深水钻井技术简介(981性能及深水钻井风险).ppt

1钻完井部深水项目组*深水钻井技术简介汇报人：刘和兴2海洋石油981现场作业3海洋石油981现场作业441、在成熟船型的基础上做了为南中 国海作业的适应性升级；2、具备3000米水深作业能力以及 DP3和锚泊系统两套独立的定位方式 ；3、先进的自动化设备海洋石油981是一艘第六 代深水半潜式钻井平台 ，具有如下特点：平台简介51.1.基本性能基本性能最大作业水深： 3050 米最大钻井深度：10000米可变载荷：9000 吨钻机提升能力：906 吨设计抗风能力： 108节平台类型：深水半潜式设计单位：Friede ☺ROV实时监控井口，观察是否有气体返出设定重浆和海水混合比例为1:1.5DKD泥浆比重为11.24.14.1、、 表层建井工艺表层建井工艺514.1.5 表层喷射钻进技术背景喷射下导管技术是为了解决海床不稳定、破裂压裂梯度底、气体水合物堵 塞、浅层水流危害以及海底低温变化等浅层地质风险难题而提出的一种浅层 钻井工艺，目前技术已比较成熟原理喷射导管钻井技术采用喷射方式将表层导管下入到位，套管在其自重和钻 具组合重力作用下随钻头钻出的领眼下行并挤压周围海底地层直至设计深度， 喷射到位后利用周围地层的黏附力和摩擦力稳固。

优点☺由于深水区海底浅部地层比较松软，存在泥线不稳定因素，采用喷射导管作业可以规 避常规程序表层作业风险；☺喷射导管钻进作业结束后无需固井，可避免因水泥浆密度过大而压破地层，同时可避 免低温等因素影响固井质量而造成井口下沉；☺喷射导管技术无需固井作业，节约时间，并且用DAT工具，可以减少一趟起下钻4.14.1、、 表层建井工艺表层建井工艺52作业 流程52导管悬挂于月池活动门处组合内部动力钻具接DAT工具，并锁住井口头下钻，探泥线喷射钻进到位沉浸导管串，脱手DAT工具4.14.1、、 表层建井工艺表层建井工艺4.1.5 表层喷射钻进技术53关键设备DAT介绍——全名为Drill ahead tool 该工具有8个锁块，反转2.5圈，8个锁块伸出，与36”井口头锁紧表层喷射钻 进到位后，正转2.5圈，工具锁块收回工具本体有J型槽，继续正转1/8圈，工具转 至J槽竖直位置，钻具可自由下放，则可进行下个井段钻进 4.14.1、、 表层建井工艺表层建井工艺4.1.5 表层喷射钻进技术5454南海西部合作区块表层喷射钻进情况统计4.14.1、、 表层建井工艺表层建井工艺4.1.5 表层喷射钻进技术55在整个深水井作业前期、过程中及钻后对孔隙压力及地层破裂压力评价， 压力监测 Drillworks 软件被普遍使用。

这套系统可用于地层压力的钻前预测、随钻监测和钻后压力分析，钻井过 程中根据实时的LWD测井（电阻率、声波等）数据，结合邻井资料及现场其 它信息，计算出一个较准确的地层压力，对异常情况及时预警，从而作业过程 中一定程度可以避免井涌，延伸套管鞋深度，减少套管数目，优化井身结构BG做法：现场配置两名地层压力随钻监测分析工程师，现场根据实时LWD数据，通过软件计算地层实际孔隙压力及破裂压力，实时监测压力的异常并较早提供报警雪佛龙做法：现场由油公司一名地质监督来完成随钻压力的监测，根据现场测井资料，对钻前已建的压力模型进行不断修正4.24.2、、 随随钻压钻压钻压钻压 力力监测监测监测监测 技技术术术术压力监测意义563.2 随钻压力监测应用实例成功案例成功案例在LS33-1-1井17-1/2”井段作业中，通过随钻压力分析，监测到地层实际孔隙压力比钻前预测压力要高，不能满足继续钻进条件，随即启用备用方案下入16”尾管，规避了压力异常带来井控风险4.24.2、、 随随钻压钻压钻压钻压 力力监测监测监测监测 技技术术术术574.34.3、、 泥泥浆浆浆浆工工艺艺艺艺深水泥浆需考虑问题Ø抑制水合物生成；Ø避免与处理井漏（表层疏松、压力窗口窄）；Ø大环空的携砂能力，井眼清洁；Ø低温下保持良好的流变性；Ø泥浆的抑制性（盐水）；Ø长时间裸眼；Ø海洋环境保护；584.44.4、、 固井工固井工艺艺艺艺深水固井需考虑问题Ø低温；Ø地层疏松；Ø海床下孔隙压力与破裂压力窗口窄；Ø浅层水和浅层气；Ø气体水合物问题；Ø环境保护；594.54.5、、 内波流内波流内波流是流体中由于非线性作用和线性频散作用达到平衡时产生的一种流体动力学现象，是一种非线性频散波动。

