深水钻井技术装备现状及发展趋势

周军

摘要：近年來，人们生活水平不断提高，人们生产、生活的有序运行离不开资源的持续供应，基于此，深水钻井技术装备不断升级，以此增加石油资源数量，确保天然气资源更好的满足应用需要。但随着钻井深度的增加，深水钻井技术应用阻力不断加大，为了提高深水钻井技术装备利用率，扩大深水钻井技术装备应用空间，本文针对该论题深入探究，希望能为同行提供借鉴。

关键词：深水钻井技术；现状；趋势

前言：

随着科学技术的不断升级，深水钻井技术装备相应改造，以此丰富油气资源开采量，提高深水钻井技术水平。对比于西方国家，我国深水钻井技术装备利用现状不容乐观，因此，我国应主动向西方国家借鉴先进经验，以此突破钻井技术应用阻力，取得良好的应用前景。

1深水钻井技术应用常见阻力

深水钻井技术应用过程中受较多因素影响，常见影响因素包括水深、天然气水合物、海底低温、环保政策、千层气体及气流等，各方面阻力分析介绍如下。

1.1水深

深水钻井活动主要在水深大于0.5km的位置展开，钻井平台具有悬浮式、移动式特点，水深增加的同时，钻井平台载荷相应增加，对此，应扩大钻井平台规模、提高定位准确定，以此抵御洋流冲击，增强钻井平台稳定性。此外，相关操作设备精密度大大提高，灵活性不断增强。

1.2天然气水合物

深水钻井技术开展期间极易遇到固体天然气水合物，这类固体物质清除难度较大，如果清除工作未能及时推进，那么最终会出现导管堵塞现象，最终产生严重的钻井事故，大大降低钻井作业安全性。

1.3海底低温

海底低温环境会在短时间内增强钻井液粘结强度，影响油基钻井液体系稳定性，最终会对深水钻井技术顺利应用增加阻力，导致钻井效率大大降低。不同海水区域水温不相一致，因此，深水钻井技术应用的过程中应考虑所在区域海水温度。

1.4环保政策

海洋环境保护工作推进的过程中，应遵循国际环境保护规定，相关规定明确支持，海洋接收的废弃物应具有可降解、无毒、清洁等特点。这在一定程度上影响深水钻井技术施工技术，同时，钻井成本大大提高。

1.5浅层气体及气流

浅层气体一旦释放，则会对钻井平台稳定性产生影响，严重时还会产生爆炸事故，威胁工作人员人身安全。浅水流冲击极易导致钻井基底出现下榻事故，同时，气水混合物会流入钻井口，导致管道堵塞。

2深水钻井技术装备现状分析

2.1钻井船

该设备组成主要包括船体、动力定位系统、锚泊、自航行系统等部分，钻井船具有便捷停泊、良好机动性、快速移动、适用于深水环境等特点，此外，钻井船自航行特征显著。缺点体现在：易受海洋环境因素影响，并且夹板使用范围有限。

2.2钻井平台

钻井平台具有半潜式特点，它由三部分组成，第一部分即工作夹板，第二部分即浮体结构，第三部分即立柱。其应用优点表现在：容量较大、风浪抵御能力较强、作业效率较高、运动效果良好，半潜式钻井平台适用范围较广，系统性能良好。此外，超深钻井平台支持全天候工作，并且安全系数较高，随着水深的不断增加，相关设备应不断改造，系统精度逐渐提高[1]。

2.3隔水管系统

水深增加的同时，钻井成本逐渐增多，以往陈旧的隔水管不能更好的满足深邃钻井需要，因此，应与时俱进的更新隔水管系统，这为新型深水钻井隔水管应用提供了空间。新型深水钻井隔水管连接较便利，并且钻井效率较高，钻井安全性能够得到保障，最终钻井事故几率会大大降低。

2.4深水钻机系统

新型石油钻机取得了良好的应用效果，其中，液缸升降型钻机钻深能力较强，同时，还能节省占地空间，大大降低应用成本，全面发挥全自动优势。新型石油钻机具有传统石油钻机所不具备的优势，从中可以看出，新型石油钻机应用前景较良好。

