1、,2011.10.14,石油鉆井與機(jī)械 基本知識(shí),中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院,石油設(shè)備范疇 石油鉆井設(shè)備； 采油設(shè)備； 油氣集輸設(shè)備（地面工程或海洋工程）； 壓裂酸化設(shè)備； 修井設(shè)備； 注水注氣設(shè)備等。,鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù) 海洋石油鉆井工程技術(shù) 海洋油氣田開發(fā)概況及我國(guó)的石油戰(zhàn)略,匯報(bào)提綱,1.1 鉆井方法 鉆井就是從地面鉆一孔道直達(dá)油氣層。 破碎巖層； 取出巖屑，繼續(xù)鉆進(jìn),1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.1 鉆井方法,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.1 鉆井方法,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.2 鉆前準(zhǔn)備 鉆井工程的第一道工序。主要包括： 修公路 平井場(chǎng)、打水泥基礎(chǔ) 鉆井設(shè)

2、備搬運(yùn)、安裝 井口準(zhǔn)備 備足鉆井所需要的各種工具、器材,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.3 鉆進(jìn) 鉆井是進(jìn)行鉆井生產(chǎn)取得進(jìn)尺的唯一過(guò)程。 全井鉆井過(guò)程的主要工序?yàn)椋?第一次開鉆，下表層套管； 第二次開鉆，從表層套管內(nèi)用小一些的鉆頭往下鉆進(jìn)； 如地層情況不復(fù)雜，可直接鉆到預(yù)定井深完井；若遇到復(fù)雜地層，用泥漿難以控制時(shí)，便要起鉆，下技術(shù)套管（中間套管）； 第三次開鉆，從技術(shù)套管內(nèi)用小一些的鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)。 依上述同樣道理，或可一直鉆達(dá)預(yù)定井深，或再下第二層套管，再進(jìn)行第四次、第五次開鉆。最后，鉆完全井深，下油層套管，進(jìn)行固井完井作業(yè)。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.3 鉆進(jìn) 表層套管封隔地

3、表淺水層及淺部疏松和復(fù)雜地層；安裝井口、懸掛和支撐后續(xù)各層套管。 根據(jù)鉆井的目的層深度和地表狀況而定，一般為上百米甚至上千米。 油層套管用以保護(hù)生產(chǎn)層，提供油氣生產(chǎn)通道。下深位置由目的層位置及完井方式而定。 技術(shù)套管位于表層套管內(nèi)的套管。主要用來(lái)封隔不同壓力層系或易漏、易塌、易卡等井下復(fù)雜地層?？梢允且粚印蓪踊蚋鄬樱ㄉ罹?、超深井、地質(zhì)情況復(fù)雜）。 井身結(jié)構(gòu)指下入一口井的套管層數(shù)、尺寸、規(guī)格、長(zhǎng)度以及各層套管相應(yīng)的鉆頭直徑和鉆進(jìn)深度、各層套管外的水泥上返高度等等。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.3 鉆進(jìn) 接單根在鉆進(jìn)過(guò)程中，隨著巖石的破碎，井眼在不斷加深，因此鉆柱也需要及時(shí)接長(zhǎng)。鉆柱主

4、要由鉆桿組成，每當(dāng)井眼加深了一根鉆桿的長(zhǎng)度時(shí)，就向鉆柱中接入一根鉆桿，此過(guò)程叫做接單根。 起鉆需要更換鉆頭時(shí)，便將井中的鉆柱全部起出。 將方鉆桿-水龍頭置于大鼠洞中； 將鉆桿按立根（2-3根鉆桿的整體）卸開； 更換鉆頭。 下鉆更換鉆頭后，將立根連接起來(lái)，最后連接方鉆桿-水龍頭。 鉆進(jìn)作業(yè)大循環(huán) 下鉆正常鉆進(jìn)接單根起鉆換鉆頭下鉆。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.4 鉆具組合 裸眼完井指根據(jù)地質(zhì)條件與井身結(jié)構(gòu)、鉆具來(lái)源等決定鉆井時(shí)采用何種規(guī)格的鉆頭、鉆鋌和鉆桿、方鉆桿配合起來(lái)組成鉆柱。 作用：(1) 起下鉆頭； (2) 施加鉆壓； (3) 傳遞動(dòng)力； (4) 輸送鉆井液； (5) 進(jìn)行特殊作

5、業(yè)：擠水泥、處理井下事故等。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.4 鉆具組合,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.4 鉆具組合,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.4 鉆具組合,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.5 固井 固井就是向井內(nèi)下入一定尺寸的套管串，并在其周圍注入水泥漿，把套管固定在井壁上，避免井壁坍塌。 固井工作包括：套管柱設(shè)計(jì)、下套管、注水泥。 下套管類似于下鉆，但在井口要使用一些專用工具，如在套管柱上要加引鞋、套管鞋、回壓閥、阻流環(huán)、扶正器等附加裝置。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.5 固井 注水泥流程： 下套管至預(yù)定深度裝水泥頭、循環(huán)泥漿、接地面管線打隔離液注水泥頂膠

6、塞替泥漿碰壓注水泥結(jié)束、候凝。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.6 完井 完井是鉆井工程的最后環(huán)節(jié)。 完井固井后，油層被水泥和套管封固著，必須設(shè)法使油氣層與井筒溝通。 射孔完井在油層套管內(nèi)下入射孔槍，發(fā)射子彈射穿套管、水泥環(huán)和油層，使油層通過(guò)這些彈孔孔道與油井相連；,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.6 完井 射孔完井在油層套管內(nèi)下入射孔槍，發(fā)射子彈射穿套管、水泥環(huán)和油層，使油層通過(guò)這些彈孔孔道與油井相連；,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.6 完井 射孔完井 常規(guī)射孔與高能復(fù)合射孔對(duì)比,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),高能復(fù)合射孔對(duì)壓實(shí)帶的破除,常規(guī)射孔壓實(shí)帶示意圖,1.6 完井 裸

