從淺海走向深海的挑戰與鉆井設計技術對策

蔣世全，李峰飛，劉怡君，周建良 ，李迅科 ，謝 彬

(1.中海油研究總院,北京 100028;2.長江大學石油工程學院，湖北 荊州 434000 )

從淺海走向深海的挑戰與鉆井設計技術對策

蔣世全1，李峰飛1，劉怡君2，周建良1，李迅科1，謝 彬1

(1.中海油研究總院,北京 100028;2.長江大學石油工程學院，湖北 荊州 434000 )

回顧了中國海洋石油鉆井從淺海走向深海的歷程及中國南海近幾年已鉆深水井概況，較系統地總結和討論了深水鉆井工程核心技術問題，闡述了海洋深水鉆井從設備到工藝與淺水及陸地鉆井的主要差別，并討論了深水鉆井設計考慮的主要因素和鉆井設計方法概要等，為深水鉆井工程設計提供參考。

深海；半潛式鉆井平臺；水下防噴器；鉆井；核心技術問題；設計考慮因素；設計方法概要

0 引 言

國外從海洋鉆井到深水鉆井經歷了60多年的發展歷程，已成為成熟技術[1-19]。我國海洋鉆井從1960年開始，與國外具有相似的經歷。先是用駁船改造進入海洋，步履維艱；1978年，我國建設第一座半潛式式鉆井平臺南海1號，開始在南海西部樂東8-1構造95 m水深進行自營探井鉆井,1982年對外開放，開始以對外合作和自營并舉的方式進行海洋淺水鉆井作業[8]；2010年前，中海油自營井在300 m左右水深進行鉆井和開發。

深水鉆井和淺水鉆井有本質的不同，水深的增加，必須采用動力定位或錨泊定位半淺式平臺和水下防噴器，另外水深的增加也帶來了海底地質環境的變化。深水油氣鉆井具有高投入、高風險、高技術的特點。因此，從300 m水深的淺水邁向500～3 000 m深水作業給鉆井工藝和鉆井設計方法上帶來了巨大的挑戰。近年來，國內已有大量相關的專題研究文章討論了深水鉆井的設計及分析問題，但沒有比較系統地描述深水和淺水鉆井的差異以及鉆井設計應考慮的因素。陳建兵等[14]在海洋淺水鉆井工程設計方法的基礎上，結合深水探井鉆井實踐，系統地補充和論述了深水鉆井工程的一般設計方法，但對深水鉆井特點描述不夠深入。自從2010年美國墨西哥灣馬貢多井(Macondo)發生井噴爆炸重大事故后，2013年國際上石油工程行業系統總結和提出了深水鉆完井的關鍵問題和井設計要素，首次提出了深水鉆完井系統化安全設計及作業指導文件[5]。

本文簡要總結了中海油從淺水向深水井跨越的歷程，深水鉆井和淺水(陸地)鉆井的技術差別，深水鉆井工程核心技術問題以及設計考慮的因素和方法概要。總結深水鉆井系統并不斷完善構建設計技術體系與方法上的研究，對我國繼續邁向深水、進行深水鉆完井工程實踐具有重要的意義。

1 國內外深水鉆井概述

1.1 國外深水鉆井技術慨況

海洋深水鉆井一般指在水深500 m以上的深水海域進行鉆井、完井和修井作業，1 500 m以上水深作業則稱為超深水鉆井[11]。隨著淺海石油天然氣資源勘探開發日益飽和，石油勘探開發已向深水進軍，最新的深水鉆井紀錄于2013年由印度石油天然氣公司等在印度東部海域完成，鉆探水深達到3 165 m(井深5 625 m)。

