南海西部深水區自營油氣田勘探開發現狀及展望

謝　玉　洪（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江　524057）

南海西部深水區自營油氣田勘探開發現狀及展望

謝玉洪
（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江524057）

深水區勘探鉆完井作業面臨著海水深溫度低、安全鉆井液密度窗口窄、井控風險高、海底地質災害、臺風等諸多挑戰。中海油作為深水區勘探作業者，首次組織深水區勘探作業，成功發現了陵水17-2大型深水氣田，推動了深水區油氣勘探開發事業的進一步發展，為實現中海油“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自營勘探及鉆完井項目管理經驗和作業實踐，并對我國南海深水區油氣勘探開發技術發展愿景提出展望，以期為深水區油氣開發事業的發展提供借鑒。

深水區；項目管理；油氣資源；勘探開發；鉆完井

近年來，大型油氣田的勘探發現大部分集中在深水區，深水區域已成為并將繼續作為全球油氣資源的重要接替區域。我國南海油氣資源豐富，預計深水區油氣資源量約300×108t，素有“第2個波斯灣”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，深水區已經成為我國油氣增儲上產的重要潛力區，也是走向海洋強國的主要領域。

然而，在開發深水區油氣田的過程中面臨著諸多挑戰［2-6］。南海海水深溫度低，安全鉆井液密度窗口窄，井漏、井涌時有發生，井控風險高；深水區作業距陸岸后勤支持基地遠，供給任務繁重，應急支持難度極大；南海存在臺風活動頻繁、海況復雜等不利因素。2014年，中海油在南海西部拉開了自營深水勘探的帷幕，作業過程安全高效，并成功發現了陵水17-2大型深水氣田，實現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，推動了深水區油氣勘探開發事業的進一步發展，為實現中海油 “二次跨越”邁出了重要的一步。

1　南海深水區勘探項目運作實踐

隨著陵水17-2勘探項目的順利實施和LS17-2-1井的成功測試，形成一套適用于南海深水區勘探作業的項目管理和作業經驗。

1.1未雨綢繆，厚積薄發

深水區勘探作業初期，多次舉行深水區勘探鉆完井技術培訓，“送出去、請進來”，梳理深水區鉆探作業關鍵技術。與國外石油公司合作勘探，直接參與項目管理和現場作業，學習國外深水管理經驗及鉆探技術，邊學習、邊思考、邊實踐、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勘探作業專項技術小組，跟蹤學習外方深水鉆完井作業程序、設備管理和技術方案等，積累深水區勘探鉆完井作業經驗。與高校和科研院所合作，就深水區勘探鉆完井作業關鍵技術，進行專題科研攻關，形成解決方案。通過前期的充分準備，為深水區自營鉆探作業的順利實施打下了堅實的基礎。

1.2精心準備，重在細節

基于前期研究和技術儲備，根據區域實際情況和特點，充分識別風險，制定應對方案。深水井設計階段，對水合物、淺層流、淺層氣、淺層斷層等地質災害進行充分識別，利用地球物理資料（地震、旁掃、測井等）進行精細分析、解譯，并進行反演證實，制定針對性方案，規避淺層地質災害；針對南海海況特點，結合鉆井平臺作業能力和井位地質情況，開展鉆井隔水套管設計和配套工藝研究，確定隔水套管系統配置和鉆完井作業窗口等，以滿足現場作業要求；結合實際作業工況，制定防臺風、防內波流應急預案，防溢油風險分析及控制措施，井漏預防措施及處理方案，鉆井作業安全應急程序等配套管理方案。嚴格執行各項標準和規定，充分做好緊急情況下的應急救援方案，并建立完善的專家技術支持體系。

1.3創新理念，技術保障

陵水17-2區塊海水深度達1 500 m，鉆井費用非常高，如果按照傳統方式進行油氣田開發，需布置探井、評價井和開發生產井等不同用途的鉆井，油氣田開發成本高、開發周期長。因此，需要突破油氣田傳統開發束縛，建立勘探開發一體化模式，統籌考慮兼顧勘探和開發生產要求部署井位，同時，探井設計時考慮是否滿足未來生產的要求，如防腐和套管強度等。勘探開發一體化運作有效降低了陵水17-2油氣田的開發成本，減少鉆井投資數十億元人民幣，同時大幅縮短開發周期。

初探井批鉆作業：在深水區鉆探作業過程中，采用表層批鉆模式，優化作業方案。根據井位間航程距離及起下BOP組時間、前期準備情況，計算出懸掛BOP航行的最低安全、經濟航速，并開展最低經濟航速條件下隔水管極限強度分析及平臺穩性分析，建立表層批鉆適應性決策系統。陵水17-2區塊已完成的6口探井，先后采用三批次表層批鉆、后續井段連續作業的模式，共節約鉆完井作業時間超過30 d，節省費用超過1.5億元。

1.4因地制宜，自主創新

通常情況下每次安裝測試設備耗時45 d左右，拆卸設備需要20 d左右，其中占用平臺生產時間約16 d，耗資超過1億元人民幣。基于安全、高效的目的，參照國際標準，自主研發了深水測試設備模塊化技術并用于LS17-2-1井測試作業，創造了中海油氣井單層測試產量最高記錄。大幅縮短測試作業準備周期，完全不占用生產時間，安裝僅需8 d，拆卸時間縮短至3 d。實現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，持續提升

