深水鉆井技術(shù)簡介(981性能及深水鉆井風(fēng)險(xiǎn))

1、1 鉆完井部深水項(xiàng)目組 2022年6月4日星期六深水鉆井技術(shù)簡介深水鉆井技術(shù)簡介 匯報(bào)人：劉和興匯報(bào)人：劉和興2 海洋石油海洋石油981981現(xiàn)場作業(yè)現(xiàn)場作業(yè)3 海洋石油海洋石油981981現(xiàn)場作業(yè)現(xiàn)場作業(yè)4 41 1、在成熟船型的基礎(chǔ)上做了為南中、在成熟船型的基礎(chǔ)上做了為南中國海作業(yè)的適應(yīng)性升級；國海作業(yè)的適應(yīng)性升級；2 2、具備、具備30003000米水深作業(yè)能力以及米水深作業(yè)能力以及DP3DP3和錨泊系統(tǒng)兩套獨(dú)立的定位方式；和錨泊系統(tǒng)兩套獨(dú)立的定位方式；3 3、先進(jìn)的自動化設(shè)備。、先進(jìn)的自動化設(shè)備。海洋石油海洋石油981981是一艘第六是一艘第六代深水半潛式鉆井平臺，代深水半潛式鉆井平臺

2、，具有如下特點(diǎn)：具有如下特點(diǎn)：平臺簡介平臺簡介5 最大作業(yè)水深：最大作業(yè)水深： 3050 米米最大鉆井深度：最大鉆井深度：10000米米可變載荷：可變載荷：9000 噸噸鉆機(jī)提升能力：鉆機(jī)提升能力：906 噸噸設(shè)計(jì)抗風(fēng)能力：設(shè)計(jì)抗風(fēng)能力： 108節(jié)節(jié)平臺類型：深水半潛式平臺類型：深水半潛式設(shè)計(jì)單位：設(shè)計(jì)單位：Friede & Goldman, Ltd. 船籍國：中國船籍國：中國船級社：船級社：ABS & CCS開建年月：開建年月：2008年年4月月建造廠：上海外高橋造船有限公司建造廠：上海外高橋造船有限公司平臺簡介平臺簡介6 6平臺簡介平臺簡介7 7平臺簡介平臺簡介8 8泥漿和其它鉆井液泥漿和

3、其它鉆井液上船體泥漿池上船體泥漿池1020 m3立柱及浮箱備用泥漿池立柱及浮箱備用泥漿池2008 m3浮箱基油艙浮箱基油艙760 m3浮箱鹽水艙浮箱鹽水艙720 m3鉆井水鉆井水2500 m3沉砂池沉砂池80 m3吹灰材料吹灰材料水泥水泥350 m3般土和重晶石般土和重晶石553 m3浮箱其它液艙浮箱其它液艙燃油艙燃油艙4603 m3淡水艙淡水艙1391 m3污水艙污水艙20 m3壓載艙壓載艙18900 m3平臺簡介平臺簡介9 Main diesel engine: Wartsila Type 12V32, 5760KW Thruster: Eight Wartsila 4600KW，0-60

4、0 RPM動力系統(tǒng)：動力系統(tǒng)：8 8臺主發(fā)電機(jī)組臺主發(fā)電機(jī)組（每臺（每臺5530KW5530KW），能夠），能夠提供強(qiáng)勁的動力，提高提供強(qiáng)勁的動力，提高了平臺對作業(yè)環(huán)境的適了平臺對作業(yè)環(huán)境的適應(yīng)能力和滿足高負(fù)荷鉆應(yīng)能力和滿足高負(fù)荷鉆井作業(yè)對動力的需求；井作業(yè)對動力的需求；推進(jìn)系統(tǒng)：推進(jìn)系統(tǒng)：8 8臺推進(jìn)器（每臺臺推進(jìn)器（每臺4600kW4600kW），動力定位系），動力定位系統(tǒng)反應(yīng)速度快，可提供統(tǒng)反應(yīng)速度快，可提供更大的抗風(fēng)能力；配備更大的抗風(fēng)能力；配備精確可靠的定位系統(tǒng)。精確可靠的定位系統(tǒng)。平臺簡介平臺簡介10 10可在可在50050015001500米甚至更深的海域采米甚至更深的海域采取拋

5、錨的作業(yè)方式，能大大節(jié)省燃油；取拋錨的作業(yè)方式，能大大節(jié)省燃油；在臺風(fēng)季節(jié)能從容防臺、減少因防臺在臺風(fēng)季節(jié)能從容防臺、減少因防臺而耽擱的作業(yè)時(shí)間，能大幅度降低防而耽擱的作業(yè)時(shí)間，能大幅度降低防臺的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)成本。臺的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)成本。平臺簡介平臺簡介11 電子司鉆電子司鉆中控室中控室海洋石油海洋石油981981電子司鉆可三人同時(shí)操作，實(shí)現(xiàn)鉆具組合的離線功能，不電子司鉆可三人同時(shí)操作，實(shí)現(xiàn)鉆具組合的離線功能，不占用井口時(shí)間，大大提高作業(yè)效率占用井口時(shí)間，大大提高作業(yè)效率平臺簡介平臺簡介12主要內(nèi)容主要內(nèi)容深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)背背 景景 概概 述述 深水鉆井特點(diǎn)深水鉆井特點(diǎn)深水鉆