國外從海洋鉆井到深水鉆井經歷了60多年的發展歷程，已成為成熟技術，如表1所示。

表1 國外深水鉆井歷程概表Table 1 Foreign deepwater drilling process

1.2 中國南海深水鉆井歷程

我國海洋鉆井從1960年開始[9]，與國外具有相似的經歷，用駁船改造進入海洋，步履維艱。到1978年，我國建成第一座半潛式鉆井平臺南海1號，開始在南海西部樂東8-1構造95 m水深進行自營探井鉆井；1982年對外開放，開始以對外合作和自營并舉的方式進行海洋淺水鉆井作業，到2010年前，自營井在300 m左右水深進行鉆井和開發。從1987年南海東部白云7-1-1開始，中海油以對外合作的方式進入深水領域，向外國作業者學習并不斷積累經驗,從2006年LW3-1-1開始，由國外公司主導完成的水深500～1 600 m已鉆井達到32口。2001年以來中海油開展了針對國際深水鉆井技術的調研和研究工作，進行了鉆井工藝的設計方法研究和技術探索。2005年，中海油開始建造國內第一座第六代超深水半潛式鉆井平臺海洋石油981(鉆井水深3 000 m,鉆井能力10 000 m)[10]，并于2009年，以作業者身份在國內外涉足深水鉆井作業。2012年2月，海洋石油981下水(見圖1)，在流花29-2-1井開鉆。通過18口自營井(見表2)的鉆井實踐，建立深水鉆井、測試規程和指南，經過跨越式發展，克服南海特有的臺風和內波流等海洋環境，于2013年完成了東南亞第一超深水探井(水深2 451 m)LW21-1-1[4]的鉆探(見表2)。

圖1 超深水半潛式鉆井平臺：海洋石油981Fig.1 Ultra-deepwater semi-submersible drilling platform: HYSY981

表2 中國海洋鉆井走向深水歷程概表Table 2 China deepwater drilling process

(續表)

中海油作為作業者成功地自主實施第一口超深水井鉆井，實現了從300 m到1 500 m超深水鉆井技術的跨越，對于中國海上油氣鉆井具有里程碑的意義(見圖2)。中海油深水鉆井技術研究走在了深水鉆井作業的前面，從2001年開始，進行了充分的關鍵技術跟蹤和研究，為中海油現場實踐提供了強有力的技術支持和支撐[2]，如圖3所示。中國南海第一口超深水井荔灣21-1-1水深2 451 m，也是東南亞作業水深最深的超深水井，面對陡峭海底滑坡風險；表層松軟井口下沉的問題；海底低溫，形成水合物風險；破裂壓力較低，帶來井身結構設計、泥漿及水泥漿密度設計問題；風浪流影響水防噴器(BOP)下入；距香港330 km，存在后勤供應難題。面對各種困難和多項技術挑戰，項目于2009年2月啟動，在對超深水鉆井認識幾乎為零的基礎上，積極收集查閱相關資料，潛心鉆研、分析和認識超深水作業中存在的風險，并積極與國際知名深水培訓機構咨詢和交流，將國外深水和中海油淺水的鉆井經驗融入到荔灣超深水井的技術方案中，于2011年1月完成設計。2011年12月開始計劃用海洋石油981鉆井平臺實施，安全順利地開展作業，2013年12月完鉆，實現了勘探目標。

圖2 中海油深水鉆井里程碑Fig.2 CNOOC deepwater drilling milestone

圖3 中海油深水鉆井技術研究歷程Fig.3 CNOOC deepwater drilling technology research progress

2 深水鉆井與淺水(及陸地)鉆井的主要差異和核心技術問題

與大陸架和淺水鉆井相比，深水鉆井面臨三大核心技術問題和挑戰。

(1) 海底低溫問題對鉆井的挑戰：當量循環泥漿密度的準確計算和動態變化帶來的井控及環空水力學問題，鉆井液流變性，水泥漿低溫早凝，深水測試的防水合物工藝和測試液保溫問題。

(2) 深水淺部地質問題對鉆井的挑戰：地層破裂壓力低，造成很窄地層空隙壓力和破裂壓力窗口；表層松軟井口下沉的井口穩定性及深水噴射作業工藝；深水高壓淺水流、深水淺層氣、深水淺層水合物等三淺問題；深水陡峭海底滑坡風險等。