2.5动力定位系统

该系统在海上平台、海上深水作业船舶、水下潜器等领域广泛应用，这一系统以控制技术为核心，具有快速撤离、较强机动性、水深限制较少、准确行为等特点，动力定位系统在海洋开发方面发挥重要的辅助作用。

3深水钻井技术装备发展趋势

3.1钻屑回注技术

这项技术得到了国际环保单位的认可，因为这项技术应用符合环保标准，并且技术成本相对较低。钻屑回注技术应用过程中应遵循相关步骤，目前，国外此项技术较成熟，我国正处于钻屑回注技术钻研阶段，以及尝试应用阶段，从中能够看出，钻屑回注技术在我国有广阔应用空间。

3.2双梯度钻井技术

应用双梯度钻井技术来处理井漏事故，亦或是井涌事故，技术应用期间无需浪费较多时间，并能节省经济成本，技术操作相对便利。我国仅在浅层层面钻研该技术，对比于西方国家，我国学者对双梯度钻井技术的重视程度较弱，并且已有研究成果较少，要想缩小与西方国家间的差距，务必完善双梯度钻井系统，主动向西方国家借鉴先进研究方法，以此加快技术研究步伐，扩大双梯度钻井技术在我国深水钻井作业中的应用率[2]。

3.3动态压井钻井技术

这项技术工作原理主要为：参照作业要求完成高密度压井液的合理配置，在这一过程中，应用泥浆设备适当调节钻井液，确保钻井液密度更好的满足应用需要，支持持续泵送。深水钻井作业活动开展时，如果遇到异常高压现象，那么只需输入人为指令即可，待指令成功传达、顺利接收后，就能完成钻井液的高效输送。

3.4微流量控制钻井技术

针对井眼压力准确控制时，应用这项技术合理控制钻井液流量，同时，全面监督钻井液闭环控制过程。由于钻井液具有不可压缩性，利用这一特点及时、准确反映环空压力变化情况，同时，传递相应的提示信息。这项技术能够直接获知地层破裂压力值，同时，适当调节钻井液密度，相对比而言，微流量控制钻井技术具有较强适用性，并且钻井风险较低，能够大大钻井液微流量控制效率。

3.5无隔水管钻井液回收技术

该技术包含于上述介绍的双梯度钻井技术，系统实际运行的过程中，需要做好海水隔开工作，避免海水直接接触于井眼，在此期间，搭建回流通道以及动力通道，此时高效利用海底吸入模块以及海底泵模块。除此之外，针对井身内压力合理控制，以此提高钻进安全性，缩短钻进时间。无隔水管钻井液回收技术高效应用，这不仅能够节约钻井液量，而且还能扩大钻井液范围，以免钻井液泄露。由于无隔水管系统内部汇流管柱受力作用明显，现有钻井液理论内容不够丰富、钻井液技术方法单一，这在一定程度上会加大相关设备设计难度，如果设计合理得不到保证，那么无隔水管钻井液回收技术应用优势不能及时发挥。现如今，我国发展无隔水管钻井液回收技术的速度缓慢，并且这项该技术应用率较低，由此可见，我国此项技术钻研空间较广阔[3]。

结论：

综上所述，当前国际社会对海洋油气资源开发工作十分重视，进而越来越的国家加入深水钻井技术设备研制工作，通过技术改造、设备升级等方式来提高深水钻井效率，不断优化油气资源质量。与此同时，结合我国实际钻研深水钻井技术，这不仅能够增加油气资源开采量，而且还能提高油气资源开采效率，并且深水钻井技术应用安全性、环保性能够得到保证。此外，我国应主动提高技术自主研发能力，成立钻井工艺研究小组，加快深水钻井技术自动化步伐，提高深水钻井技术设备在实际生活中的利用率。

参考文献：

[1]张敏峰.深水钻井技术现状及发展趋势分析[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（03）：138-139+141.

[2]袁伟楠.深水钻井技术的发展现状与趋势[J].中国石油和化工标准与质量，2014，34（01）：46.

[3]孙雯.深水钻井技术现状及发展趋势[J].机械研究与应用，2013，26（03）：187-190.