深水鉆井技術(shù)裝備現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

周軍

摘要：近年來，人們生活水平不斷提高，人們生產(chǎn)、生活的有序運行離不開資源的持續(xù)供應(yīng)，基于此，深水鉆井技術(shù)裝備不斷升級，以此增加石油資源數(shù)量，確保天然氣資源更好的滿足應(yīng)用需要。但隨著鉆井深度的增加，深水鉆井技術(shù)應(yīng)用阻力不斷加大，為了提高深水鉆井技術(shù)裝備利用率，擴大深水鉆井技術(shù)裝備應(yīng)用空間，本文針對該論題深入探究，希望能為同行提供借鑒。

關(guān)鍵詞：深水鉆井技術(shù)；現(xiàn)狀；趨勢

前言：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷升級，深水鉆井技術(shù)裝備相應(yīng)改造，以此豐富油氣資源開采量，提高深水鉆井技術(shù)水平。對比于西方國家，我國深水鉆井技術(shù)裝備利用現(xiàn)狀不容樂觀，因此，我國應(yīng)主動向西方國家借鑒先進(jìn)經(jīng)驗，以此突破鉆井技術(shù)應(yīng)用阻力，取得良好的應(yīng)用前景。

1深水鉆井技術(shù)應(yīng)用常見阻力

深水鉆井技術(shù)應(yīng)用過程中受較多因素影響，常見影響因素包括水深、天然氣水合物、海底低溫、環(huán)保政策、千層氣體及氣流等，各方面阻力分析介紹如下。

1.1水深

深水鉆井活動主要在水深大于0.5km的位置展開，鉆井平臺具有懸浮式、移動式特點，水深增加的同時，鉆井平臺載荷相應(yīng)增加，對此，應(yīng)擴大鉆井平臺規(guī)模、提高定位準(zhǔn)確定，以此抵御洋流沖擊，增強鉆井平臺穩(wěn)定性。此外，相關(guān)操作設(shè)備精密度大大提高，靈活性不斷增強。

1.2天然氣水合物

深水鉆井技術(shù)開展期間極易遇到固體天然氣水合物，這類固體物質(zhì)清除難度較大，如果清除工作未能及時推進(jìn)，那么最終會出現(xiàn)導(dǎo)管堵塞現(xiàn)象，最終產(chǎn)生嚴(yán)重的鉆井事故，大大降低鉆井作業(yè)安全性。

1.3海底低溫

海底低溫環(huán)境會在短時間內(nèi)增強鉆井液粘結(jié)強度，影響油基鉆井液體系穩(wěn)定性，最終會對深水鉆井技術(shù)順利應(yīng)用增加阻力，導(dǎo)致鉆井效率大大降低。不同海水區(qū)域水溫不相一致，因此，深水鉆井技術(shù)應(yīng)用的過程中應(yīng)考慮所在區(qū)域海水溫度。

1.4環(huán)保政策

海洋環(huán)境保護(hù)工作推進(jìn)的過程中，應(yīng)遵循國際環(huán)境保護(hù)規(guī)定，相關(guān)規(guī)定明確支持，海洋接收的廢棄物應(yīng)具有可降解、無毒、清潔等特點。這在一定程度上影響深水鉆井技術(shù)施工技術(shù)，同時，鉆井成本大大提高。

1.5淺層氣體及氣流

淺層氣體一旦釋放，則會對鉆井平臺穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時還會產(chǎn)生爆炸事故，威脅工作人員人身安全。淺水流沖擊極易導(dǎo)致鉆井基底出現(xiàn)下榻事故，同時，氣水混合物會流入鉆井口，導(dǎo)致管道堵塞。

2深水鉆井技術(shù)裝備現(xiàn)狀分析

2.1鉆井船

該設(shè)備組成主要包括船體、動力定位系統(tǒng)、錨泊、自航行系統(tǒng)等部分，鉆井船具有便捷停泊、良好機動性、快速移動、適用于深水環(huán)境等特點，此外，鉆井船自航行特征顯著。缺點體現(xiàn)在：易受海洋環(huán)境因素影響，并且夾板使用范圍有限。

2.2鉆井平臺

鉆井平臺具有半潛式特點，它由三部分組成，第一部分即工作夾板，第二部分即浮體結(jié)構(gòu)，第三部分即立柱。其應(yīng)用優(yōu)點表現(xiàn)在：容量較大、風(fēng)浪抵御能力較強、作業(yè)效率較高、運動效果良好，半潛式鉆井平臺適用范圍較廣，系統(tǒng)性能良好。此外，超深鉆井平臺支持全天候工作，并且安全系數(shù)較高，隨著水深的不斷增加，相關(guān)設(shè)備應(yīng)不斷改造，系統(tǒng)精度逐漸提高[1]。

2.3隔水管系統(tǒng)

水深增加的同時，鉆井成本逐漸增多，以往陳舊的隔水管不能更好的滿足深邃鉆井需要，因此，應(yīng)與時俱進(jìn)的更新隔水管系統(tǒng)，這為新型深水鉆井隔水管應(yīng)用提供了空間。新型深水鉆井隔水管連接較便利，并且鉆井效率較高，鉆井安全性能夠得到保障，最終鉆井事故幾率會大大降低。

2.4深水鉆機系統(tǒng)

新型石油鉆機取得了良好的應(yīng)用效果，其中，液缸升降型鉆機鉆深能力較強，同時，還能節(jié)省占地空間，大大降低應(yīng)用成本，全面發(fā)揮全自動優(yōu)勢。新型石油鉆機具有傳統(tǒng)石油鉆機所不具備的優(yōu)勢，從中可以看出，新型石油鉆機應(yīng)用前景較良好。