7、眼完井油層不封固，直接與油井相連； 滲流面積大，油流阻力小，井底易坍塌。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.6 完井 射孔與裸眼復(fù)合完井有的厚油層雖然適合裸眼完井，但上部如有氣頂、水層或需要分層開發(fā)的油層時(shí)，也可將技術(shù)套管下過(guò)油層界面，使其封隔油層上部，然后再對(duì)下部油層進(jìn)行裸眼完井，開采期間有必要時(shí)，再射開其中已封隔的上部含油層段。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.6 完井 割縫襯管及復(fù)合完井,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.6 完井 直裸眼井分層改造一體化完井 下入：一只或幾只遇油膨脹封隔器 分層壓裂滑套 永久封隔器（或懸掛器） 等完井工具對(duì)該井裸眼井段實(shí)現(xiàn)分層設(shè)置，滿足分多層獨(dú)立

8、進(jìn)行酸壓改造，以達(dá)到不同儲(chǔ)集類型儲(chǔ)層都有產(chǎn)能貢獻(xiàn)增大采收率的目的。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.7 鉆井液 常用的鉆井液為泥漿。 鉆井液的作用鉆井過(guò)程中沖洗井底、攜帶巖屑、保護(hù)井壁、冷卻鉆頭、平衡底層壓力等。 氣體氣體鉆井（欠平衡鉆井） 泡沫泡沫鉆井（欠平衡鉆井） 噴射鉆井鉆井液通過(guò)具有特殊形狀和結(jié)構(gòu)的小尺寸噴嘴，形成高速鉆井液射流，直接射向井底，幫助鉆頭破碎巖石，并清除井底巖屑。 顯著提高鉆頭進(jìn)尺（軟地層50100%，硬地層1328%） 顯著提高機(jī)械鉆速（軟地層1530%，硬地層1421%）,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.8 常見鉆井事故 井漏當(dāng)井眼中泥漿液柱壓力大于地層壓力時(shí)

9、，就會(huì)引起泥漿漏失。 造成井漏的更具體的原因可能有： 鉆遇疏松地層，開泵過(guò)猛而憋漏； 鉆遇滲透性地層（砂巖）發(fā)生滲透性漏失； 鉆遇地層斷裂帶（石灰?guī)r大溶洞）發(fā)生井漏。 井漏會(huì)使循環(huán)失靈；嚴(yán)重污染油層。 井塌鉆進(jìn)時(shí)，井內(nèi)泥漿的失水進(jìn)入巖石顆粒之間，降低了巖石的膠結(jié)力，有些巖層如黏土、頁(yè)巖、泥巖等，經(jīng)泥漿浸泡后發(fā)生膨脹、剝落掉塊，從而導(dǎo)致井壁不穩(wěn)固和坍塌，嚴(yán)重的井塌可能引起落石卡鉆。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.8 常見鉆井事故 井噴當(dāng)鉆遇高壓油氣水層時(shí)，由于油氣水的壓力大于鉆井液柱壓力，地層中流體噴出地面或流入井內(nèi)的現(xiàn)象。 失控的井噴是惡性事故。 引起井噴的原因有： 地層壓力掌握不準(zhǔn)；

10、泥漿密度偏低； 井內(nèi)泥漿液柱高度降低； 起鉆時(shí)的抽吸作用； 其他措施不當(dāng)?shù)取?1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.8 常見鉆井事故 井噴的危害 井噴極易導(dǎo)致著火 人員安全、設(shè)備毀壞、大量耗費(fèi)油氣資源、報(bào)廢油氣井 1957-1981年，川渝油氣田井噴48次，著火31次，燒毀鉆機(jī)18臺(tái),傷亡158人，33口井放空天然氣49億方，報(bào)廢井14口，噴空鉆井液998萬(wàn)元。 2003年重慶開縣“羅16H”井噴，死亡243人，黨紀(jì)政紀(jì)處分165人，刑事處理6人。 井噴后壓井造成井下復(fù)雜，對(duì)產(chǎn)層損害嚴(yán)重； 失控著火打亂正常生產(chǎn)秩序； 嚴(yán)重的環(huán)境污染。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.8 常見鉆井事故 卡鉆在

11、鉆井過(guò)程中因地質(zhì)因素、鉆井液性能不好、技術(shù)措施不當(dāng)?shù)仍?，使鉆具在井內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間不能自由活動(dòng)。 沉砂卡鉆 落石卡鉆、井塌卡鉆 縮徑卡鉆 泥餅卡鉆 鍵槽卡鉆,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 1）旋轉(zhuǎn)系統(tǒng) 作用：旋轉(zhuǎn)鉆具； 組成：轉(zhuǎn)盤、水龍頭；,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 2）循環(huán)系統(tǒng) 作用：循環(huán)鉆井液； 組成：鉆井泵、 地面高壓管匯、 鉆井液固控設(shè)備；,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 3）起升系統(tǒng) 作用：起下鉆具、下套管、控制鉆進(jìn)； 組成：絞車、井架、天車、游車、大鉤、鋼絲繩等；,1.鉆井工藝

12、、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 水龍頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、起升系統(tǒng)的交匯點(diǎn)。 水龍頭上接起升系統(tǒng)（懸掛在大鉤上），下連旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)（連接方鉆桿），鵝頸管與循環(huán)系統(tǒng)相連（高壓泥漿經(jīng)鵝頸管進(jìn)入沖管、中心管，最后進(jìn)入方鉆桿）。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 4）動(dòng)力系統(tǒng) 作用：為上述三大機(jī)組提供動(dòng)力； 組成：內(nèi)燃機(jī)、交直流電動(dòng)機(jī)及輔助設(shè)備；,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 5）傳動(dòng)系統(tǒng) 作用：連接發(fā)動(dòng)機(jī)與工作機(jī)，實(shí)現(xiàn)從驅(qū)動(dòng)設(shè)備到工作機(jī)組的能量傳遞、分配及運(yùn)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換； 組成：機(jī)械傳動(dòng)（液力傳動(dòng)、并車、分動(dòng)、變速等）； 電傳動(dòng)（交流變頻傳動(dòng)VFD）； 液壓傳動(dòng)