由于孤立内波的非线性较强，它具有很大的垂向振幅同时伴随着很强的波致流一旦遇到，应按目标井所编写的应急预案处理 南海有着世界海洋中最强的内波流，是内波流出现最为频繁的海域内波流定义内波流危害南海内波流Ø影响航行速度；Ø平台被推离井位过大，导致钻柱折断；Ø导致BOP或者隔水管受损；604.64.6、、 内波流内波流Ø利用多普勒声波测速仪(ADCP)来监测井场区域的孤立内波；Ø平台也可配备综合孔径雷达（SAR）来探测内波流踪迹；内波流监测采取措施Ø提前预报；Ø调整推进器负荷，应对内波流；Ø应急阶段；614.74.7、、 负压试压负压试压负压试压负压试压Ø保证深水弃井作业质量和井下安全；目的负压值确定Ø负压值不小于油气层或最后一层套管（尾管）鞋处地层压力与海水静液柱压力之差，选取其中较大值作为需测试的负压值；1) 把上述体积的钻井液基油或其它低密度液体泵入至钻杆内； 2) 将地面管线内的钻井液基油或其它低密度液体全部顶替至钻杆内； 3) 停泵，记录立管压力（不要泄压）； 4) 关测试闸板（双向闸板）； 5) 从钻杆处泄压至0，观察计量罐15分钟，确认钻杆内没有回流； 6) 开泵逐步提高钻杆内压力至3)步骤时的记录压力后，打开测试闸板（双向闸板） ； 62深水井口装置4.84.8、、 深水井口装置深水井口装置63q 灵活 q 高效 q 可靠 q 合适选择深水井口系统的主 要考虑：Guidelineless Guide Base( Guidelineless Re -entry Assembly, GRA )Mudmat4.8 4.8 、深水井口装置、深水井口装置64目前常用的深水钻井作业井口工具有：1、ABB Vetco Gray的Cam Actuated Running Tool and Drill Ahead Tool； 2、FMC公司的UWD-15/RLSD系统； 3、Drill-Quip的Cam Actuated Dril-Ahead Tool 4、使用无导向绳导向设备（Guidelineless Re-entry Assembly或Guidelineless Guide Base)协助以后的对井口作业； 5、30″或36″套管串用Mudmat坐在泥线，提高了管柱的稳定性，同时防止了气体直接冲 击连接器和防喷器。

4.84.8、、 深水井口装置深水井口装置65深水作业中，由于泥面较松软，存在不稳定因素，而且深水钻井中BOP组较 重，泥线防沉板增大了受力面积，可有效的防止井口下沉安装防沉板，确定 了低压井口头高出泥面的高度，增强了井口头的抗弯强度；同时，防止气体直 接冲击连接器和防喷器 泥线防沉板可与36＂或30＂井口头连接，防沉板操作较简单，下入隔水导 管前先将防沉板移至月池，防沉板与井口头通过销钉连接，防尘板上的防转销 钉可防止井口头在下入过程中转动Mudmat 安装4.84.8、、 深水井口装置深水井口装置664.94.9、、 ECD— ECD—连续连续连续连续 循循环环环环系系统统统统工具介绍ECD工具全称为 Eni Circulation Device，即为连续循环系统，深水作业中 ，孔隙压力梯度与破裂压力梯度之间窗口往往十分窄小，使用ECD工具可以在 接立柱时使井底仍保持循环，保证环空当量密度与钻进时一致，减少压力激 动，防止地层呼吸效应674.104.10、、 随随钻扩钻扩钻扩钻扩 眼器眼器工具介绍在深水钻井中，由于孔隙压力梯度与破裂压力梯度之间的作业窗口十分 窄小，因此，深水区域的井所需的套管柱层数，常比有着相同钻进深度的浅 水区域的井或陆上的井多，而随钻扩眼器的使用可以尽可能的满足多层次套 管的选择。

68主要内容深水钻井主要风险背 景 概 述 深水钻井特点深水钻井工艺技术 阶段成果69ü 重大责任事故ü 人员伤亡事故ü 海洋环境污染事故0 03 3类作业安全指标类作业安全指标阶段成果阶段成果————安全安全70阶段成果阶段成果————优质优质71阶段成果阶段成果————高效高效本区以前作业深水井本次自营深水井作业时效对比 71.68%93.47%建井周期对比64.45天40.21天本区以前作业深水井本次自营深水井72锻炼了一支能打硬仗的深水作业队伍阶段成果阶段成果————培养一支铁军培养一支铁军73阶段成果阶段成果————创下了三项创下了三项““第一第一””中海油深水勘探作业创下了三项“第一”n安全风险高；n准备时间长：安装60天，拆卸20天；n需要场地大，作业能力小；n时窗要求高：长时间无恶劣天气；n测试滞后：无法满足钻后立即测试1、全面系统安全控制；2、效率更高：安装8天，拆卸3天；3、需要场地小：占用面积为常规的35% ，处理量大：5、时窗要求低：台风期正常作业；6、钻后立即测试世界上常规深水测试模块化深水测试74阶段成果阶段成果————实现了三个实现了三个““基本基本””中海油深水技术队伍实现了三个“基本”广东石油协会召开了院士鉴定会：u成果总体达到国际先进水平；u其中“探井转开发井一体化技术、测试设备模块化技术”为重大创新，达到国际领先水平。