深水鉆井技術裝備現狀及發展趨勢

周軍

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

關鍵詞：深水鉆井技術；現狀；趨勢

前言：

隨著科學技術的不斷升級，深水鉆井技術裝備相應改造，以此豐富油氣資源開采量，提高深水鉆井技術水平。對比于西方國家，我國深水鉆井技術裝備利用現狀不容樂觀，因此，我國應主動向西方國家借鑒先進經驗，以此突破鉆井技術應用阻力，取得良好的應用前景。

1深水鉆井技術應用常見阻力

深水鉆井技術應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，鉆井平臺載荷相應增加，對此，應擴大鉆井平臺規模、提高定位準確定，以此抵御洋流沖擊，增強鉆井平臺穩定性。此外，相關操作設備精密度大大提高，靈活性不斷增強。

1.2天然氣水合物

深水鉆井技術開展期間極易遇到固體天然氣水合物，這類固體物質清除難度較大，如果清除工作未能及時推進，那么最終會出現導管堵塞現象，最終產生嚴重的鉆井事故，大大降低鉆井作業安全性。

1.3海底低溫

海底低溫環境會在短時間內增強鉆井液粘結強度，影響油基鉆井液體系穩定性，最終會對深水鉆井技術順利應用增加阻力，導致鉆井效率大大降低。不同海水區域水溫不相一致，因此，深水鉆井技術應用的過程中應考慮所在區域海水溫度。

1.4環保政策

海洋環境保護工作推進的過程中，應遵循國際環境保護規定，相關規定明確支持，海洋接收的廢棄物應具有可降解、無毒、清潔等特點。這在一定程度上影響深水鉆井技術施工技術，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，則會對鉆井平臺穩定性產生影響，嚴重時還會產生爆炸事故，威脅工作人員人身安全。淺水流沖擊極易導致鉆井基底出現下榻事故，同時，氣水混合物會流入鉆井口，導致管道堵塞。

2深水鉆井技術裝備現狀分析

2.1鉆井船

該設備組成主要包括船體、動力定位系統、錨泊、自航行系統等部分，鉆井船具有便捷停泊、良好機動性、快速移動、適用于深水環境等特點，此外，鉆井船自航行特征顯著。缺點體現在：易受海洋環境因素影響，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，第二部分即浮體結構，第三部分即立柱。其應用優點表現在：容量較大、風浪抵御能力較強、作業效率較高、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，并且安全系數較高，隨著水深的不斷增加，相關設備應不斷改造，系統精度逐漸提高[1]。

2.3隔水管系統

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，應與時俱進的更新隔水管系統，這為新型深水鉆井隔水管應用提供了空間。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

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

2.5動力定位系統

該系統在海上平臺、海上深水作業船舶、水下潛器等領域廣泛應用，這一系統以控制技術為核心，具有快速撤離、較強機動性、水深限制較少、準確行為等特點，動力定位系統在海洋開發方面發揮重要的輔助作用。

3深水鉆井技術裝備發展趨勢

3.1鉆屑回注技術

這項技術得到了國際環保單位的認可，因為這項技術應用符合環保標準，并且技術成本相對較低。鉆屑回注技術應用過程中應遵循相關步驟，目前，國外此項技術較成熟，我國正處于鉆屑回注技術鉆研階段，以及嘗試應用階段，從中能夠看出，鉆屑回注技術在我國有廣闊應用空間。

3.2雙梯度鉆井技術

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

3.3動態壓井鉆井技術

這項技術工作原理主要為：參照作業要求完成高密度壓井液的合理配置，在這一過程中，應用泥漿設備適當調節鉆井液，確保鉆井液密度更好的滿足應用需要，支持持續泵送。深水鉆井作業活動開展時，如果遇到異常高壓現象，那么只需輸入人為指令即可，待指令成功傳達、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

針對井眼壓力準確控制時，應用這項技術合理控制鉆井液流量，同時，全面監督鉆井液閉環控制過程。由于鉆井液具有不可壓縮性，利用這一特點及時、準確反映環空壓力變化情況，同時，傳遞相應的提示信息。這項技術能夠直接獲知地層破裂壓力值，同時，適當調節鉆井液密度，相對比而言，微流量控制鉆井技術具有較強適用性，并且鉆井風險較低，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

該技術包含于上述介紹的雙梯度鉆井技術，系統實際運行的過程中，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，針對井身內壓力合理控制，以此提高鉆進安全性，縮短鉆進時間。無隔水管鉆井液回收技術高效應用，這不僅能夠節約鉆井液量，而且還能擴大鉆井液范圍，以免鉆井液泄露。由于無隔水管系統內部匯流管柱受力作用明顯，現有鉆井液理論內容不夠豐富、鉆井液技術方法單一，這在一定程度上會加大相關設備設計難度，如果設計合理得不到保證，那么無隔水管鉆井液回收技術應用優勢不能及時發揮。現如今，我國發展無隔水管鉆井液回收技術的速度緩慢，并且這項該技術應用率較低，由此可見，我國此項技術鉆研空間較廣闊[3]。

結論：

綜上所述，當前國際社會對海洋油氣資源開發工作十分重視，進而越來越的國家加入深水鉆井技術設備研制工作，通過技術改造、設備升級等方式來提高深水鉆井效率，不斷優化油氣資源質量。與此同時，結合我國實際鉆研深水鉆井技術，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，并且深水鉆井技術應用安全性、環保性能夠得到保證。此外，我國應主動提高技術自主研發能力，成立鉆井工藝研究小組，加快深水鉆井技術自動化步伐，提高深水鉆井技術設備在實際生活中的利用率。

參考文獻：

[1]張敏峰.深水鉆井技術現狀及發展趨勢分析[J].中國石油和化工標準與質量，2018，38（03）：138-139+141.

[2]袁偉楠.深水鉆井技術的發展現狀與趨勢[J].中國石油和化工標準與質量，2014，34（01）：46.

[3]孫雯.深水鉆井技術現狀及發展趨勢[J].機械研究與應用，2013，26（03）：187-190.