13、,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 6）控制系統(tǒng) 作用：指揮各系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作； 組成：鉆機(jī)控制系統(tǒng)（機(jī)械控制、電控、液控、氣控及混合控制）、隨鉆測(cè)量系統(tǒng)（MWD）、各種鉆井儀表、馬達(dá)控制中心等；,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 7）底 座 作用：承載安裝各工作機(jī)組； 組成：鉆臺(tái)底座（承載井架、轉(zhuǎn)盤、絞車、立根盒、井口工具等）； 機(jī)房底座（承載動(dòng)力機(jī)組、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備）； 汽車底盤（車裝鉆機(jī)） 拖車底盤（拖掛鉆機(jī)） 要求有足夠的高度、面積和剛性；,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 8）井控系統(tǒng) 作用：控制井噴； 組成：各種防噴器（單閘板、雙閘板、環(huán)形

14、防噴器）、四通、液壓控制系統(tǒng)、放噴管匯等；,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 8）井控系統(tǒng) 環(huán)形防噴器,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 8）井控系統(tǒng) 單閘板防噴器,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 8）井控系統(tǒng) 雙閘板防噴器,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 8）井控系統(tǒng) 剪切防噴器,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 8）井控系統(tǒng) 旋轉(zhuǎn)防噴器,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 8）井控系統(tǒng) 防噴器組,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 9）輔助設(shè)備 作用：為鉆機(jī)各工作機(jī)組正常工作配備

15、的必要的輔助設(shè)備； 組成：空氣壓縮機(jī)、空氣凈化系統(tǒng)、儲(chǔ)氣罐、輔助發(fā)電機(jī)組、井場(chǎng)電路設(shè)備、輔助起重設(shè)備、活動(dòng)房、油水罐、保溫設(shè)備等；,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 10）鉆臺(tái)操作設(shè)備 作用：用于鉆臺(tái)上起下鉆具、排放鉆具的專用工具； 組成：三吊一卡（吊環(huán)、吊卡、吊鉗、卡瓦）、 液氣大鉗（鉆桿鉗、套管鉗）、鐵鉆工、 自動(dòng)卡瓦、自動(dòng)吊卡、 鉆桿排放裝置、 二層臺(tái)液壓排放裝置等。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 鐵鉆工,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.9 鉆機(jī)組成 鉆機(jī)八大件 井架、天車、游車、大鉤、水龍頭、轉(zhuǎn)盤、絞車、泥漿泵。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),

16、1.10 鉆機(jī)分類 按鉆井深度分類淺井鉆機(jī) （1500m）； 中深井鉆機(jī)（15003200m）； 深井鉆機(jī) （32005000m）； 超深井鉆機(jī) （5000m）； 按主傳動(dòng)副類型分類皮帶鉆機(jī)（膠帶并車傳動(dòng)）； 鏈條鉆機(jī)（鏈條并車傳動(dòng)）； 齒輪鉆機(jī)（齒輪-萬(wàn)向軸并車傳動(dòng)） 按驅(qū)動(dòng)設(shè)備類型分類機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)（MD）; 電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)（ED）。 按使用地區(qū)和用途分類陸地鉆機(jī)、海洋鉆機(jī)、沙漠鉆機(jī)、斜井鉆機(jī)、叢式井鉆機(jī)等。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.11 鉆機(jī)型號(hào) 根據(jù)油田要求和境外石油勘探開發(fā)的需要，1995年中石油勝利油田鉆機(jī)方案定型會(huì)議關(guān)于我國(guó)發(fā)展鉆機(jī)的意見： 2000m及以下級(jí)別鉆機(jī)，要大力

17、提高運(yùn)移性； 3000m及以下級(jí)別鉆機(jī)，發(fā)展機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)為主； 4000m級(jí)別鉆機(jī)，發(fā)展電驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)兩種級(jí)別的鉆機(jī)； 6000m及以上級(jí)別鉆機(jī)，發(fā)展電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)為主。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.11 鉆機(jī)型號(hào) ZJ 60 L型名義鉆井深度6000m，鏈條傳動(dòng)鉆機(jī) ZJ 60 DS型名義鉆井深度6000m，電驅(qū)動(dòng)沙漠鉆機(jī) ZJ 70 D名義鉆井深度7000m，交流變頻電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī) ZJ 15 X型名義鉆井深度1500m，斜井鉆機(jī) ZJ 10 B型名義鉆井深度1000m，輕便鉆機(jī) ZJ 20 DY型名義鉆井深度2000m，電液驅(qū)動(dòng)鉆機(jī),1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.12 交流電驅(qū)動(dòng)

18、鉆機(jī)的特點(diǎn) 絞車、轉(zhuǎn)盤可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬； 電機(jī)短時(shí)增矩達(dá)1.52倍以上，提高提升能力和處理事故能力； 具有恒功率寬調(diào)速特性，大大簡(jiǎn)化了鉆機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)； 具有轉(zhuǎn)盤扭矩限制功能，防止鉆具扭斷； 交流變頻技術(shù)對(duì)電機(jī)具有安全保護(hù)功能； 具有軟啟動(dòng)功能，可降低供電電源容量；,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.12 交流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)的特點(diǎn) 帶載情況下可平穩(wěn)啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速；下鉆時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的能量反饋，減少制動(dòng)裝置損耗，節(jié)約能源； 易于實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的自動(dòng)化、智能化和對(duì)外界變化的自適應(yīng)控制； 價(jià)格便宜；維護(hù)費(fèi)用低；使用安全可靠，易于操作管理； 體積小、容量大，安裝、拆卸、搬遷方便靈活。,1.鉆井工藝、設(shè)