6、井工藝技術(shù)深水鉆井工藝技術(shù) 階段成果階段成果1313131.1深水的概念：陸岸陸岸導(dǎo)管架導(dǎo)管架自升式自升式半潛式半潛式浮式生產(chǎn)系統(tǒng)浮式生產(chǎn)系統(tǒng)FPSOFPSO張力腿平臺張力腿平臺動力定位鉆井船動力定位鉆井船1 1、 背景概述背景概述常規(guī)水深：常規(guī)水深： 500m500m 深深 水：水：500m1500m500m1500m 超超 深深 水：水： 1500m1500m14 a.a.深水海域已成為全球油氣資源的深水海域已成為全球油氣資源的重要接替區(qū)。近年在全球獲得的重大勘重要接替區(qū)。近年在全球獲得的重大勘探發(fā)現(xiàn)中，有探發(fā)現(xiàn)中，有5050來自海洋，主要是深來自海洋，主要是深水海域。水海域。1 1、 背

7、景概述背景概述1.2為什么要開發(fā)深水油氣：15 b. b.國內(nèi)的深水主要集中在南海，石油蘊(yùn)國內(nèi)的深水主要集中在南海，石油蘊(yùn)藏量約在藏量約在230230億至億至300300億噸之間，天然氣蘊(yùn)藏億噸之間，天然氣蘊(yùn)藏量約量約1616萬億立方米，占中國油氣總資源量的三萬億立方米，占中國油氣總資源量的三分之一，其中分之一，其中70%70%蘊(yùn)藏于蘊(yùn)藏于153.7153.7萬平方公里的萬平方公里的深海區(qū)域深海區(qū)域。1 1、 背景概述背景概述1.2為什么要開發(fā)深水油氣：16 c.c.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國油氣對外依隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國油氣對外依存度不斷提高，叩開深水油氣資源的存度不斷提高，叩開深水油氣資源的“大

8、門大門”，成為立足國內(nèi)尋求油氣資源，成為立足國內(nèi)尋求油氣資源的重要的重要戰(zhàn)略選擇戰(zhàn)略選擇。1 1、 背景概述背景概述1.2為什么要開發(fā)深水油氣1、 背景概述背景概述北礁凸起東部披覆背斜構(gòu)造帶北礁凸起東部披覆背斜構(gòu)造帶（自營）萬寧（自營）萬寧7-1、14-1等等中央峽谷巖性中央峽谷巖性-構(gòu)造圈閉構(gòu)造圈閉帶帶陵水22-1、23-2等寶島凹陷南部斷階帶（自營）寶島凹陷南部斷階帶（自營）永樂永樂3-1等等長昌凹陷中央背斜構(gòu)造帶長昌凹陷中央背斜構(gòu)造帶長昌長昌33-1、萬寧、萬寧3-1 等等松南低凸起松南低凸起-北礁凸起北部披覆背斜北礁凸起北部披覆背斜構(gòu)造帶永樂構(gòu)造帶永樂7-1等

9、等陵南低凸起西北部陵南低凸起西北部披覆背斜構(gòu)造帶披覆背斜構(gòu)造帶陵水26-2、32-2等北礁凹陷北部反向斷階構(gòu)造帶北礁凹陷北部反向斷階構(gòu)造帶陵水陵水30-1等等2號斷層下降盤巖性號斷層下降盤巖性-構(gòu)造圈閉帶構(gòu)造圈閉帶（自營）陵水（自營）陵水19-1等等南海北部：深水區(qū)面積約南海北部：深水區(qū)面積約52000km52000km2 2，覆蓋瓊東南盆地南部和珠江口盆地西部；，覆蓋瓊東南盆地南部和珠江口盆地西部；中央坳陷帶六大凹陷：樂東中央坳陷帶六大凹陷：樂東/ /陵水陵水/ /松南松南/ /寶島寶島/ /長昌長昌/ /北礁；北礁；南海中南部：更廣闊的海域在等待勘探開發(fā)！南海中南部：更廣闊的海域在等待勘探

10、開發(fā)！1.5湛江分公司的勘探開發(fā)潛力：20主要內(nèi)容主要內(nèi)容深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)背背 景景 概概 述述 深水鉆井特點(diǎn)深水鉆井特點(diǎn)深水鉆井工藝技術(shù)深水鉆井工藝技術(shù) 階段成果階段成果212.1深水鉆井的環(huán)境特點(diǎn)：水 深 隨著水深增加，要求鉆井裝置及設(shè)備能力更高，所需倉儲空間大，作業(yè)時(shí)間增加。海底低溫 隨著水深增加，環(huán)境溫度會降低，海底溫度低，井底溫度高，同時(shí)海水的冷卻作用對鉆井液性能、固井水泥漿性能等專業(yè)要求較高。風(fēng)/浪/流等 風(fēng)、浪、流等環(huán)境條件對鉆井裝置的選擇及鉆井作業(yè)有重要影響，如定位系統(tǒng)、隔水管系統(tǒng)；作業(yè)前期要對鉆井裝置及設(shè)備能力進(jìn)行校核，綜合評估。長隔水管重負(fù)荷大型設(shè)備深 水惡