(3) 特殊的海洋環境和巨大水深帶來的水下鉆井隔水管和防噴器系統的使用技術問題對鉆井的挑戰：裝備上需要滿足深海海特殊洋環境的浮動式動力定位(DP)鉆井裝置、水下防噴器和隔水管系統等，鉆井裝備大，非生產時間長，設備可靠性要求高；風浪流影響水防噴器下入；波流環境下隔水管應急解脫與回接；預防水下防噴器的水合物生成；水下井口的鎖緊密封及控制；后勤供應等。

深水鉆井問題無不以這三項核心技術問題及其相互影響和關聯為核心。如淺層井噴、井漏風險高需要動態壓井鉆井工藝；深水測試安全問題；井噴應急救援問題等。這些問題造成了深水鉆井的復雜性，如圖4所示，形成了深水鉆井高風險、高投資和高技術的三高特點。

深水鉆井設備和鉆井工藝和淺水(及陸地)鉆井工藝與設備的主要差別及特點如表4和表5所示。

圖4 深水鉆井挑戰Fig.4 Deepwater drilling challenges

表4 深水鉆井設備與淺水(及陸地)鉆井設備的主要差別Table 4 Essential difference of drilling equipment between deepwater and shallow-water (on-land) drilling

(續表)

表5 海洋深水鉆井與海洋淺水(及陸地)鉆井工藝的主要差別Table 5 Essential difference of drilling technology between deepwater and shallow-water (on-land) drilling

(續表)

3 深水鉆井工程設計考慮的主要因素和方法概要

海洋深水鉆井設計和作業，考慮到與淺水鉆井的相似性、大型鉆井裝備的使用以及裝備和工具技術進步不斷加快，國外一直沒有相應的深水井設計和建井的推薦做法發布。自從2010年美國墨西哥灣馬貢多Macondo井井噴爆炸重大事故發生后，業界重新審視深水井設計、作業和設備能力的要求。為保證安全作業，2013年3月第1次正式發布美國石油協會(API) RP96“深水井設計和建井”推薦做法[5]，總結了國際深水鉆完井的經驗和教訓，系統地提出了深水鉆完井設計考慮的關鍵技術問題和要素(見圖5)，對深水鉆完井設計和安全作業具有重要指導意義。提出只要是遇到了類似深水的特殊問題，如海底低溫、窄壓力窗口、淺層地質風險等，無論水深是多少，從技術上都必須當做深水鉆井進行設計和考慮。根據地區和實際井眼的復雜情況，深水鉆井設計涉及的主要內容可參考文獻[14]。

圖5 深水井設計考慮的關鍵技術問題和要素Fig.5 Key technical problems and considerations of deepwater well design and construction

現結合中海油南海及海外近40口井的深水鉆井設計和實踐總結，對鉆井設備選型和隔水管配置、深水地層壓力預測、深水表層下導管、深水隔水管攜巖、深水井身結構設計、深水無隔水管段送入管柱、深水井控設計、深水測試設計等設計因素和方法概要進行分析說明。

3.1 深水鉆井需要考慮淺層氣和水合物等淺層地質災害對鉆井作業的影響

在深水鉆井，一般從泥線以下500～600 m有淺層氣現象，在南海目前還沒有遇到。為了正常鉆進和開發作業，在進行鉆井和井深結構設計時，必須仔細考慮淺層氣風險和海床穩定性及其井口入泥深度計算。在上部井段無隔水管鉆進時,ROV必須嚴密監視井口頭的一切情況，如在井口附近發現有氣泡出現,應迅速泵入重漿進行壓井,并開小泵正常鉆進作業，稱為動態壓井鉆井。如氣泡很大,則迅速移鉆井船到安全的位置,進一步觀察淺層氣情況以決定下一步的作業。

深水鉆井由于海底高壓低溫的存在，存在著水合物對鉆完井的影響。水合物會使解脫防噴器非常困難，在業界甚至有防噴器不能解脫的現象。如果遇到這種情況，就只能切割井口頭從而導致整個井眼的報廢。鉆井期間,ROV定期向防噴器和井口頭的聯接器處注入甲醇和乙二醇，以防止和避免水合物的形成。

