海洋石油钻完井工程关键技术研究的历程

海洋石油钻完井工程关键技术研究的历程

发表时间：2019-07-31T14:00:20.213Z 来源：《建筑模拟》2019年第24期作者：杨丰硕[导读] 随着钻井技术的进步，石油钻井工程的新技术不断涌现，为石油钻井施工带来了效益。应用新的完井技术，可以提高完井质量，保证油水井的使用寿命，更好地完成油田生产任务，促进油田生产企业创造更高的价值。

杨丰硕

中海油田服务股份有限公司油田生产事业部完井中心天津市 300459摘要：随着钻井技术的进步，石油钻井工程的新技术不断涌现，为石油钻井施工带来了效益。应用新的完井技术，可以提高完井质量，保证油水井的使用寿命，更好地完成油田生产任务，促进油田生产企业创造更高的价值。

关键词：海洋石油；钻完井工程；关键技术

前言

经济的快速发展侧面推动了对石油开采的需要，早期我国长期以购置外国石油或开采本国陆地石油为主，但现阶段国家越来越重视石油拥有权的重要性，更多的依赖偏向于石油的自我开采，这样不仅能够满足我国内部经济发展需要，而且可以在一定程度上提升我国在国际上的石油地位。国内陆地石油的勘探趋于稳定，所以国家在石油开采方面转向海洋区域，海洋石油开采比例也是逐年增加，深水领域的拓展开采活动次数也是随之增加。深海领域的特殊环境对钻井液和完井液的应用提出了更高的技术要求。我国也通过这几年不断的技术研究，最终创立了拥有自我知识产权的天然气水合物开发的钻井完井液配套技术和海洋深水油气钻探，使得我国在对钻井液和完井液的应用上，攻克了海洋深水区域的特殊环境要求，良好的特性（优良的低温流动性、较强的防塌陷性能、保护油气层效果好等），使得我国可以在深水领域进行大量石油勘探活动。

1海上油田钻完井项目特点

1.1 海上油田钻完井是高风险、高技术、高投入的项目 1.1.1 高风险

海洋环境的恶劣与不确定性决定了海上工程施工的高风险；科技不断进步，但投资者仍无法做到对地下油藏完全掌控，决定了投资的高风险；钻井作业中瞬息万变的地下井况，同样促进了钻完井作业的高风险。

1.1.2 高技术

进入21世纪，海上钻完井作业机具越来越“高科技”，中国油气开发企业相继投资建造了如中国首艘第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”、成功做到可燃冰安全可持续开采的“蓝鲸一号”，打破国外技术垄断，成功研发的海上钻井“旋转导向钻井、随钻测井”技术。一系列海上作业船舶、机具等。

1.1.3高投入

海上油气田开发项目作业机具，浅水钻完井船作业日费为数十万元，深水及超深水钻完井船日费则高达数百万元。水深较浅、作业难度较低的渤海地区每口井的平均建井费用约为2000万元，而南海复杂地质的油田则高达数亿元，这体现了海上油气田开发项目的高投入特性。

1.2 海上油气田作业形式特点

海上油气田作业形式特点体现在：其一，应用了海洋油气田批钻技术；其二，海上作业承包商的高准入门槛，使得各家承包商作业质量稳定，作业水平较高；其三，分工明确，海上监督与作业者各司其职，各作业者之间分工明确，互不干扰；其四，作业合同全部为费率合同，按实际工作量结算费用。