11、劣的作業(yè)環(huán)境高的可靠性要求昂貴的起下費(fèi)用地質(zhì)因素孔隙破裂壓力窗口淺層流深井淺層氣疏松表層新的鉆井設(shè)備新的鉆井工藝2 2、 深水鉆井特點(diǎn)深水鉆井特點(diǎn)222.2深水鉆井的地質(zhì)特點(diǎn)：海床不穩(wěn)定 海床的不穩(wěn)定和大的坡度使海底極易形成滑坡和泥石流，滑坡快速沉積形成較厚、松軟、高含水未膠結(jié)的地層，對導(dǎo)管下入和水下井口設(shè)計(jì)及施工提出挑戰(zhàn)。淺層水流動天然氣水合物 一般情況，相同沉積厚度的地層，隨著水深的增加，地層破裂壓力梯度降低，鉆井液比重窗口窄，極易發(fā)生井漏及井涌等復(fù)雜情況。 是表層鉆井中最主要的地質(zhì)災(zāi)害，會引發(fā)一系列的鉆井問題（固井、套管下沉、井口失穩(wěn)、井的報(bào)廢），鉆前應(yīng)對淺層水流存在的可能性進(jìn)行評估；

12、鉆遇水合物地層時(shí)，造成水合物分解，導(dǎo)致擴(kuò)徑、井塌、井噴等事故，另外鉆進(jìn)過程中，井筒中具備水合物形成條件，容易堵塞循環(huán)通道及BOP等。壓力窗口窄2 2、 深水鉆井特點(diǎn)深水鉆井特點(diǎn)23 大型化大型化：可變載荷、平臺尺度、儲存能力均趨向于大型化；配套設(shè)備先進(jìn)配套設(shè)備先進(jìn)：自動化、信息化、智能化、大功率更加安全環(huán)保等；隔水管更長隔水管更長：所需的甲板空間、可變載荷越來越大，鉆井液用量大；定位成本高定位成本高：動力定位耗大量的燃油，錨鏈定位需大馬力的工作船，增加成本。應(yīng)急響應(yīng)應(yīng)急響應(yīng)：水下設(shè)備作業(yè)時(shí)間長，對應(yīng)應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間要求更為苛刻；鉆井效率鉆井效率：自動化、信息化、智能化引起作業(yè)方式的變化，鉆井效率更

13、高；表層導(dǎo)管表層導(dǎo)管：深水表層導(dǎo)管一般采用噴射法下入，鉆入法作為應(yīng)急預(yù)案；固井水泥漿體系固井水泥漿體系：表層固井一般要滿足低溫早強(qiáng)要求；鉆井液體系鉆井液體系：適應(yīng)低溫及井溫較大的溫差環(huán)境，同時(shí)考慮抑制水合物。2.3深水鉆井裝置特點(diǎn)：2.4深水鉆井作業(yè)方式特點(diǎn)：2 2、 深水鉆井特點(diǎn)深水鉆井特點(diǎn)24n 世界范圍內(nèi)世界范圍內(nèi)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。不統(tǒng)一。n 國內(nèi)相應(yīng)的深水程序、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)章制度國內(nèi)相應(yīng)的深水程序、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)章制度正在編寫正在編寫中；中；合作公司的應(yīng)急管理（BG)：深水探井鉆井工程設(shè)計(jì)指南（海油2011)：2.4 程序及規(guī)章制度不完善三 深 水 特 點(diǎn)25主要內(nèi)容主要內(nèi)容深水鉆井主要風(fēng)

14、險(xiǎn)深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)背背 景景 概概 述述 深水鉆井特點(diǎn)深水鉆井特點(diǎn)深水鉆井工藝技術(shù)深水鉆井工藝技術(shù) 階段成果階段成果26 3 3、 3.1深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)之一：淺層水流人為引起的地層破裂淺層異常高壓水層，一般為泥線至泥線以下800m通過固井竄槽傳遞的異常壓力成 因：危 害： 表層固井質(zhì)量問題、表層套管損壞/下沉、 井口及BOP下沉、井漏等，嚴(yán)重時(shí)甚至要報(bào)廢井眼移位重新開眼。273.2深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)之二：淺層氣埋深淺，難以預(yù)測，常為突發(fā)性反應(yīng)時(shí)間短地層薄弱，易塌易漏，處理手段有限一旦上竄至隔水管內(nèi)，快速膨脹，危害極大特 點(diǎn)：危 害： 在油氣鉆探史上，淺層氣已經(jīng)造成一些非常嚴(yán)重的事故，例如井噴、

15、火災(zāi)、沉船等。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)表明，深水的淺層氣通常壓力都較高，一旦發(fā)生淺層氣井噴，氣體呈漏斗狀向上快速膨脹、擴(kuò)散，影響的范圍較大，后果同樣嚴(yán)重。 3 3、 283.3深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)之三：天然氣水合物水合物生成時(shí)結(jié)冰堵塞管線水合物氣化時(shí)生成大量的氣體生成或氣化過程伴隨著熱效應(yīng)特 點(diǎn)：危 害：水合物對井控的影響最大，體現(xiàn)在：1)堵塞阻流/壓井管線 2)堵塞BOP組，致使無法監(jiān)測井內(nèi)壓力3)在鉆柱周圍堵塞，限制鉆具活動 4)井控時(shí)無法關(guān)閉/打開防噴器 3 3、 293.4深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)之四：海床不穩(wěn)定 越過大陸架后，在陸坡處水深陡然增加，海床的不穩(wěn)定和大的坡度都促使海底極易形成滑坡和泥石流，滑坡快