19、備及鉆井新技術(shù),1.13 國(guó)內(nèi)鉆機(jī)生產(chǎn)使用情況 目前中石油共有鉆機(jī)1000多部，從1999年開始至2008年10年間共更新了大約90%的鉆機(jī)，2009年基本沒(méi)有更新，10年、11年有少量鉆機(jī)更新。 中石化目前擁有鉆機(jī)大約600多臺(tái)。更新情況與中石油差不多。 寶雞廠、宏華廠、二機(jī)廠、四機(jī)廠等四家，年生產(chǎn)各類鉆機(jī)能力大約500臺(tái)左右。 各油田生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)少量鉆機(jī)。 地方生產(chǎn)廠家生產(chǎn)小型鉆機(jī)，銷給民間機(jī)構(gòu)或個(gè)人。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.13 國(guó)內(nèi)鉆機(jī)生產(chǎn)使用情況 2010年8月份中石油鉆機(jī)在用情況,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.14 新型鉆機(jī) 軟管石油鉆機(jī) 1991年開始工業(yè)應(yīng)

20、用，并打出了1062米水平井。 1997年殼牌公司在北海應(yīng)用軟管鉆井技術(shù)在垂深3860米處成功進(jìn)行了側(cè)鉆，創(chuàng)造了利用軟管鉆井技術(shù)側(cè)鉆垂深的最大記錄。 優(yōu)越性：與常規(guī)鉆機(jī)鉆井相比，節(jié)約費(fèi)用25%40%； 不停泵接鉆桿，起下鉆可連續(xù)循環(huán)泥漿，避免了因接鉆桿可能引起的卡鉆、井噴等事故，提高了鉆井作業(yè)的安全性； 連續(xù)軟管可內(nèi)置電纜，實(shí)現(xiàn)隨鉆測(cè)量和閉環(huán)鉆井； 占用場(chǎng)地面積?。卉浌艹叽缧?，特別適用于鉆小井眼井； 鉆井設(shè)備安裝、拆卸、搬運(yùn)相對(duì)簡(jiǎn)便快捷。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),套管石油鉆機(jī) 拖車鉆機(jī)，采用頂驅(qū)裝置，通過(guò)套管傳遞扭矩，并帶動(dòng)安裝在套管底部鉆具組上的鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。鉆頭固定在一個(gè)專用鉆具組

21、的前部，鉆具組鎖定在套管底部，并用鋼絲繩與鉆臺(tái)上起下鉆頭的專用絞車相連，當(dāng)需要換鉆頭時(shí)，將鎖定裝置打開，利用絞車將鉆具起出，更換新鉆頭后，再用絞車將鉆具送入井底，鎖定在套管底部。操作非常方便迅速； 鉆頭為可以收縮的擴(kuò)孔鉆頭，鉆進(jìn)時(shí)擴(kuò)孔鉆頭張開。鉆機(jī)的鉆進(jìn)過(guò)程就是下套管的過(guò)程，套管下到井里不再提起，完鉆后即可進(jìn)行固井。 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化了鉆機(jī)結(jié)構(gòu)；節(jié)省材料費(fèi)用；起下鉆速度快；套管始終留在井內(nèi)，減少了井壁坍塌、鍵槽等事故的發(fā)生；3000米井可節(jié)省成本30%以上。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.14 新型鉆機(jī) 小井眼石油鉆機(jī) 小井眼：全井90%以上的井段直徑小于7in，或70%以上的井段直徑小于5i

22、n；對(duì)水平井為水平段直徑小于6in。 小井眼鉆井可降低油氣勘探和開發(fā)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、減小環(huán)境污染。 優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省泥漿、鉆頭、鉆桿、套管、柴油等費(fèi)用；減小場(chǎng)地，提高鉆井和起下鉆速度；減小裝機(jī)功率，減輕環(huán)境污染；用于打加密井，可采儲(chǔ)量將增加50%。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.15 頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備 頂部驅(qū)動(dòng)技術(shù)是轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)問(wèn)世以來(lái)的幾項(xiàng)重大變革之一。 液壓盤式剎車、液壓鉆井泵、交流變頻驅(qū)動(dòng)、頂部驅(qū)動(dòng) 1981年12月Varco-BJ公司研制的Top Drive System投入使用，以后逐漸被石油鉆井界所采用。目前海上平臺(tái)或鉆井船幾乎全部裝備了頂驅(qū)，陸地鉆機(jī)正陸續(xù)裝備頂驅(qū)。,1.鉆井工藝、設(shè)

23、備及鉆井新技術(shù),1.15 頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置電動(dòng)或液壓，經(jīng)齒輪減速，提供動(dòng)力； 傾 斜 裝 置氣動(dòng)或液動(dòng)，接單根、取立根； 管子處理裝置由扭矩鉗、內(nèi)防噴控制閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，扭矩鉗在液壓作用下，可在任何時(shí)候及位置完成上卸扣； 扭矩管、平衡系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)扭矩管即導(dǎo)軌，扶正并將反扭矩傳遞給井架底座；平衡系統(tǒng)采用雙液壓平衡液缸，作用類似于大鉤彈簧；冷卻系統(tǒng)提供冷卻空氣； 控制系統(tǒng)； 鉆井液循環(huán)系統(tǒng)。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.15 頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.15 頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備 安全的操作系統(tǒng) 人身和鉆井安全采用立根鉆進(jìn)，接單根次數(shù)減少，傾斜裝置可使吊環(huán)吊卡擺

24、至小鼠洞或二層臺(tái)指梁，減少了作業(yè)者的危險(xiǎn)程度；起下鉆遇阻，可以開泵循環(huán)、旋轉(zhuǎn)鉆柱進(jìn)行劃眼作業(yè)；下套管遇阻可迅速接上大小頭，邊循環(huán)邊旋轉(zhuǎn)變下放；頂驅(qū)內(nèi)的防噴閥及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)井涌時(shí)可立即執(zhí)行井控動(dòng)作； 設(shè)備安全上扣平穩(wěn)，避免上扣過(guò)盈或不足；設(shè)定鉆井最大扭矩，超過(guò)此值，馬達(dá)立即停止，調(diào)整參數(shù)后再正常鉆進(jìn)。,1.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),1.15 頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備 節(jié)約輔助鉆進(jìn)時(shí)間，提高鉆井效率 立根鉆井節(jié)約輔助時(shí)間，減少了每次接單根后重新調(diào)整工具面角的時(shí)間，提高了取芯收獲率，可減少鉆井時(shí)間1030%； 特別適用于定向井、水平井 定向井、水平井提鉆時(shí)阻力大，可倒劃眼； 安裝維護(hù)簡(jiǎn)單、操作方便靈活。,1