南海西部提出“抓大不放小”的深水區鉆完井優質高效管理理念。在“安全第一”的前提下，不斷優化鉆完井作業方案；在現場管理中，不斷提高作業效率。

針對深水區鉆井壓力窗口窄、井涌和井漏風險高的特點，采用隨鉆聲波測井等先進的壓力預、監測技術，通過連續循環減小壓力波動來控制ECD，避免井底壓力超過安全密度窗口；采用隨鉆液壓擴眼技術，增加一層尾管，擴展鉆井作業壓力窗口，有效降低作業難度。

陵水17-2區塊地質研究發現，鉆探目標區位于近東西向的峽谷內，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、井噴風險，為避免鉆穿峽谷，采用防斜打直技術，精確控制井眼軌跡。采用隨鉆起下抗磨補心和自動灌漿浮箍浮鞋等技術，減少起下鉆時間，提高作業時效。

2　深水鉆完井技術發展趨勢與展望

按照中國海油深水區發展戰略總體部署，圍繞深水區勘探開發戰略目標——建設“深水大慶”，截至2020年，逐步建立起1 500~3 000 m水深勘探開發隊伍、裝備和能力，在南海深水區建成年產5 000×104t油當量能力，深水油氣田勘探開發技術達到世界先進水平。

為了達到目標，必須通過思路和技術創新，實現深水油氣田勘探開發鉆完井工程技術由300 m到3 000 m的跨越，突破關鍵技術，掌握具有自主知識產權的核心技術，形成深水油氣田勘探開發鉆完井技術體系，建立一支結構合理的技術研發、技術支持和操作團隊。針對深水油氣田勘探開發的難點、特點及前期深水勘探經驗，需攻克深水鉆完井及設備相關技術、深水鉆井平臺及系泊定位技術、水下井口/水下生產系統技術、深水管道及立管技術等。

陵水17-2油氣田的成功發現和評價，標志著中國海油已基本掌握了全套深水鉆井技術、全套深水測試技術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方案設計、深水勘探開發工程核心技術、深水工程重大裝備研制及作業技術等成果提供了集成示范和技術提升的平臺，為今后深水油氣勘探開發奠定了堅實的基礎。

目前中海油已在南海東部海域開發荔灣3-1深水合作氣田，屆時可為南海西部深水自營氣田的開發提供經驗借鑒。然而，由于西部海域與東部海域海況、環境等均有較大差異，因此，有必要對南海西部深水油氣田開發進行關鍵技術研究。

結合南海深水合作和自營勘探鉆完井作業實踐，加強深水鉆完井技術及裝備方面的研究投入和研發團隊建設，加強產學研用平臺建設，持續秉承引進、消化、吸收、創新和應用的原則，對深水鉆井關鍵設備和技術進行國產化研究，形成一套適合我國深水油氣鉆探的技術體系。增加深水鉆井作業歷練，豐富深水鉆井作業經驗，不斷提升深水鉆井作業水平，降低深水鉆井作業風險，從而實現南海深水油氣資源的有效開發。針對急需解決的問題，應開展關鍵技術如下。

（1）深水油氣田整體開發模式研究。結合南海深水勘探開發的特點，加強探井、評價井和開發生產井一體化研究，攻關勘探開發生產一體化關鍵技術。

（2）深水鉆井完井瓶頸技術及重點共性技術發展。針對南海西部深水區突顯問題，開展鉆完井作業技術：鉆井作業窄壓力窗口設計及作業技術、環空壓力管理、高溫高壓領域深水鉆完井及測試技術、增加單井產能的水平開發井技術等。即使在淺水區，高溫高壓領域的鉆完井技術在我國仍有不少關鍵技術問題沒有解決，而在深水區，由于深水和高溫高壓2種因素疊加導致鉆完井難度系數呈指數上升，井筒壓力和溫度變化大，鉆完井壓力窗口更窄，井壁穩定性更差等造成鉆完井設計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挑戰。此外，在深水油氣田開發過程中套管環空壓力增加的問題，需要在探井階段做好防范預案及相應的技術措施。在完井技術方面，做好氣井防水控水問題等。

（3）作業管理研究。加強深水作業風險管理研究，對深水鉆井風險進行有效識別和分析評估，根據評估結果研究應對策略和措施，如極端情況下的井口重建技術（水下應急封井裝置Subsea Capping Stack）、救援井技術、南海防臺撤臺策略研究［7］。加強深水作業資源和人員優化配置管理研究，在確保作業安全的前提下，不斷提高深水鉆完井作業時效。

3　結論

深水油氣田勘探開發生產是高科技、高投入、高風險的商業和政治活動。雖然首批深水自營勘探鉆完井作業已優質高效順利完成，取得深水油氣勘探重大突破，初步建立了一支具有管理、技術和操作能力的深水勘探鉆完井團隊，但是，距深水油氣田勘探開發生產事業的發展需求還有距離，需要南海深水以自營油氣田大發現為契機，加快完善深水油氣田勘探開發生產管理、技術和操作隊伍，掌握深水油氣田開發關鍵技術，建立深水油氣田開發標準體系。并以南海深水自營油氣田大發現為動力，加大南海深海、遠海油氣勘探開發力度，為建設海洋強國做出應有貢獻。

［1］周守為.南中國海深水開發的挑戰與機遇［J］.高科技與產業化，2008，15（12）：20-23.

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

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

［4］楊進，曹式敬.深水石油鉆井技術現狀及發展趨勢［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年畢業于河北地質學院，2005年獲中國地質大學（武漢）理學博士學位，現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理，長期從事海洋油氣勘探、開發、生產的研究和管理工作，教授級高級工程師。E-mail：Xieyh@cnooc.com.cn。

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