16、速沉積形成較厚、松軟、高含水且未膠結(jié)的地層，對表層導(dǎo)管和水下井口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工影響很大。 3 3、 3.5深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)之五：破裂壓力梯度低作業(yè)窗口窄套管層數(shù)多破裂壓力梯度低 泥漿比重控制精細(xì)極易發(fā)生井漏防止憋泵憋漏地層303.6深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)之六：井漏深水鉆井中，因?yàn)榈貙涌紫秹毫εc地層破裂壓力之間的窗口很小，若鉆井液比重、工程操作、套管層次及下深不當(dāng)，發(fā)生井漏的機(jī)率非常高。特 點(diǎn)：危 害：鉆井液損失，進(jìn)而引發(fā)井涌或井噴卡鉆，井眼垮塌導(dǎo)致提前下套管，增加套管層次等等 3 3、 313.7深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)之七：井控風(fēng)險(xiǎn)由于水深，隔水管及阻流壓井管線長，地層孔隙及破裂壓力窗口窄，深水井控與淺

17、水井控相比的主要困難有：井控難點(diǎn)：低溫生成水合物堵塞防噴器及控制管線套管鞋承壓低，壓力窗口窄地層呼吸效應(yīng)導(dǎo)致難以判斷井下情況阻流管線長，摩阻（CLF）大圈閉氣處理復(fù)雜上竄至隔水管內(nèi)的氣體難以控制，碰撞快，危險(xiǎn)性高 3 3、 32主要內(nèi)容主要內(nèi)容深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)深水鉆井主要風(fēng)險(xiǎn)背背 景景 概概 述述 深水鉆井特點(diǎn)深水鉆井特點(diǎn)深水鉆井工藝技術(shù)深水鉆井工藝技術(shù) 階段成果階段成果331）淺層氣 Shallow Gas 2）淺層水流 SWF3）天然氣水合物 4）海底滑坡5）固井作業(yè)質(zhì)量保證挑戰(zhàn)表層建井工藝挑戰(zhàn)為：井場地質(zhì)調(diào)查，進(jìn)行淺層地質(zhì)災(zāi)害分析及評估無隔水管鉆可疑淺層氣/水流地層（ 同時(shí)使用MWD/L

18、WD）DKD（Dynamic kill Drilling）動態(tài)壓井技術(shù)PWD（Pressure while Drilling）隨鉆壓力監(jiān)測表層噴射鉆進(jìn)下入表層導(dǎo)管及DAT（Drill Ahead Tool）表層固井工藝表層建井關(guān)鍵工藝及措施：344.1.1 淺層地質(zhì)災(zāi)害分析，井場地質(zhì)調(diào)查為海上深水勘探、開發(fā)平臺提供作業(yè)海區(qū)水文環(huán)境、工程物探和工程地質(zhì)基礎(chǔ)資料。調(diào)查目的深水井場調(diào)查特殊性水深對海底調(diào)查的影響：一方面鉆井裝置類型的不同決定井場調(diào)查的內(nèi)容；另一方面水深影響到井場調(diào)查的方式和使用工具的分辨率。常規(guī)淺水調(diào)查局限性局限性：拖帶設(shè)備的拖深控制和定位在深水中存在較多的問題，精度受影響。船載的設(shè)

19、備由于長的傳輸距離，信號丟失較多，虛假信息較多，解釋結(jié)果不可靠。常規(guī)淺水大部分采用拖帶和船載的方式深水井場調(diào)查特點(diǎn)目前深水常用水下自航測量設(shè)備（AUV：Autonomous Underwater Vehicle）作為調(diào)查工具的載體。35AUV通訊魚工作水深航速調(diào)查 距離長度直徑 電池凈重3000m 4節(jié)300500km 5.3m 100cm Aluminium/Hydrogen peroxide Semi fuel cell1450kg364.1.1 淺層地質(zhì)災(zāi)害分析，井場地質(zhì)調(diào)查井場調(diào)查關(guān)注點(diǎn)錨泊定位浮式鉆井裝置：錨泊定位浮式鉆井裝置：主要考慮拋錨的位置，海底生物群和淺層鉆井危害；評價(jià)范圍要

20、保證覆蓋海底拋錨區(qū)域；海底地質(zhì)災(zāi)害評價(jià)應(yīng)該集中于最大可能的錨鏈半徑區(qū)域內(nèi)。動力定位鉆井裝置：動力定位鉆井裝置：主要考慮淺層鉆井危害，海底穩(wěn)定性和對生物群的影響；動力定位鉆井裝置的地質(zhì)危害評價(jià)集中在上部井段。淺層氣是主要考慮對象。淺層流砂是第二位的考慮對象；在井場周圍1000m 范圍的海域內(nèi)，應(yīng)關(guān)注作業(yè)對生物群的敏感性影響和海床的不穩(wěn)定跡象。37井場調(diào)查項(xiàng)目數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)源用途用途頻率頻率垂向的分辨率垂向的分辨率探測深度探測深度Multibeam Echo Sounder海底地貌200 kHzn/a0Sub-bottom Profiler管線路由1.44.5 kHz 0.3 m50 mHigh-re