3.2 深水鉆井需要具有動力定位系統的鉆井平臺進行海上定位并根據水深進行鉆機設備選配

常規水深的鉆井船一般采用的是錨鏈定位(半潛式)或直接將鉆井平臺固定在海床上(固定式平臺或自升式平臺)，而深水鉆井船是通過動力定位系統來進行定位的，其有一靜態跟蹤系統，該系統將采集到的海況數據傳輸到計算機系統中，以井眼中心位置為目標函數，自動計算出平臺實時的中心位置，對比兩中心位置的偏差，給不同方向的推進器發出不同的指令，確保兩中心位置處于允許的安全偏差范圍內，從而使鉆井船始終處于相對固定的位置，這就是動力定位的基本思路。

深水鉆井的硬件設備配置高，隔水管比常規的隔水管長，壓力等級高，在隔水管的上部配有一特殊的應力短節。對于水深在1 500 m左右的鉆井，采用具有離線 操作系統的單井架鉆井船是提高鉆井效率的方法。其平臺的機械化程度達85%～95%,鉆臺面的操作空間大，泥漿儲存量大，配有高壓力等級的泥漿泵，靜態跟蹤定位系統,供應船馬力大。

鉆井平臺的選擇在技術上考慮的因素包括：動力定位或錨泊半潛式鉆井平臺或鉆井船，鉆井水深和井深，設備壓力等級、隔水管尺寸和防噴器技術規格，甲板空間和鉆井可變載荷能力，鉆井泥漿重量及儲存和處理能力，鉆機大鉤載荷能力(甲板擺放鉆柱和套管的能力)，水下機器人能力，海洋環境使用記錄。綜合擬合法、類比法、經驗法三種方法，利用已建立的深水鉆井設備數據庫[最大作業水深從600英尺(183 m)到12 500英尺(3 810 m)的300多座深水鉆井平臺，其中半潛式鉆井平臺200余座，浮式鉆井船90余座]來綜合對比，再考慮深水鉆機選型及設備配置[3]。

3.3 深水鉆井需要使用大型鉆井隔水管系統，并根據海況進行分析和選配

深水鉆井隔水管是海底井口與鉆井船之間最重要卻又最薄弱的連接，深水鉆井隔水管的作業分析和管理技術是整個深水鉆井作業管理體系中的重要環節。隔水管在鉆井過程中需要針對環境條件進行實時作業監測管理，遭遇臺風時，隔水管的作業監測管理尤為重要。針對中國南海海域，需要建立考慮我國復雜海況及臺風條件下的隔水管系統作業分析和管理方法。在所到海區井位時，需要確定鉆前的隔水管配置優化設計、頂張力優化設計和作業窗口[1]。

3.4 深水鉆井需要考慮采用噴射鉆井下導管方法并確定入泥深度

海上淺水區的表層導管作業通常采用鉆孔、下導管然后固井的作業方式。但在深水區，為解決海底淺部地層比較松軟、海床不穩定、地層承壓能力低、氣體水合物堵塞、淺層水流危害以及海底低溫變化等淺層土風險難題，通常采用噴射下導管(二合一下入)技術。導管入泥深度設計是噴射鉆井作業中關鍵的一環，入泥深度過大容易造成導管噴射下入遇卡，入泥深度過淺將由于導管軸向承載能力(水下井口、防噴器、以下各層套管等)不足而導致井口失穩下沉，合理的設計深度是確保導管能夠安全定位以及后續鉆井作業能夠順利進行的基礎。調研的文獻表明，導管入泥深度從40 m到130 m不等，南海已鉆深水井的入泥深度為65～100 m[1]。