25、.鉆井工藝、設(shè)備及鉆井新技術(shù),鉆井設(shè)備及鉆井新技術(shù) 海洋石油鉆井工程技術(shù) 海洋油氣田開發(fā)概況及我國(guó)的石油戰(zhàn)略,匯報(bào)提綱,海洋鉆井與陸地鉆井最顯著的不同是一切活動(dòng)皆發(fā)生在空間有限的鉆井平臺(tái)上，而單個(gè)井筒內(nèi)的鉆井工藝與陸地沒(méi)有很大差別。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.1 海洋鉆井作業(yè)程序 2.2 海洋石油鉆井裝置 2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),海洋環(huán)境調(diào)查 至少在鉆井作業(yè)開始前做完井場(chǎng)調(diào)查（或委托專業(yè)服務(wù)方如海洋勘察測(cè)繪中心進(jìn)行井場(chǎng)調(diào)查），井場(chǎng)自然地理環(huán)境主要包括水深、氣溫、降水、風(fēng)、霧、海浪、潮汐、海流、風(fēng)暴潮、海冰、地震等。調(diào)查報(bào)告為鉆井平臺(tái)

26、能否于該井位鉆井施工提供依據(jù)，便于鉆井部門平臺(tái)選型及進(jìn)行鉆井平臺(tái)的適應(yīng)性評(píng)價(jià)。,2.1 海洋鉆井作業(yè)程序,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),工程地質(zhì)調(diào)查 海底地形地貌； 淺地層結(jié)構(gòu)（海底電火花淺層地震、海底底質(zhì)沖擊抓樣、淺層氣）； 海底地基調(diào)查。 平臺(tái)拖航就位 移動(dòng)式鉆井裝置多半為非自航式，需要另外的拖輪牽行拖航及就位。,2.1 海洋鉆井作業(yè)程序,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),鉆井工程施工 海洋鉆井方式分為固定平臺(tái)鉆井和浮式鉆井兩類。 固定式鉆井平臺(tái)與坐底式、自升式鉆井平臺(tái)都是固定于海底的，其鉆井方法除有隔水管外，與陸上鉆井方法大體相同。,2.1 海洋鉆井作業(yè)程序,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.1 海洋鉆

27、井作業(yè)程序,鉆井工程施工 浮式鉆井使用水下器具。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.1 海洋鉆井作業(yè)程序,完井 海洋石油生產(chǎn)井完鉆后，為開采井中油氣，進(jìn)行完井；將井中替換為完井液、射孔、下入生產(chǎn)管柱以及安裝井口采油樹，開啟采油樹閥門可進(jìn)行油氣生產(chǎn)，此過(guò)程為完井。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),棄井 海洋石油鉆井棄井分為臨時(shí)性棄井與永久性棄井。由于作業(yè)的需要（如預(yù)鉆開發(fā)井）或某種原因（如因作業(yè)區(qū)天氣、海況等影響鉆井平臺(tái)安全，平臺(tái)撤離井位），井眼會(huì)被臨時(shí)棄井。 對(duì)于臨時(shí)性棄井，當(dāng)作業(yè)條件成熟時(shí)，平臺(tái)被拖回井位復(fù)位，回接井眼，恢復(fù)鉆井作業(yè)。 如鉆井因工程或地質(zhì)原因等報(bào)廢等需要永久性棄井。 棄井作業(yè)涉及到注水

28、泥塞、導(dǎo)管套管切割回收、井口盤的回收、井口防噴器與隔水管的拆除、水下井口保護(hù)等。,2.1 海洋鉆井作業(yè)程序,2.1 海洋鉆井作業(yè)程序 2.2 海洋石油鉆井裝置 2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),1平臺(tái)空間要求緊湊； 2海上用鉆機(jī)都采用電傳動(dòng)系統(tǒng)； 3設(shè)備配備齊全，對(duì)井控BOP系統(tǒng)和泥漿固控系統(tǒng)要求高； 4設(shè)備載荷余量大如3臺(tái)泥漿泵； 5獨(dú)有的液壓升沉補(bǔ)償系統(tǒng)保證鉆壓； 6特殊的井架結(jié)構(gòu)及安裝整體焊接塔架、無(wú)繃?yán)K、游系滑軌； 7應(yīng)急發(fā)電系統(tǒng)； 8半潛式鉆井平臺(tái)的鉆臺(tái)側(cè)配備ROV升降裝置； 9配備能

29、控制整個(gè)鉆臺(tái)面的旋轉(zhuǎn)吊車兩臺(tái)，一般3050t /臺(tái)； 10引導(dǎo)鉆具進(jìn)出井眼的導(dǎo)向臂裝置； 11鉆井平臺(tái)特有的錨機(jī)系統(tǒng)；,海洋鉆機(jī)的特殊要求,2.2 海洋石油鉆井裝置,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),一種有沉墊（浮箱）的移動(dòng)平臺(tái)，利用其浮體（沉墊或穩(wěn)定立柱）灌水下沉，用幾個(gè)立柱支承固定高度的上層平臺(tái)進(jìn)行作業(yè)，當(dāng)作業(yè)完成后，排除浮體（潛體）中的水而起浮，轉(zhuǎn)移到另一個(gè)作業(yè)點(diǎn)。,2.2 海洋石油鉆井裝置,坐底式鉆井平臺(tái),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),坐底式鉆井平臺(tái),主要優(yōu)點(diǎn)： 鉆井時(shí)固定可靠，完井后搬運(yùn)靈活,主要缺點(diǎn)： 工作平臺(tái)高度恒定不能調(diào)節(jié)；工作水深較淺，一般小于30m。,2.2 海洋石油鉆井裝置,2.海洋

