海洋深水淺層鉆井關(guān)鍵技術(shù)：迎接“超深水時(shí)代”的到來

無垠海波之下，蘊(yùn)藏著豐富的油氣礦產(chǎn)資源。深水油氣資源的勘探開發(fā)，對(duì)保障我國能源供應(yīng)具有重要意義。

雖然我國深水油氣勘探開發(fā)起步較晚，但經(jīng)過近20年的技術(shù)攻關(guān)和自主創(chuàng)新，我國已躍升成為全球少數(shù)能夠自主開展深水油氣勘探開發(fā)的國家之一。在深海油氣開發(fā)中，深水淺層鉆井十分關(guān)鍵，如深水海底淺部地層松軟、強(qiáng)度低、易漏失，水下井口受鉆井?dāng)_動(dòng)影響大，導(dǎo)致鉆井失敗，海底井噴、環(huán)境污染等一系列困難都要突破。

歷經(jīng)14年產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，中國石油大學(xué)安全與海洋工程學(xué)院副院長楊進(jìn)團(tuán)隊(duì)在深水淺層鉆井設(shè)計(jì)、作業(yè)控制、關(guān)鍵裝備方面實(shí)現(xiàn)了重大突破——發(fā)明了鉆井參數(shù)與時(shí)間協(xié)同的鉆井設(shè)計(jì)技術(shù)；發(fā)明了三合一安全高效鉆井作業(yè)控制技術(shù)，深水淺層鉆井平均作業(yè)時(shí)間由10天降至4.5天；發(fā)明了高承載、高效率深水淺層鉆井作業(yè)關(guān)鍵裝備，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵裝備產(chǎn)業(yè)化。

楊進(jìn)介紹，深水淺層的鉆井技術(shù)是深海油氣開發(fā)工程的第一步，需要海上的鉆探技術(shù)，先在海面上建立一個(gè)井口，然后把井口建到海底，讓海底的油氣資源形成一個(gè)通道。下一步的施工就是把海底和平臺(tái)形成一個(gè)通道，把海水隔開，接著才做下一步的深層油氣鉆探工作。

在當(dāng)時(shí)缺乏深水淺層噴射鉆井?dāng)?shù)據(jù)和深水實(shí)鉆經(jīng)驗(yàn)少的情況下，楊進(jìn)團(tuán)隊(duì)反復(fù)開展實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)和灘海大型試驗(yàn)，總結(jié)規(guī)律，突破深水噴射鉆井的定量化設(shè)計(jì)，發(fā)明了“三合一”安全高效鉆井作業(yè)控制技術(shù)，“定海神針”穩(wěn)穩(wěn)地插入大海深處，實(shí)現(xiàn)了我國深水系統(tǒng)工程向水深1500米的歷史性前進(jìn)。

楊進(jìn)說，鉆井施工時(shí)，采用三合一技術(shù)能把深水表層導(dǎo)管通過一趟管柱的方法噴射到位，接著鉆第二個(gè)井眼時(shí)，使用闊眼器把井眼擴(kuò)大到設(shè)計(jì)的表層套管深度，實(shí)施表層套管和技術(shù)套管的組合作業(yè)，利用膨脹導(dǎo)管技術(shù)把深水表層導(dǎo)管放進(jìn)海底后，擴(kuò)大它的直徑來增加其與海底接觸面積，從而提高了承載力，再加上導(dǎo)管接頭承載力的提高，“使井深可達(dá)到800多米甚至1000多米，不僅節(jié)約了海上作業(yè)時(shí)間，還保證了海上作業(yè)安全?！?/p>

深水作業(yè)的安全實(shí)施與設(shè)計(jì)技術(shù)關(guān)系密切，楊進(jìn)認(rèn)為，在這一領(lǐng)域，中國有了中國的算法，也向國際輸出了中國的智慧，中國海洋石油勘探開發(fā)有能力進(jìn)入“超深水時(shí)代”。

中國科協(xié)科普部

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