3.5 深水鉆井地層破裂壓力低，泥漿密度窗口窄，井壁穩定模型需考慮水深的影響

隨著水深的增加，地層破裂梯度變小, 主要是由于上覆巖層壓力被海水水柱靜水壓力代替, 按海平面轉盤面計算的巖石破碎壓力隨著水深的增加而減少，同時海底表層沉積物膠結性更差，井筒穩定性受到影響。地層孔隙壓力是油氣勘探研究的熱點問題，雖已形成多種方法和技術，但如何提高地層壓力的求取精度仍然是國內外關注的技術難點，特別是在深水及地層情況比較復雜的一些地區。由于深水鉆井的特殊性，深水壓力預測有其自身的特點：(1)在深水地層壓力預測中計算上覆巖層壓力時必須考慮水深的影響；由于靜水壓力較高而上覆巖層壓力較低，造成淺部地層強度低。(2)深水鉆井的高成本要求更科學的套管程序設計，以減少和避免因井身結構不合理造成復雜事故。這就對地層壓力鉆前預測的精度提出了更高的要求。(3)由于深水鉆井作業窗口窄，單純的一維壓力預測(單井壓力剖面)已很難滿足設計要求，需要從三維角度獲取地層壓力的空間分布信息，更準確地依靠臨井地層對比，確定和判斷所鉆井對應層位的地層孔隙壓力，保證安全、經濟鉆井[1]。

3.6 深水鉆井井身結構更加復雜，設計需要考慮各種鉆井安全余量，精細選取設計安全系數

井身結構設計的研究主要基于三個壓力剖面的預測，結合深水作業特殊要求考慮的隔水管余量，使其當隔水管發生意外解脫時，仍能實現井筒的壓力控制，即泥線以上的液柱壓力由鉆井液液柱壓力變成海水液柱壓力，保證能平衡井筒壓力。選擇壓力剖面時，井身結構設計一般用坍塌壓力梯度、孔隙壓力梯度與破裂壓力梯度形成安全鉆井液密度窗口，深水作業一般ECD較大，為防止壓漏地層，建議用漏失壓力替代破裂壓力。

深水鉆井分為無隔水管鉆井階段和有隔水管鉆井階段，表層套管固井結束后才安裝隔水管，深水套管載荷計算需要選取不同的計算基準面，按照套管設計的工作流程，考慮送入管柱下套管作業、隔水管解脫等特殊工況，根據經驗和公司規范選取與深水井相關的設計安全系數[1]。

走向深海，為鉆達深水井及其更深的目的層，鉆井水深可達3 048 m，井深可達10 668 m，對泥漿密度、溫度和套管層數要求提高，同時由于平臺能力和水下防噴器的過套管通徑的限制，對深水鉆井和井深結構設計提出了挑戰，在目前技術因素限制的情況下，出現了窄間隙套管結構，已用到8～9層套管或尾管(見圖6)以及使用非標套管和尾管(711.2 mm,660.4 mm,558.8 mm,457.2 mm,406.4 mm,346.1 mm,301.6 mm和196.9 mm)[5]。從圖6可以看出，中國南海第一超深水井的井眼不深，井身結構只有3層，還比較簡單，面對更復雜情況時井身結構還有調整余量。

圖6 中國南海LW22-1-1與美國墨西哥灣 Mississippi Canyom 251#1-01井身結構對比圖Fig.6 Comparison of well bore structure in the South China Sea and with the Mississippi Canyom 251 # 1-01

3.7 深水鉆井表層無隔水管鉆井需要建立送入管柱設計校核方法

與淺水和陸地鉆井不同，深水表層導管噴射安裝作業過程中，送入管柱會承受海流環境參數、鉆井船運動等的影響。送入管柱所受到的環境載荷主要是考慮海流及平臺偏移造成的彎曲應力和平臺升沉造成的軸向振動載荷。另外，為了保證鉆井船的作業安全，需要考慮復雜工況：深水導管噴射安裝過程中，若導管遇阻，需要上提活動管柱降低地層阻力，因此需要考慮拔出導管對送入管柱的強度影響；如果管柱送入過程中遇卡，還需要反復過提和旋轉。因此，需要校核送入管柱的設計拉力余量以滿足作業要求。