21、solution seismic（2D 、3D）淺層災(zāi)害分析150 Hz 3 m1500 mConventional 3D seismic油藏解釋50 Hz300 m淺層災(zāi)害分析必要性除非3D資料的品質(zhì)可以滿足淺層災(zāi)害分析的要求、參考鄰井淺層地質(zhì)條件不是很復(fù)雜或不是很惡劣、，任何區(qū)域，對于深水探井，都非常必要進(jìn)行井場調(diào)查。淺層地質(zhì)災(zāi)害分析的結(jié)果是進(jìn)行鉆井基本設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，是制訂項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)控制措施的出發(fā)點(diǎn)，對于淺層地質(zhì)災(zāi)害分析解決不了的問題，要借助于井場調(diào)查。384.1.1 BG井場地質(zhì)調(diào)查做井場調(diào)查，對淺層可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了分析，給出風(fēng)險(xiǎn)提示。LS22-1-1井調(diào)查結(jié)果LS33-1-1井

22、調(diào)查結(jié)果394.1.1 Chevron井場淺層災(zāi)害分析YL19-1-1未做特別的井場調(diào)查，通過使用3D 資料進(jìn)行早期淺層災(zāi)害分析。CC26-1-1404.1.2 淺層水流地震資料、井場調(diào)查資料和鄰井資料提示井位區(qū)域存在可疑淺層水流，在井位選擇時(shí)盡量避開該區(qū)域，如確實(shí)無法避開，鉆井設(shè)計(jì)中則應(yīng)有淺層水流的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)控制措施和現(xiàn)場應(yīng)急處理方案(包括備選井位) ；對存在可疑淺層水流區(qū)域，在制定鉆井作業(yè)計(jì)劃時(shí)應(yīng)充分考慮作業(yè)海域的環(huán)境及氣象條件；對鉆井平臺進(jìn)行能力評估，確定鉆井裝置能力、井下工具和相關(guān)材料準(zhǔn)備，要求儲備足夠的加重鉆井液、重晶石等材料；應(yīng)組織對承包商鉆完井作業(yè)人員進(jìn)行資質(zhì)審查，必要時(shí)進(jìn)行培訓(xùn)，

23、內(nèi)容包括但不限于應(yīng)組織的培訓(xùn)項(xiàng)目主要包括：深水鉆井、安全環(huán)保應(yīng)急程序、作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)和作業(yè)程序、特殊工具的使用等；在鉆進(jìn)作業(yè)前現(xiàn)場總監(jiān)應(yīng)組織召開安全會議和技術(shù)交底會，介紹淺層水流的作業(yè)程序、現(xiàn)場應(yīng)急處理方案、作業(yè)要求和相關(guān)崗位職責(zé)等。作業(yè)前準(zhǔn)備工作二維、三維地震資料分析地質(zhì)構(gòu)造三維地震資料分析地層流體性質(zhì)414.1.2 淺層水流 表層作業(yè)，大部分情況下均尚未建立循環(huán)，無法定量通過返出量變化來監(jiān)測淺層水流，無隔水管鉆進(jìn)可采用如下方法進(jìn)行監(jiān)控： 使用隨鉆壓力監(jiān)測工具(PWD)，通過監(jiān)測環(huán)空壓力的變化以判斷是否有高壓水層出現(xiàn)；對于可疑淺層水流區(qū)域，可預(yù)先鉆探領(lǐng)眼(小井眼)方法，采用隨鉆測井工具(MWD

24、&LWD) 監(jiān)測巖性變化，淺層水流通常處于高壓砂體內(nèi)；表層鉆進(jìn)期間，要求ROV在水下井口附近，利用聲納掃描監(jiān)控井口返出量的變化，判斷是否有淺層水流出現(xiàn)。 淺層水流的監(jiān)測措施424.1.2 淺層水流淺層水流控制方法 對于區(qū)域有淺層水流發(fā)生的可能，應(yīng)采取如下措施減少危害： 1) 準(zhǔn)備好動態(tài)壓井裝置和足夠的重泥漿（通常為1.92 g/cm3(16PPG)）和壓井泥漿（通常為1.44 g/cm3(12PPG)）； 2) 核實(shí)井下工具如MWD等所允許的最大循環(huán)排量； 3) 如鉆遇淺層水流，立即停止鉆進(jìn)，大排量泵入壓井泥漿； 4) 如果泵入兩倍井眼容積后井還未被壓住，將壓井泥漿密度逐級上調(diào)0.06g/cm

25、3(0.5PPG)； 5) 控制淺層水流后，重新評估鉆井裝置上加重材料的儲備和后勤供給情況，以確定是否采用動態(tài)壓井方法鉆進(jìn)； 6) 如滿足動態(tài)壓井方法鉆進(jìn)，以動態(tài)壓井方式鉆至表層套管下深，向井眼中充填壓井泥漿，以平衡地層壓力，保持井壁穩(wěn)定。 7）若井口建立循環(huán)，鉆進(jìn)過程中遇到淺層水流，若泥漿窗口足夠，按照常規(guī)方法壓井，正常鉆進(jìn)即可。434.1.3 淺層氣地震資料、井場調(diào)查資料和鄰井資料提示井位區(qū)域存在可疑淺層氣，在井位選擇時(shí)盡量避開該區(qū)域，如確實(shí)無法避開，則對淺層氣風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，鉆井設(shè)計(jì)中則應(yīng)有淺層氣的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)控制措施和現(xiàn)場應(yīng)急處理方案(包括備選井位)。YL19-1-1井鉆前預(yù)測可疑淺層氣存在