30、石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,勝利三號(hào)坐底式鉆井平臺(tái),坐底式鉆井平臺(tái),我國(guó)六十年代初起步，現(xiàn)有7座坐底式平臺(tái)，在淺海石油開發(fā)中發(fā)揮了重要作用，并培養(yǎng)和鍛煉了一支設(shè)計(jì)、建造、操作和管理的隊(duì)伍。 應(yīng)用渤海沿岸的勝利油田、大港油田和遼河油田等。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,坐底式鉆井平臺(tái),“中油海3號(hào)”坐底式鉆井平臺(tái)是目前世界上最大的坐底式鉆井平臺(tái)，也是我國(guó)自主設(shè)計(jì)的新一代鉆井平臺(tái)，主要用于淺海作業(yè)。平臺(tái)作業(yè)水深10米，最大鉆井深度可達(dá)7000米，上層甲板設(shè)有可供 90人居住的生活樓，生活樓頂部為直升機(jī)平臺(tái)。 2007年6月抵達(dá)冀東南堡油田投入使用。,2.海洋石

31、油鉆井工程技術(shù),“勝利2號(hào)步行坐底式鉆井平臺(tái),“勝利2號(hào)”步行坐底式鉆井平臺(tái)為極淺海步行式鉆井平臺(tái)，屬于世界首創(chuàng)項(xiàng)目，目前世界也僅此一座。該步行坐底式鉆井平臺(tái)為水陸兩棲式，最小作業(yè)水深為0m，最大作業(yè)水深為6.8m，適合我國(guó)沿海灘海和極淺海區(qū)石油鉆探。 “勝利2號(hào)”鉆井平臺(tái)被評(píng)為1992年全國(guó)十大科技成果第二名；1995年獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)。,2.2 海洋石油鉆井裝置,坐底式鉆井平臺(tái),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,國(guó)外1933年“蓋娜松號(hào)”首座坐底式鉆井平臺(tái)問(wèn)世，50年代建造了近30座各類坐底式平臺(tái)。50年代末，坐底式平臺(tái)的作業(yè)水深已達(dá)到27.43m（90ft）。1963年

32、出現(xiàn)了一座大型坐底式平臺(tái)，其作業(yè)水深達(dá)53.34m（175ft）。 19731974年間，原油價(jià)格暴漲，70年代后期又建造了一些坐底式平臺(tái)。,根據(jù)2011年10月Rigzone網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)資料，國(guó)外目前在用的坐底式鉆井平臺(tái)共5座。 應(yīng)用暫時(shí)沒(méi)有合同,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,941鉆井平臺(tái),自升式鉆井平臺(tái)工作時(shí)，先由拖輪拖至井位，拋錨定位，通過(guò)樁腿升降裝置將樁腿插入海底，進(jìn)行預(yù)壓后，再用升降裝置把船體上升到海面以上一定高度，便可開鉆。,“勘探2號(hào)”自升式鉆井平臺(tái),自升式鉆井平臺(tái),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,主要優(yōu)點(diǎn)： 造價(jià)低；機(jī)動(dòng)性好；穩(wěn)定性好。,

33、主要缺點(diǎn)：工作水深受腿長(zhǎng)的限制，不適合深水，拖航時(shí)易受風(fēng)暴襲擊而受到破壞。,獨(dú)立樁腿自升式鉆井平臺(tái),據(jù)Rigzone網(wǎng)站2011年10月的統(tǒng)計(jì)資料，自升式鉆井平臺(tái) 555 座，占全部海洋鉆井裝置（1324座）的 41.92%，比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其它類型。近20年建造的自升式鉆井平臺(tái)的數(shù)量占該型總數(shù)的90%，是自升式鉆井平臺(tái)建造的黃金時(shí)期。,完成一個(gè)井位的鉆井作業(yè)后，船體降至海面，拔起樁腿并將其升至拖航位置，整個(gè)平臺(tái)可以拖到新井位。沉墊自升式平臺(tái)則以沉箱的形式坐于海底。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,我國(guó)我國(guó)自升式鉆井平臺(tái)共40座。 中海油（CNOOC）27座，作業(yè)水深范圍40

34、m122 m，最大鉆井深度范圍6,000 m9,144 m。 中石化（SINOPEC）6座，作業(yè)水深范圍20 m90 m，最大鉆井深度范圍5,000 m6,096 m。 中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司（CPOE）7座，作業(yè)水深范圍0 m8 m，最大鉆井深度：4,500 m，主要用于灘淺海鉆井。 海洋石油941（我國(guó)自升式鉆井平臺(tái)之最），作業(yè)水深范圍40 m122 m，最大鉆井深度范圍6,000 m9,144 m。 應(yīng)用黃海、東海和南海有大量的海域是屬于90 m120 m水深的區(qū)域 。,自升式鉆井平臺(tái),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,國(guó)外1954年第一個(gè)自升式鉆井平臺(tái)“迪龍一號(hào)

35、”問(wèn)世，目前全球自升式平臺(tái)鉆機(jī)包括在建的共有555座，其中簽約在用的327座；作業(yè)水深范圍一般為12 m168 m；世界范圍有58座自升式鉆井平臺(tái)作業(yè)水深達(dá)到100 m以上；ROWAN公司的Gorilla 號(hào)自升式鉆井平臺(tái)作業(yè)水深達(dá)168 m，是目前自升式鉆井平臺(tái)世界之最。 200 m水深以內(nèi)的大陸架的石油儲(chǔ)量占已探明海洋石油儲(chǔ)量的55%70%；,自升式鉆井平臺(tái),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,當(dāng)半潛式鉆井平臺(tái)自航或拖航到井位時(shí)，平臺(tái)定位，然后向浮箱內(nèi)灌水，待平臺(tái)下沉到一定設(shè)計(jì)深度呈半潛狀態(tài)后，即可進(jìn)行鉆井作業(yè)。,半潛式平臺(tái)是用數(shù)個(gè)具有浮力的立柱將上殼體連接到下殼體或柱靴上

