSEE)修訂《鉆井安全規(guī)程》，為鉆井設(shè)計(jì)、下套管、固井、井控程序及設(shè)備管理（包括防噴器）建立了嚴(yán)格規(guī)程。它主要包括4個(gè)部分：①加強(qiáng)井控安全屏障的描述和分類；②給出固井測(cè)試要求；③明確了安裝雙機(jī)械屏障的要求；④擴(kuò)展了完井、修井和棄井操作中防噴器和井控流體的要求。此規(guī)程要求作業(yè)者要取得專業(yè)工程師對(duì)所提交鉆井程序的合理性證明。另外，新的鉆井安全規(guī)則要求專業(yè)工程師對(duì)用于鉆井作業(yè)的防噴器進(jìn)行認(rèn)證，以證明防噴器試驗(yàn)、維護(hù)和性能符合新的標(biāo)準(zhǔn)。

4.3建立一套安全和環(huán)境管理系統(tǒng)

BSEE要求海上作業(yè)者必須建立一套綜合的安全與環(huán)境管理系統(tǒng)(SEMS），包括海上鉆井和生產(chǎn)操作標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)容包括設(shè)備、安全作法、環(huán)境保護(hù)和作業(yè)者與承包商的監(jiān)督管理。SEMS要求作業(yè)者在程序中增補(bǔ)對(duì)員工培訓(xùn)、安全管理人員聘用和第三方審查程序的規(guī)定。SEMS強(qiáng)制要求所有設(shè)備滿足API RP 75《編制外大陸架作業(yè)和設(shè)施安全和環(huán)境管理計(jì)劃的推薦作法》的檢查要求；外包提供者需負(fù)責(zé)承包商的SEMS驗(yàn)證。

5　對(duì)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化工作啟示

5.1我國(guó)深水鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及標(biāo)準(zhǔn)需求

我國(guó)南中國(guó)海深水鉆井開始于1987年，Occi?dental Eastern公司租用南海5號(hào)半潛式平臺(tái)鉆探了第1口深水井BY7- 1- 1井，該井的作業(yè)水深499.42m，此后的25年間，包括BP、BG、Chevron、Anadarko、Devon等合作外國(guó)公司在南海鉆深水井8口，作業(yè)水深最深是LW13-1-1井（水深1 920.6m），是由Chevron公司租用Seadril公司的第6代半潛式鉆井平臺(tái)West Aquarius所鉆。中海油進(jìn)入深水領(lǐng)域自己當(dāng)作業(yè)者進(jìn)行深水鉆井工作，是以2010年1 月15日鉆探赤幾S-1井為標(biāo)志開始的，該項(xiàng)目是中海油在非洲開始的第1個(gè)深水勘探項(xiàng)目，平均井深3 700m，最大水深1 096m。中海油2009年建成我國(guó)第1座第6代動(dòng)力定位深水半潛式鉆井平臺(tái)“海洋石油981”，隨后購置NH8、NH9兩座半潛式鉆井平臺(tái)，2015年建成具備極地海域作業(yè)能力，可滿足全球90%海域油氣鉆探需求的“興旺號(hào)”，建成滿足不同作業(yè)水深勘探開發(fā)的梯次船隊(duì)。截至2015年底，這4座深水半潛式鉆井平臺(tái)已經(jīng)陸續(xù)完成了近40口深水井的鉆井和4口深水井的測(cè)試工作。中海油已基本具備了獨(dú)立從事深水油氣田勘探開發(fā)鉆完井、測(cè)試的作業(yè)能力[12]。

但由于深水鉆井高風(fēng)險(xiǎn)、高投入特點(diǎn)，面臨技術(shù)、裝備、人才團(tuán)隊(duì)等諸多挑戰(zhàn)，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程難題，既涉及大量的工程技術(shù)問題，又涉及投資費(fèi)用工期的組織管理。國(guó)外已制定關(guān)鍵深水作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，基本建立起深水鉆井標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。而國(guó)內(nèi)深水油氣開發(fā)剛剛起步，借鑒和參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)不盡適宜，迫切需要建立與之相對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)和構(gòu)建適宜我國(guó)海域特征、科學(xué)完整的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范技術(shù)體系支撐深水油氣資源開發(fā)。