26、。444.1.3 淺層氣鉆井設(shè)計(jì)Interval: 36” Jetted from Seabed to 1801m TVD & 26” drilled from 1801 to 2286-2636m TVDTD Criteria: 36” jetted to 70m bml, WHH stick up 2.5-3.0m & 26” drilled to 550-900m bml (LO 9.5ppg 10.5ppg)Mud Type: 36” SW with Hivis pills. 26” SW with Hivis pills to 1925m. Pump and dump from 19

27、25m 2286/2636mMud Density: ML-1925m 8.6ppgT10-T20 11.2ppg (8.8ppg 1925m, 9.4ppg 2636m)T20-TD (Dependent on GR/Res log response)Casing: 36” 2” /1 ”-1” WT X65/X56 RL2HCX/RL4RB 20” 0.812” WT X56 RL4SCement: 13.2ppg G Lead / 15.0ppg G Tail (TBC by ETC)TOC: SeabedBHA: Straight Motor AssemblyFlow Rate: 10

28、00-1200gpmSurvey: MWDLWD: GR/Res/PWDE-Line: NoneHazards: T10 1955-2166m overpressure free gas/hydrates Pump & Dump (Monsoon season) T20/T30 Unconformity454.1.3 淺層氣 首先考慮可否避開淺層氣； 如無法避開，采取鉆領(lǐng)眼，并根據(jù)情況采取繼續(xù)鉆進(jìn)、動態(tài)壓井、移開平臺的方法處理淺層氣； 鉆領(lǐng)眼時(shí)控制機(jī)械鉆速15-25m/h； 白天鉆進(jìn)；常規(guī)做法：常規(guī)做法：國外深水做法：國外深水做法： 不鉆領(lǐng)眼，直接26井眼鉆進(jìn)；采取直接重漿鉆進(jìn)的方式；供應(yīng)船儲

29、備足夠的重漿（16ppg，14500bbls），通過混漿系統(tǒng)與海水混成11.2ppg重漿，直接重漿鉆進(jìn)。 不控制機(jī)械鉆速，保持在100m/h左右； 鉆開時(shí)間無限制； 鉆進(jìn)時(shí)供應(yīng)船保持靠平臺，持續(xù)供給16ppg重漿；464.1.3 淺層氣現(xiàn)場作業(yè)措施474.1.4 DKD（Dynamic kill Drilling）動態(tài)壓井技術(shù)DKD(Dynamic kill Drilling)技術(shù)是深水表層建井工藝中的關(guān)鍵技術(shù)。是一種在未建立正常循環(huán)的深水淺層井段，以壓井方式控制鉆進(jìn)作業(yè)中的淺層氣井涌及淺層水涌動等復(fù)雜情況的鉆井技術(shù)。定義優(yōu)點(diǎn)4747快速的進(jìn)漿和混漿功能可以適應(yīng)泥漿儲量較小的平臺，可以通過供應(yīng)

30、船進(jìn)行儲存重漿，節(jié)省平臺的泥漿儲存空間；有效實(shí)施對ECD的控制，延長20”套管下深，從而增加后續(xù)層段套管下入深度，有利于井身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化；有利于提高表層井身質(zhì)量，減少作業(yè)過程中的地層壓漏等問題，保證固井質(zhì)量；最高流速可達(dá)1400gpm，完全保證向井內(nèi)快速泵漿的要求；操作簡單、人性化。48原理 通過兩條4進(jìn)漿管線將不同密度的泥漿或海水輸送至8 的混合腔內(nèi)，通過管線上的控制面板調(diào)節(jié)節(jié)流閥控制進(jìn)漿的流速，通過控制兩條管線內(nèi)液體的流速來控制兩種密度泥漿的比例，以達(dá)到所需要的泥漿比重。 經(jīng)過6“混合腔，再一次通過混合，使新漿密度均勻。低密度鉆井液海水高密度鉆井液儲備池適中密度鉆井液高精度流管擴(kuò)展器泥漿泵

31、上水池自動球形閥自動球形閥海水管線重漿管線節(jié)流閥控制面板49現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用YL19-1-1井為例1、準(zhǔn)備工作1) 根據(jù)地層壓力確定DKD泥漿比重；當(dāng)gh井深=海水gh水深+DKDg（h井深-h水深-h氣隙）2) 根據(jù)供應(yīng)船重漿比重，計(jì)算混漿比例；重1+海水V海水=DKD（1+V海水）4) 檢查保養(yǎng)平臺及供應(yīng)船的泵漿設(shè)備、DKD系統(tǒng)，并根據(jù)鉆進(jìn)排量計(jì)算出供應(yīng)船最低泵漿排量；5) 檢查保養(yǎng)ROV，保證鉆進(jìn)過程中ROV聲納能時(shí)刻監(jiān)控井口；6) 開始DKD鉆進(jìn)前掃一次稠漿，并配置DKD鉆進(jìn)結(jié)束墊底稠漿。3) 清洗準(zhǔn)備2個泥漿池作為海水和重漿臨時(shí)儲備池；502、DKD鉆進(jìn) 鉆進(jìn)至淺層氣深度以上30米處開始