36、，并由其浮力支持的平臺(tái)。在深水半潛作業(yè)時(shí)，下殼體或柱靴潛入水中，立柱局部潛入水中，為半潛狀態(tài)；,可自航的半潛式鉆井平臺(tái),半潛式鉆井平臺(tái),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,主要優(yōu)點(diǎn)： 工作時(shí)吃水深，能適應(yīng)惡劣的海況條件；工作水深范圍大，承載能力大, 工作水深可在30m至3000m；甲板面積大，有利于鉆井作業(yè)，移動(dòng)靈活，尤其是自航的半潛式鉆井平臺(tái)這一點(diǎn)更為突出。,主要缺點(diǎn)：造價(jià)高（與自升式比較），一般造價(jià)多在一億美元以上。,2.2 海洋石油鉆井裝置,我國(guó)70年代就開始研究和設(shè)計(jì)半潛式平臺(tái)，1984年我國(guó)成功地建造了勘探3號(hào)半潛式平臺(tái)，在東海石油和天然氣勘探中發(fā)揮了重要作用。 國(guó)內(nèi)

37、半潛式鉆井平臺(tái)9座，作業(yè)水深200 m457 m（3000m），最大鉆井深度6,000 m7,620 m。其中中海油7座；中石化2座。國(guó)內(nèi)半潛式鉆井平臺(tái)主要在南海、東海作業(yè)。,勘探3號(hào)半潛式鉆井平臺(tái),半潛式鉆井平臺(tái),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,海洋石油981 半潛式鉆井平臺(tái),中國(guó)第一座自主設(shè)計(jì)和建造的第六代深水半潛式鉆井平臺(tái)“海洋石油981”號(hào)，2010年2月26日在上海外高橋造船有限公司順利出塢； 中國(guó)科學(xué)技術(shù)部2010年11月10日發(fā)布消息稱，國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)海洋技術(shù)領(lǐng)域“3000米水深半潛式鉆井平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究”課題，

38、10月中旬已順利通過(guò)驗(yàn)收。驗(yàn)收專家組認(rèn)為，該課題部分關(guān)鍵技術(shù)成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。 平臺(tái)作業(yè)水深能力達(dá)3000米、可變載荷能力9000噸、鉆井深度10000米，其綜合技術(shù)指標(biāo)進(jìn)入世界前列，是中國(guó)海洋石油工業(yè)走向開發(fā)深海油氣和參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的必需重大裝備。 該平臺(tái)的設(shè)計(jì)與建造對(duì)實(shí)現(xiàn)中國(guó)石油工業(yè)由淺水向深水的跨越發(fā)展、保障中國(guó)能源戰(zhàn)略安全、促進(jìn)中國(guó)重大裝備制造業(yè)的發(fā)展等均具有重要意義。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,海洋石油981 半潛式鉆井平臺(tái),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,國(guó)外1961年在坐底式平臺(tái)“碧水1號(hào)”加裝立柱建成第一座半潛式鉆井平臺(tái)。1963

39、年建成第一座三角形半潛式鉆井平臺(tái)“海洋鉆井者號(hào)”。1964年建的“碧水2號(hào)”是第一座長(zhǎng)方形半潛式鉆井平臺(tái)。20世紀(jì)70年代，半潛式鉆井平臺(tái)開始裝上推進(jìn)器，便于拖航和定位。1973年以后建造的大多數(shù)半潛式鉆井平臺(tái)具有某種自航功能。1977年建成第一座動(dòng)力定位半潛式鉆井平臺(tái)Sedco709號(hào)。 國(guó)際上有227座半潛式鉆井平臺(tái)，簽約在用的165座，最大鉆井深度達(dá)9,144m以上，最大作業(yè)水深達(dá)3,048m；最大可變載荷超過(guò)6,000t。 Transocean Inc.公司的Deepwater Horizon號(hào)半潛式鉆井平臺(tái)達(dá)到7,350t。 應(yīng)用主要在北海、墨西哥灣、拉丁美洲、西非、地中海等海域作業(yè)

40、。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,鉆井船是利用普通船型的單體船、雙體船、三體船或駁船的船體作為鉆井工作平臺(tái)的一種海上移動(dòng)式鉆井裝置。,鉆井船到達(dá)井位以后，先要拋錨定位或動(dòng)力定位。鉆井時(shí)和半潛式平臺(tái)一樣，整個(gè)裝置處于漂浮狀態(tài)，在風(fēng)浪的作用下，船體也會(huì)上下升沉、前后左右搖擺及在海面上飄移等運(yùn)動(dòng)，因此需要下水下器具和采用升沉補(bǔ)償裝置、減搖設(shè)備和動(dòng)力定位等多種措施來(lái)保證船體定位在需要的范圍內(nèi)，才能進(jìn)行鉆井作業(yè)。,鉆井船,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,我國(guó)鉆井船特別是動(dòng)力定位鉆井船造價(jià)高。2010年10月31日，STX大連集團(tuán)首艘深海鉆井船Drillship和

41、海洋鋪管船OPL同時(shí)成功下水。 這兩艘船是STX大連集團(tuán)首次建造的海洋工程船，代表了STX頂端造船科技和水平，夯實(shí)了STX大連集團(tuán)在高技術(shù)含量、高附加值海洋工程制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。,STX大連集團(tuán)首艘深海鉆井船Drillship 和海洋鋪管船OPL,鉆井船,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,國(guó)外截至2011年10月，包括在建、改造等在內(nèi)的鉆井船共有124艘，簽約在用鉆井船55艘。 國(guó)外鉆井船鉆井深度能力主要有四個(gè)系列，分別是20,000ft（6,096m）、25,000ft（7,620m）、30,000ft（9,144m）、35,000ft（10,668m） 。 由于多數(shù)鉆井

42、船作業(yè)深度大于1500m，故動(dòng)力定位的占多數(shù)。 現(xiàn)用的鉆井船有20艘可變載荷超過(guò)7,000t，其中8艘達(dá)10,000t，2艘達(dá)20,000t，Glomar CRLuigs號(hào)鉆井船可變載荷達(dá)37,500t，是目前可變載荷最大的鉆井裝置。 目前作業(yè)水深超過(guò)10,000ft的鉆井船還沒(méi)有投入使用，其中有4艘正在韓國(guó)建造。 應(yīng)用主要在南美、南亞、墨西哥灣、西非、東南亞、北海、遠(yuǎn)東等海域作業(yè)。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,鋼質(zhì)導(dǎo)管架平臺(tái),優(yōu)點(diǎn): 鉆采合一；穩(wěn)定性好；海洋環(huán)境條件對(duì)鉆井作業(yè)影響小。 缺點(diǎn)： 不能移運(yùn)；造價(jià)高；適用水深有限；成本隨水深劇增。,1)采油 2)集輸及油氣水