5.2已制定的深水鉆井標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

目前國(guó)內(nèi)還沒有制訂深水鉆井相關(guān)的國(guó)家和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，中海油從2011年開始發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)Q/HS 1043-2010《深水探井地質(zhì)設(shè)計(jì)規(guī)范》、Q/HS 1044-2010《深水探井綜合錄井資料錄取規(guī)范》、Q/ HS 1045-2010《深水油氣勘探井場(chǎng)調(diào)查規(guī)范》、Q/HS 14007-2011《深水探井鉆井工程設(shè)計(jì)指南》、Q/HS 14011-2012《深水探井鉆井作業(yè)基本要求》、Q/HS 14016- 2013《深水鉆井井場(chǎng)評(píng)價(jià)要求》、Q/HS 14017-2013《深水鉆井裝置作業(yè)前檢驗(yàn)規(guī)范》、Q/HS 14019-2014《深水井的設(shè)計(jì)及建井基本要求》、Q/HS 16001-2014《深水三用工作船功能配置和技術(shù)要求》等9個(gè)深水企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[13-21]。動(dòng)用了中海油全部鉆完井技術(shù)力量，在學(xué)習(xí)和消化國(guó)外公司技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合中海油深水工作實(shí)際，完成了《深水鉆井規(guī)程與指南》、《深水測(cè)試規(guī)程與指南》、《深水完井規(guī)程與指南》，形成了中海油具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)規(guī)范指南[12]。

海油采標(biāo)API RP 96《深水井設(shè)計(jì)及建井》，對(duì)相關(guān)章節(jié)進(jìn)行了精簡(jiǎn)，并結(jié)合南中國(guó)海的深水實(shí)踐進(jìn)行了修改和提煉，制定出Q/HS 14019-2014《深水井的設(shè)計(jì)及建井基本要求》[14]，并于2015年4月發(fā)布實(shí)施。

2014年11月25日，由國(guó)家能源局批準(zhǔn)、中國(guó)海洋石油總公司牽頭組建的能源行業(yè)海洋深水石油工程標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立。該委員會(huì)對(duì)300m以上水深油氣等資源的勘探、開發(fā)、工程和裝備等領(lǐng)域進(jìn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定、修訂、復(fù)審、宣貫等工作的技術(shù)組織。該委員會(huì)的成立將有力推動(dòng)我國(guó)深水油氣田開發(fā)工程技術(shù)的發(fā)展和裝備標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，為海洋深水石油工程行業(yè)的科學(xué)發(fā)展提供支撐和保障。

5.3對(duì)下一步工作的思考

5.3.1構(gòu)建科學(xué)完整的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范技術(shù)體系

深水鉆井包括鉆井設(shè)計(jì)、鉆井作業(yè)、項(xiàng)目管理等方面，包括井場(chǎng)調(diào)查、拖航定位、表層鉆井、下隔水管和BOP、下部井眼鉆進(jìn)、測(cè)井、固井、完井、棄井等作業(yè)流程。涉及地層壓力預(yù)測(cè)、井眼軌跡設(shè)計(jì)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、套管強(qiáng)度校核、泥漿體系設(shè)計(jì)、水力學(xué)分析計(jì)算、水泥漿體系設(shè)計(jì)、摩阻扭矩分析、工程質(zhì)量控制、井控及井控設(shè)備配置要求、救援井及應(yīng)急救援方案等諸多關(guān)鍵技術(shù)，以及為解決高溫高壓、窄壓力窗口以及修井挑戰(zhàn)而出現(xiàn)的深水雙梯度鉆井、深水控壓鉆井、深水的大位移井、智能完井等技術(shù)，為解決低溫、高壓、水合物等問題而研發(fā)的新型鉆井液、固井體系等。國(guó)外已制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和推薦做法，但是由于我國(guó)深水油氣勘探開發(fā)起步晚，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范技術(shù)體系還未完全建立。

5.3.2高度重視安全環(huán)保法律新的要求

新《安全生產(chǎn)法》于2014年12月1日正式實(shí)施，新《環(huán)境保護(hù)法》于2015年1月1日正式實(shí)施。兩法的發(fā)布對(duì)深水鉆井作業(yè)將產(chǎn)生重大影響，特別是對(duì)井噴溢油風(fēng)險(xiǎn)的防范。我國(guó)目前還沒有制訂深水井控、應(yīng)急救援方面的標(biāo)準(zhǔn)，要高度重視深水油氣相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化的制定工作，才能確保深水作業(yè)安全。