2海洋石油深水完井技术措施

当海洋深水钻井施工结束后，经过固井施工，达到设计的固井施工的质量，需要进行油井与油层的沟通，选择和应用理想的完井技术措施，提高完井的效率，为后续油气井的正常生产提供依据。深水完井技术的难点问题是水泥石的凝固问题，固井施工的质量不能达到设计的标准，或者由于水泥浆凝固的时间过长，导致完井施工滞后的情况时有发生。优选佳的深水固井水泥浆体系，使其适应井筒内的低温环境，并避免浅层气和浅层流，对水泥浆固井施工带来不利的影响。选择侯凝时间短、低失水性、粒径均匀的水泥浆体系，使其满足深水固井施工的需要。如膨润土低密度水泥浆体系的应用，非渗透水泥浆体系的研究和应用，都能够达到深水区域井筒固井施工的质量标准。采用塞流的注水泥顶替技术措施，将注水泥固井后残余的水泥浆顶替出井，避免堵塞储层的孔隙，而影响到后续井筒的生产运行。应用佳的固井设备和工艺技术措施，满足海洋深水固井施工的技术要求。不断完善自动化的固井设备，逐步实现智能化管理的水平，实施小型化的固井设备，使其满足海洋平台使用的状况。结合撬装固井设备的应用，形成可移动的固井施工设备的组合形式，建立完善的固井系统，使其满足深水固井施工程序的需要。保证固井的材料液体化，减少海洋生产平台上设备数量，保持固井施工的高效率，降低固井施工的资金投入，才能大限度地提高深水井筒固井施工的质量。深水区域的井筒的完井方式的选择，可以采取射孔完井的技术措施，保证井筒和油层的沟通，设计佳的射孔操作程序，结合钻井平台的环境条件，选择射孔枪和射孔方式，利用电缆射孔或者油管射孔的方式，将油井和油层沟通起来，为油气流顺利入井建立通道，并应用海洋平台上的油气集输设备，收集采出的油气，为海洋深水驱油的开采提供技术的支持。

3技术研究要解决的关键技术问题

3.1钻井液低温条件下的流动性问题

海水的温度随着海水深度的不断增加而递减，在深海领域海水的温度处于极低状态，这对于深水领域进行钻井工作十分不利，钻井液的粘度和切力大幅度上升使得深海领悟钻进活动无法开展。

3.2海底底层井壁稳定性问题

深海领域的特殊环境条件，使得井壁稳定性受到不利影响，而且钻井液的性能恶化。深海领域同潜水区的环境条件不同，无论是物体的沉积速度，还是压实方式，都明显存在着差异。深海领域距离海岸较远，所以大部分海水携带的沉积物仅仅滞留在浅层水域，深海水域的压强和水量使得钻井井壁出现一系列相关问题。

3.3井眼清洗问题

深水钻井时，由于开孔直径、套管、隔水管的直径都比较大，如果钻井液流速不足，就难以达到清洗经验的目的，因此对钻井液清洗井眼的能力提出更高要求。

3.4生成气体水合物问题

深水钻井所遇到的主要问题之一是浅层寒气砂岩所引起的气体水合物的生成。深海领域的特殊环境状况（环境温度极低、水力压强较大），很好的满足了气体水合物形成的条件，所以大量的气体水合物形成，使得海底钻井工作受到阻碍。因为大量的气体水合物，会形成在钻井的隔水管、气管、导管和节流管线中，从而使得这一系列管道被堵塞，无法正常运作，相关事故从而发生。

4主要研究内容和拟解决的技术难点

4.1主要研究内容

主要研究内容分为五部分，每一个主要研究的内容也是根据现阶段我国深海钻井工作所面临的问题而构想提出，这五大主要研究内容所涉及到的方面较广。第一大研究内容：如何有效抑制天然气水合物的形成；第二大研究内容：钻井液在大孔径井眼中的携岩特性研究；第三大研究内容：在深海领域进行钻井工作将如何保护油气层；第四大研究内容：如何有效解决，钻井液低温条件下的流动性问题；第五大研究内容：如何有效解决海底底层井壁稳定性问题。

4.2拟解决的技术难点

拟解决的技术难点主要分为俩大部分，这两大技术难点也是根据现阶段我国在深海领域进行钻井工作中所遇到的问题而构想提出，主要针对的是现阶段最大最困难的有待解决的问题。第一拟解决的技术难点为：深水领域进行钻井工作，有效抑制天然气水合物的钻井液技术；第二拟解决的技术难点为：低温条件下钻井液流动性问题解决的关键技术。

结束语

优化钻井液技术措施，保证钻井液适应深水区域钻井的需要，试验研究海水钻井液体系，充分利用海洋的条件，避免发生安全事故，保证钻井施工的顺利进行。优化水泥浆体系，为固井施工提供帮助，并针对海洋深水区域的固井施工的现状，不断研究和开发固井的新工艺技术措施。预测海洋深水钻井完井施工的发现方向，不断实现自动化、智能化管理的程序，提高海洋深水钻完井施工的现代化管理水平，促进海洋石油企业健康发展。

参考文献：

[1]王胜军，李振银，刘菊泉.国内完井液应用状况分析[J].内江科技，2016（04）.

[2]王昌军，曾繁涤，向兴金.隐形酸完井液体系的研究及应用[J].湖北化工，2016（02）.