綜合考慮波流載荷以及鉆井船的運動，需要建立深水作業管柱的縱橫彎曲變形模型、縱向振動模型以及送入管柱極限載荷計算模型，形成作業管柱力學分析與安全設計方法[3]。

3.8 深水鉆井長距離大隔水管環空段攜巖的特點

常規情況下泥漿上返速度由泥漿排量決定，所以鉆井中必須保證足夠的泥漿排量來確保攜巖，但排量也不宜太大以避免造成ECD增加而壓漏地層，同時排量過大也會對井壁造成過度沖刷。對于深水鉆井，由于采用了長距離大直徑隔水管，若泥漿排量僅滿足在地層環空中有效的攜巖條件，隔水管內的環空巖屑運移速度顯然太小，不足以達到有效攜巖的要求；若首先滿足隔水管內清除巖屑的要求，又會導致地層環空中鉆井液流速過大，環空壓耗隨之增大，ECD太高容易發生井壁不穩定、地層壓漏壓塌等問題。僅地面泥漿循環系統無法同時保證在地層環空與隔水管內的攜巖要求，必須在海底增加一套單獨的增壓泵系統，循環的攜巖效果也需重新進行分析，另外長海水段的冷卻作用也必須考慮。

長距離、大直徑隔水管鉆井循環系統通常含兩套鉆井液排量供給系統。其一是鉆柱中的泥漿排量，經過地層中環空，進入隔水管；其二是隔水管井下增壓線中的泥漿排量，不經過鉆柱及地層環空，直接從隔水管底部注入返回到鉆井船。以上循環系統帶來了深水鉆井隔水管內攜巖及壓耗計算的新問題和新方法[17]。

3.9 深水鉆井長節流壓井管線和海底低溫需要建立新的壓井計算和分析模型

深水井控與陸地或淺水鉆井有很大的區別，井控要求高且更復雜。與常規防噴器相比深水防噴器多了一個超級剪切閘板；同時還必須將隔水管聯接器處的氣體循環干凈以避免在此處形成水合物，或上竄到地面導致二次溢流的發生；在完井平臺的防噴器上還必須多安裝一油管掛定位器以保證能順利地坐放油管懸掛器。在工藝上主要表現為：(1)泥線以下地層強度低，鉆井液密度窗口小；(2)海底高壓低溫環境，使得井筒中易形成天然氣水合物，給鉆井液性能維護以及井筒內的壓力控制帶來挑戰；(3)考慮深水壓井時必須求得壓井管線和阻流管線的循環摩阻的大小，設計作業參數時需要考慮其影響；(4)深水井涌通過水下井口后，進入隔水管的高壓氣體處于失控狀態，當在地面井口發現井涌氣體時，隔水管內已經充滿氣體，因此對于深水，需要設置更加嚴格的井涌監測值，以便盡早發現。

考慮上千米節流壓井細長管線摩阻、較低的海底溫度(2～3 ℃)及鉆井液性能變化等因素對壓井過程套壓、立壓的影響，需要針對性地建立深水司鉆法和深水工程師法，建立壓井參數計算模型，計算井涌余量等[16]。

3.10 深水測試需要考慮預防水合物生成、水下應急解脫、撤離和地面測試安全控制等因素

深水測試與常規水深測試相比，具有更大的難度和挑戰性。在安全和環保方面，存在環境惡劣、災難性事故和應急救援困難等風險,因此風險防范和應急措施特別嚴格： (1) 鉆井裝置漂移對深水測試技術和設備提出了更高的要求，深水油氣井測試必須使用浮式鉆井平臺進行作業。平臺的運動使得深水井測試管柱特別是泥線以上測試管柱力學行為異常復雜，給深水井測試管串設計及深水井測試管柱安全性控制帶來很大困難，隨著水深的增加，這一問題更加突出。(2) 抑制天然氣水合物生成的潛在威脅是深水天然氣測試所面臨的一個重要問題。深海海底泥面低溫環境(南海海底泥線附近的溫度可能低于3 ℃)及井下關井后壓力迅速減小將是導致水合物生成的主要原因，水合物的形成不僅會造成測試失敗，而且會大大增加井控風險，甚至帶來災難性事故。(3)深水平臺地面空間小、地層壓力窗口窄、高產高壓，這些都給深水井測試井控和深水井測試地面安全控制帶來挑戰，如何解決這些難題需要尋求新的方法和技術。(4) 由于使用浮式鉆井平臺進行測試，平臺動力定位系統故障、水下暗流和惡劣天氣等因素可能會導致不可預見性的突發性平臺偏移井位的情況，應配備具有快速解脫、應急關斷及水下化學注入的電液式水下測試樹，即此時需要將泥線以上測試管柱與井下測試管柱進行分離，防止惡性事故的發生,同時，危險解除之后需要回接進行測試[ 1]。