5.3.3做好頂層設(shè)計(jì)，加快標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定

國(guó)務(wù)院最新發(fā)布《全國(guó)海洋主體功能區(qū)規(guī)劃》，明確提出“提高海洋資源開發(fā)能力，實(shí)施海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”。規(guī)劃提出到2020年，達(dá)到海洋空間利用格局清晰合理，形成儲(chǔ)近用遠(yuǎn)的海洋油氣資源開發(fā)格局，規(guī)劃發(fā)布將加速我國(guó)南中國(guó)海深水油氣勘探開發(fā)的進(jìn)程。但是由于國(guó)內(nèi)深水標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)研究較少，力量分散。而且涉及技術(shù)面廣、技術(shù)難度大，以一家企業(yè)和公司力量難以制定全部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。建議從國(guó)家層面給予協(xié)調(diào)，做好頂層設(shè)計(jì)、總體規(guī)劃、分步實(shí)施。加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，強(qiáng)化協(xié)同配合，支持相關(guān)企業(yè)和機(jī)構(gòu)開展深水鉆井標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范技術(shù)研究，制定針對(duì)南中國(guó)海深水、深遠(yuǎn)海作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為南海深水油氣田的開發(fā)提供技術(shù)支撐。

6　結(jié)論及建議

1）BP墨西哥灣深水地平線事故后，ISO、IADC、API和歐洲國(guó)家協(xié)會(huì)十分重視事故后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的再認(rèn)識(shí)，制修訂深水鉆井相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范情況，包括海上鉆井作業(yè)工藝、井控設(shè)備、水下井控和井口應(yīng)急封堵設(shè)備、救援井及應(yīng)急救援計(jì)劃等方面內(nèi)容，綜述相關(guān)進(jìn)展，并對(duì)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行了梳理分析，對(duì)我國(guó)構(gòu)建深水鉆井標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，加強(qiáng)深水油氣開發(fā)設(shè)計(jì)、作業(yè)以及應(yīng)急預(yù)案編制具有一定參考意義。

2）國(guó)家建設(shè)“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略實(shí)施，將加速我國(guó)南中國(guó)海深水及深遠(yuǎn)海油氣勘探開發(fā)的進(jìn)程，迫切需要建立一套深水油氣田設(shè)計(jì)、作業(yè)、安全保障的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。建議從國(guó)家層面做好頂層設(shè)計(jì)、總體規(guī)劃，構(gòu)建科學(xué)完整的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范技術(shù)體系。高度重視安全環(huán)保法律新的要求、加大力度、加快標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定，盡快制定深水鉆井井控裝備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，深水應(yīng)急救援標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，形成完善的深水油氣開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。為國(guó)家海洋石油安全生產(chǎn)提供技術(shù)支撐和安全保障，為海洋強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。

[1] Us Chemical Safety and Hazard Investigation Board. Explo?sion and Fire at the Macondo Well Investigation Report : DC20037- 1848 [R].Washington,USA：Us Chemical Safety and Hazard Investigation Board，2010.

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[12]姜偉.中國(guó)海洋石油深水鉆完井技術(shù)［J］.石油鉆采工藝, 2015,37(1):7-10.

[13]深水探井鉆井工程設(shè)計(jì)指南:Q/HS 14007-2011[S].

[14]深水井的設(shè)計(jì)及建井基本要求:Q/HS 14019-2014 [S].

[15]深水探井地質(zhì)設(shè)計(jì)規(guī)范:Q/HS 1043-2010 [S].

[16]深水探井綜合錄井資料錄取規(guī)范:Q/HS 1044-2010 [S].

[17]深水油氣勘探井場(chǎng)調(diào)查規(guī)范: Q/HS 1045-2010 [S].

[18]深水鉆井井場(chǎng)評(píng)價(jià)要求:Q/HS 14016-2013 [S].

[19]深水鉆井裝置作業(yè)前檢驗(yàn)規(guī)范:Q/HS 14017-2013 [S].

[20]深水井的設(shè)計(jì)及建井基本要求:Q/HS 14019-2014 [S].

[21]深水三用工作船功能配置和技術(shù)要求:Q/HS 16001-2014 [S].

The blowout explosion accident of Macondo deepwater well of British Petroleum (BP) Company in the Gulf of Mexico in 2010 leaded to "Deepwater Horizon" drilling platform capsized and sank. After the accident, the re-understangding of U.S. government, ISO, IADC, API and European Oil and Gas Industry Association to laws and standards and the formulation and revision of the standards and specifications related to deepwater drilling, including well constructing technology, well control equipment, blowout emergency plan, emergency plugging equipment, relief well, etc., are introduced, and the improvement of the foreign related industry standards and speci?fications is analyzed. The demand and development of the domestic standards and specifications related to deepwater drilling is dis?cussed, and some suggestions for the formulation of the supervision and management policies and the standards and specifications on deepwater drilling, well control and emergency rescue are put forward.

deepwater drilling; well design; well blowout; emergency response; standard and specification

殷志明（1980-）,男，博士，高級(jí)工程師，主要從事深水鉆完井技術(shù)研究工作。

本文編輯：王梅2015-11-23