2.5動力定位系統(tǒng)

該系統(tǒng)在海上平臺、海上深水作業(yè)船舶、水下潛器等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，這一系統(tǒng)以控制技術(shù)為核心，具有快速撤離、較強機動性、水深限制較少、準(zhǔn)確行為等特點，動力定位系統(tǒng)在海洋開發(fā)方面發(fā)揮重要的輔助作用。

3深水鉆井技術(shù)裝備發(fā)展趨勢

3.1鉆屑回注技術(shù)

這項技術(shù)得到了國際環(huán)保單位的認(rèn)可，因為這項技術(shù)應(yīng)用符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，并且技術(shù)成本相對較低。鉆屑回注技術(shù)應(yīng)用過程中應(yīng)遵循相關(guān)步驟，目前，國外此項技術(shù)較成熟，我國正處于鉆屑回注技術(shù)鉆研階段，以及嘗試應(yīng)用階段，從中能夠看出，鉆屑回注技術(shù)在我國有廣闊應(yīng)用空間。

3.2雙梯度鉆井技術(shù)

應(yīng)用雙梯度鉆井技術(shù)來處理井漏事故，亦或是井涌事故，技術(shù)應(yīng)用期間無需浪費較多時間，并能節(jié)省經(jīng)濟成本，技術(shù)操作相對便利。我國僅在淺層層面鉆研該技術(shù)，對比于西方國家，我國學(xué)者對雙梯度鉆井技術(shù)的重視程度較弱，并且已有研究成果較少，要想縮小與西方國家間的差距，務(wù)必完善雙梯度鉆井系統(tǒng)，主動向西方國家借鑒先進(jìn)研究方法，以此加快技術(shù)研究步伐，擴大雙梯度鉆井技術(shù)在我國深水鉆井作業(yè)中的應(yīng)用率[2]。

3.3動態(tài)壓井鉆井技術(shù)

這項技術(shù)工作原理主要為：參照作業(yè)要求完成高密度壓井液的合理配置，在這一過程中，應(yīng)用泥漿設(shè)備適當(dāng)調(diào)節(jié)鉆井液，確保鉆井液密度更好的滿足應(yīng)用需要，支持持續(xù)泵送。深水鉆井作業(yè)活動開展時，如果遇到異常高壓現(xiàn)象，那么只需輸入人為指令即可，待指令成功傳達(dá)、順利接收后，就能完成鉆井液的高效輸送。

3.4微流量控制鉆井技術(shù)

針對井眼壓力準(zhǔn)確控制時，應(yīng)用這項技術(shù)合理控制鉆井液流量，同時，全面監(jiān)督鉆井液閉環(huán)控制過程。由于鉆井液具有不可壓縮性，利用這一特點及時、準(zhǔn)確反映環(huán)空壓力變化情況，同時，傳遞相應(yīng)的提示信息。這項技術(shù)能夠直接獲知地層破裂壓力值，同時，適當(dāng)調(diào)節(jié)鉆井液密度，相對比而言，微流量控制鉆井技術(shù)具有較強適用性，并且鉆井風(fēng)險較低，能夠大大鉆井液微流量控制效率。

3.5無隔水管鉆井液回收技術(shù)

該技術(shù)包含于上述介紹的雙梯度鉆井技術(shù)，系統(tǒng)實際運行的過程中，需要做好海水隔開工作，避免海水直接接觸于井眼，在此期間，搭建回流通道以及動力通道，此時高效利用海底吸入模塊以及海底泵模塊。除此之外，針對井身內(nèi)壓力合理控制，以此提高鉆進(jìn)安全性，縮短鉆進(jìn)時間。無隔水管鉆井液回收技術(shù)高效應(yīng)用，這不僅能夠節(jié)約鉆井液量，而且還能擴大鉆井液范圍，以免鉆井液泄露。由于無隔水管系統(tǒng)內(nèi)部匯流管柱受力作用明顯，現(xiàn)有鉆井液理論內(nèi)容不夠豐富、鉆井液技術(shù)方法單一，這在一定程度上會加大相關(guān)設(shè)備設(shè)計難度，如果設(shè)計合理得不到保證，那么無隔水管鉆井液回收技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢不能及時發(fā)揮?，F(xiàn)如今，我國發(fā)展無隔水管鉆井液回收技術(shù)的速度緩慢，并且這項該技術(shù)應(yīng)用率較低，由此可見，我國此項技術(shù)鉆研空間較廣闊[3]。

結(jié)論：

綜上所述，當(dāng)前國際社會對海洋油氣資源開發(fā)工作十分重視，進(jìn)而越來越的國家加入深水鉆井技術(shù)設(shè)備研制工作，通過技術(shù)改造、設(shè)備升級等方式來提高深水鉆井效率，不斷優(yōu)化油氣資源質(zhì)量。與此同時，結(jié)合我國實際鉆研深水鉆井技術(shù)，這不僅能夠增加油氣資源開采量，而且還能提高油氣資源開采效率，并且深水鉆井技術(shù)應(yīng)用安全性、環(huán)保性能夠得到保證。此外，我國應(yīng)主動提高技術(shù)自主研發(fā)能力，成立鉆井工藝研究小組，加快深水鉆井技術(shù)自動化步伐，提高深水鉆井技術(shù)設(shè)備在實際生活中的利用率。

參考文獻(xiàn)：

[1]張敏峰.深水鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，38（03）：138-139+141.

[2]袁偉楠.深水鉆井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014，34（01）：46.

[3]孫雯.深水鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].機械研究與應(yīng)用，2013，26（03）：187-190.