32、DKD鉆進(jìn)，按照計(jì)算設(shè)定海水和重漿的混漿比例開始混漿鉆進(jìn)。 鉆進(jìn)參數(shù)：50klbs，60rpm，1000gpm，ROP不超過100m/s 鉆進(jìn)期間不等待測斜數(shù)據(jù)；鉆進(jìn)期間泥漿工每隔15min測一次泥漿密度，隨時(shí)調(diào)節(jié)混漿比例保持泥漿密度穩(wěn)定;ROV實(shí)時(shí)監(jiān)控井口，觀察是否有氣體返出。設(shè)定重漿和海水混合比例為1:1.5DKD泥漿比重為11.2514.1.5 表層噴射鉆進(jìn)技術(shù)背景噴射下導(dǎo)管技術(shù)是為了解決海床不穩(wěn)定、破裂壓裂梯度底、氣體水合物堵塞、淺層水流危害以及海底低溫變化等淺層地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)難題而提出的一種淺層鉆井工藝，目前技術(shù)已比較成熟。原理噴射導(dǎo)管鉆井技術(shù)采用噴射方式將表層導(dǎo)管下入到位，套管在其自重和

33、鉆具組合重力作用下隨鉆頭鉆出的領(lǐng)眼下行并擠壓周圍海底地層直至設(shè)計(jì)深度，噴射到位后利用周圍地層的黏附力和摩擦力穩(wěn)固。優(yōu)點(diǎn)由于深水區(qū)海底淺部地層比較松軟，存在泥線不穩(wěn)定因素，采用噴射導(dǎo)管作業(yè)可以規(guī)避常規(guī)程序表層作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；噴射導(dǎo)管鉆進(jìn)作業(yè)結(jié)束后無需固井，可避免因水泥漿密度過大而壓破地層，同時(shí)可避免低溫等因素影響固井質(zhì)量而造成井口下沉；噴射導(dǎo)管技術(shù)無需固井作業(yè)，節(jié)約時(shí)間，并且用DAT工具，可以減少一趟起下鉆。52作業(yè)流程5252導(dǎo)管懸掛于月池活動門處組合內(nèi)部動力鉆具接DAT工具，并鎖住井口頭下鉆，探泥線噴射鉆進(jìn)到位沉浸導(dǎo)管串，脫手DAT工具4.1.5 表層噴射鉆進(jìn)技術(shù)53關(guān)鍵設(shè)備 DAT介紹介紹全名為

34、全名為Drill ahead tool 該工具有8個鎖塊，反轉(zhuǎn)2.5圈，8個鎖塊伸出，與36”井口頭鎖緊。表層噴射鉆進(jìn)到位后，正轉(zhuǎn)2.5圈，工具鎖塊收回。工具本體有J型槽，繼續(xù)正轉(zhuǎn)1/8圈，工具轉(zhuǎn)至J槽豎直位置，鉆具可自由下放，則可進(jìn)行下個井段鉆進(jìn)。 4.1.5 表層噴射鉆進(jìn)技術(shù)545454南海西部合作區(qū)塊表層噴射鉆進(jìn)情況統(tǒng)計(jì)南海西部合作區(qū)塊表層噴射鉆進(jìn)情況統(tǒng)計(jì)4.1.5 表層噴射鉆進(jìn)技術(shù)55 在整個深水井作業(yè)前期、過程中及鉆后對孔隙壓力及地層破裂壓力評價(jià)，壓力監(jiān)測 Drillworks 軟件被普遍使用。這套系統(tǒng)可用于地層壓力的鉆前預(yù)測、隨鉆監(jiān)測和鉆后壓力分析，鉆井過程中根據(jù)實(shí)時(shí)的LWD測井（

35、電阻率、聲波等）數(shù)據(jù)，結(jié)合鄰井資料及現(xiàn)場其它信息，計(jì)算出一個較準(zhǔn)確的地層壓力，對異常情況及時(shí)預(yù)警，從而作業(yè)過程中一定程度可以避免井涌，延伸套管鞋深度，減少套管數(shù)目，優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)。BG做法：現(xiàn)場配置兩名地層壓力隨鉆監(jiān)測分析工程師，現(xiàn)場根據(jù)實(shí)時(shí)LWD數(shù)據(jù)，通過軟件計(jì)算地層實(shí)際孔隙壓力及破裂壓力，實(shí)時(shí)監(jiān)測壓力的異常并較早提供報(bào)警。雪佛龍做法：現(xiàn)場由油公司一名地質(zhì)監(jiān)督來完成隨鉆壓力的監(jiān)測，根據(jù)現(xiàn)場測井資料，對鉆前已建的壓力模型進(jìn)行不斷修正。壓力監(jiān)測意義563.2 隨鉆壓力監(jiān)測應(yīng)用實(shí)例在LS33-1-1井17-1/2”井段作業(yè)中，通過隨鉆壓力分析，監(jiān)測到地層實(shí)際孔隙壓力比鉆前預(yù)測壓力要高，不能滿足繼續(xù)鉆