4 結 語

本文簡要回顧和總結了中國南海從淺海到深海的鉆井發展歷程。通過與大陸架和淺水鉆井比較并總結中海油40多口自營井的作業經驗，提出了深水鉆井面臨的三大核心技術問題和挑戰，對于在認識上簡化深水鉆井錯綜復雜的問題以及在后續深入的方法和理論研究中提煉出科學問題提供參考。

通過多角度總結和提煉深水鉆井需要考慮的技術要素及影響因素，為深水鉆井設計抓住問題本質提供參考。提出的深水鉆井設計因素和方法概要，包括鉆井設備選型和隔水管配置、深水地層壓力預測、深水表層下導管、深水隔水管攜巖、深水井身結構設計、深水無隔水管段送入管柱、深水井控設計、深水測試設計等進行分析說明，對深水鉆井設計具有指導意義。

南海深水及超深水鉆井仍然要面對的問題是：南海深水鉆井井深還不夠，深井身結構不夠復雜；南海西部深水鉆井將面臨大溫差的高溫高壓鉆井問題；遠海深水鉆井的后勤供應和應急救援支持問題；深水淺層地質災害井的復雜情況處理問題。深水開發井鉆井即將開始，但仍然準備不夠、經驗不足。

致謝深水鉆完井工程技術研究工作得到了中國海洋石油總公司工程技術管理部、中海石油有限公司深圳分公司深水作業中心、湛江分公司深水項目組、中海油和相關科研院所的領導和技術專家的大力支持，在此表示謝意。特別感謝中國海洋石油總公司曾恒一院士、中海油工程技術部姜偉總工程師、中海油研究總院研發中心謝彬副主任、中海石油有限公司深圳分公司深水作業中心劉正禮經理、中海石油有限公司湛江分公司深水項目組方滿宗經理對研究工作的指導。

參與課題工作的研究人員還包括中海油工程技術部朱榮東，研究總院許亮斌、劉健、殷志明、何玉發、盛磊祥、羅洪斌、郝西寧、張玉亭、姜智博、高飛等，在此一并致謝。

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[18] American Petroleum Institure. API Bulletin 97 First Edition. Well construction interface document guidelines[S]. 2013.

[19] 李中，萬滿宗，李磊.南海西部陵水區塊深水鉆井實踐[J].石油鉆采工藝，2015,37(1)：92.

FromShallowtoDeepwaterDrillingChallengesandDesignTechnicalCountermeasures

JIANG Shi-quan1, LI Feng-fei1, LIU Yi-jun2, ZHOU Jian-liang1, LI Xun-ke1, XIE Bin1

(1.CNOOCResearchInstitute,Beijing100028，China;2.CollegeofPetroleumEngineering,YangtzeUniversity,Jingzhou,Hubei434000,China)

The history of China’s offshore oil exploitation is reviewed. The general situation of deepwater wells built in the past several years in the South China Sea is introduced. We systematically summarize and discuss the key technologies of deepwater drilling engineering. The main differences between deepwater and shallow water (on-land) drilling engineering in technologies and equipment are stated. The key factors that should be considered and the design methods of the deepwater drilling design plan are given. This research could provide references for deepwater drilling design.

deep water; semi-submersible drilling platform; underwater blowout preventers; drilling; core technical issues; design considerations; design methods outline

2015-08-07

國家科技重大專項(2016ZX05028-001)

蔣世全(1958—)，教授級高級工程師，主要從事鉆完井方面的研究。

TE52

A

2095-7297(2015)06-0361-12