36、進(jìn)條件，隨即啟用備用方案下入16”尾管，規(guī)避了壓力異常帶來井控風(fēng)險(xiǎn)。57深水泥漿需考慮問題抑制水合物生成；避免與處理井漏（表層疏松、壓力窗口窄）；大環(huán)空的攜砂能力，井眼清潔；低溫下保持良好的流變性；泥漿的抑制性（鹽水）；長時(shí)間裸眼；海洋環(huán)境保護(hù)；58深水固井需考慮問題低溫；地層疏松；海床下孔隙壓力與破裂壓力窗口窄；淺層水和淺層氣；氣體水合物問題；環(huán)境保護(hù)；59 內(nèi)波流是流體中由于非線性作用和線性頻散作用達(dá)到平衡時(shí)產(chǎn)生的一種流體動力學(xué)內(nèi)波流是流體中由于非線性作用和線性頻散作用達(dá)到平衡時(shí)產(chǎn)生的一種流體動力學(xué)現(xiàn)象，是一種非線性頻散波動。由于孤立內(nèi)波的非線性較強(qiáng)，它具有很大的垂向振幅現(xiàn)象，是一種非線性

37、頻散波動。由于孤立內(nèi)波的非線性較強(qiáng)，它具有很大的垂向振幅同時(shí)伴隨著很強(qiáng)的波致流。一旦遇到，應(yīng)按目標(biāo)井所編寫的應(yīng)急預(yù)案處理。同時(shí)伴隨著很強(qiáng)的波致流。一旦遇到，應(yīng)按目標(biāo)井所編寫的應(yīng)急預(yù)案處理。 南海有著世界海洋中最強(qiáng)的內(nèi)波流，是內(nèi)波流出現(xiàn)最為頻繁的海域。內(nèi)波流定義內(nèi)波流危害南海內(nèi)波流影響航行速度；影響航行速度；平臺被推離井位過大，導(dǎo)致鉆柱折斷；平臺被推離井位過大，導(dǎo)致鉆柱折斷；導(dǎo)致導(dǎo)致BOPBOP或者隔水管受損；或者隔水管受損；60利用多普勒聲波測速儀(ADCP)來監(jiān)測井場區(qū)域的孤立內(nèi)波；平臺也可配備綜合孔徑雷達(dá)（SAR）來探測內(nèi)波流蹤跡；內(nèi)波流監(jiān)測采取措施提前預(yù)報(bào)；提前預(yù)報(bào)；調(diào)整推進(jìn)器負(fù)荷，應(yīng)對

38、內(nèi)波流；調(diào)整推進(jìn)器負(fù)荷，應(yīng)對內(nèi)波流；應(yīng)急階段；應(yīng)急階段；61保證深水棄井作業(yè)質(zhì)量和井下安全；目的負(fù)壓值確定負(fù)壓值不小于油氣層或最后一層套管（尾管）鞋處地層壓力與海水靜液柱壓力之差，選取其中較大值作為需測試的負(fù)壓值；1) 把上述體積的鉆井液基油或其它低密度液體泵入至鉆桿內(nèi)； 2) 將地面管線內(nèi)的鉆井液基油或其它低密度液體全部頂替至鉆桿內(nèi)； 3) 停泵，記錄立管壓力（不要泄壓）； 4) 關(guān)測試閘板（雙向閘板）； 5) 從鉆桿處泄壓至0，觀察計(jì)量罐15分鐘，確認(rèn)鉆桿內(nèi)沒有回流； 6) 開泵逐步提高鉆桿內(nèi)壓力至3)步驟時(shí)的記錄壓力后，打開測試閘板（雙向閘板）； 62深水井口裝置63q 靈活靈活q 高效

39、高效q 可靠可靠q 合適合適選擇深水井口系統(tǒng)的選擇深水井口系統(tǒng)的主要考慮：主要考慮：Guidelineless Guide Base( Guidelineless Re-entry Assembly, GRA )Mudmat64 目前常用的深水鉆井作業(yè)井口工具有：目前常用的深水鉆井作業(yè)井口工具有：1、ABB Vetco Gray的的Cam Actuated Running Tool and Drill Ahead Tool；2、FMC公司的公司的UWD-15/RLSD系統(tǒng)；系統(tǒng)；3、Drill-Quip的的Cam Actuated Dril-Ahead Tool4、使用無導(dǎo)向繩導(dǎo)向設(shè)備（、使用無導(dǎo)向繩導(dǎo)向設(shè)備（Guidelineless Re-entry Assembly或或Guidelineless Guide Base)協(xié)助以后的對井口作業(yè)；協(xié)助以后的對井口作業(yè)；5、30或或36套管串用套管串用Mudmat坐在泥線，提高了管柱的穩(wěn)定性，同時(shí)防止了氣體直接沖坐在泥線，提高了管柱的穩(wěn)定性，同時(shí)防止了氣體直接沖擊連接器和防噴器。擊連接器和防噴器。65 深水作業(yè)中，由于泥面較松軟，存在不穩(wěn)定因素，而且深水鉆井中BOP組較重，泥線防沉板增大了受力面積，可有效的防止井口下沉。安裝防沉板，確定了低壓井口頭高出泥面的高度，增強(qiáng)了井口頭的抗彎強(qiáng)度