43、分離處理與測(cè)試系統(tǒng) 3)鉆井/修井功能 4)帶停機(jī)坪生活模塊,固定式鉆井平臺(tái),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,混凝土重力式,固定式鉆井平臺(tái),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,鉆井裝置選擇考慮因素,水深,鋼質(zhì)導(dǎo)管架,坐底式平臺(tái),自升式平臺(tái),半潛式平臺(tái),鉆井船,4300m,330m,3150m,303000m,10000m,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.2 海洋石油鉆井裝置,海上鉆井裝置的選擇,海洋環(huán)境 工程地質(zhì),鉆井類型及鉆井設(shè)備可利用的資源,后勤條件,風(fēng)、浪、流、地震冬雪和海冰,通過(guò)地質(zhì)調(diào)查確定平臺(tái)選型和樁腿入泥深度,動(dòng)力影響計(jì)算 海洋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算 定位方

44、式,物資供應(yīng)頻率、平臺(tái)離供應(yīng)點(diǎn)的距離、平臺(tái)能容納的人和物、備用件供應(yīng)來(lái)源、惡劣天氣影響,經(jīng)濟(jì)技術(shù)等條件,2.1 海洋鉆井作業(yè)程序 2.2 海洋石油鉆井裝置 2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),大位移水平井技術(shù) 大位移井，通常是指井的水平位移與井的垂深之比（HD/TVD）等于或大于2的井。大位移井是定向井、水平井、深井、超深井鉆井技術(shù)的綜合體現(xiàn)。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),大位移井主要優(yōu)點(diǎn)： 1充分利用海上設(shè)施開發(fā)海洋油氣田，節(jié)約資金； 2從陸地開發(fā)近海油田； 3用大位移井開發(fā)不同類型油氣田

45、（斷塊油氣田、邊際油田等；不同深度、方位油氣田或油氣層，可鉆多目標(biāo)三維大位移井開發(fā)），提高經(jīng)濟(jì)效益； 4在環(huán)保要求不太高的地區(qū)鉆井，滿足環(huán)保要求。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),南海東部西江大位移水平井XJ24-3-A14 此方案開發(fā)費(fèi)用只需常規(guī)開發(fā)費(fèi)用的38%48%。該井自投產(chǎn)后，日產(chǎn)原油一直穩(wěn)定在100t/d左右，僅用半年多的時(shí)間就收回了全部投資。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),大位移井的世界紀(jì)錄是?？松梨诠居?007年4月24日在位于薩哈林島近海完成的z11井，鉆井測(cè)量深度達(dá)37,016英尺(11,282米)。,2.海洋石油鉆井工程

46、技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),大位移井關(guān)鍵技術(shù)： 1測(cè)量和定向控制陀螺和MWD測(cè)量?jī)x表、彎殼體動(dòng)力鉆具等，控制井眼軌道和最終井底位置； 2扭矩與阻力合理的井身剖面設(shè)計(jì)和下部鉆具組合是減少扭矩和阻力的關(guān)鍵；鉆井液必須具有強(qiáng)抑制性、高潤(rùn)滑性、優(yōu)良的井眼凈化能力； 3井眼穩(wěn)定分析井眼周圍的巖石地應(yīng)力，確定合理的鉆井液密度，與地層配伍的鉆井液體系； 4井眼凈化提高環(huán)空返速、選用合理流型與鉆井液流變參數(shù)、井眼凈化的監(jiān)測(cè)、固相控制。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),套管鉆井技術(shù),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),雙梯度鉆井技術(shù) 深水海域中，存在著許多問(wèn)題

47、（如在未成熟、快速沉積的盆地，如墨西哥灣和西非的部分地區(qū)）： 孔隙壓力很高，破裂壓力卻很低； 淺層水的流動(dòng)； 大量的漏失層； 井控事故等。 由于沒(méi)有那么多層技術(shù)套管可供選擇，失去了克服這些困難的最有效工具。針對(duì)這種情況，提出了雙梯度鉆井的概念。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),雙梯度鉆井技術(shù) 雙梯度鉆井（DGD）就是在鉆井過(guò)程中有兩個(gè)梯度值，海底到井底為鉆井液，海面到海底為海水充填。雙梯度系統(tǒng)中，海底以上的隔水導(dǎo)管里為海水，所有的壓力以海底為參考點(diǎn)，破裂壓力和孔隙壓力間的區(qū)域相對(duì)地變寬。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),雙梯度鉆井技術(shù),2.海洋石

48、油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),雙梯度鉆井技術(shù) 雙梯度鉆井可以延伸套管下深、消除中間套管、鉆較大生產(chǎn)井眼、提高井控能力。 由于減少下技術(shù)套管及固井時(shí)間，使全井的建井周期縮短65%。 破裂壓力和孔隙壓力間的區(qū)域變寬，使得井噴、井漏等問(wèn)題大大減少，從而大量節(jié)約處理鉆井復(fù)雜事故時(shí)間。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),雙梯度鉆井技術(shù) 雙梯度鉆井相關(guān)技術(shù)： 鉆井液舉升系統(tǒng)鉆桿閥（U型管效應(yīng)）、旋轉(zhuǎn)分離器（使隔水導(dǎo)管內(nèi)的液體和井眼隔開、固相顆粒尺寸細(xì)化處理）、鉆井液舉升泵（容積式隔膜泵或電驅(qū)動(dòng)離心泵）。 雙梯度鉆井泥漿上返隔水管系統(tǒng)（DMRS）較快的液體上返速度；連續(xù)

49、流經(jīng)震動(dòng)篩；降低了鉆井液需求量；降低了隔水管的張力要求；環(huán)保。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),雙梯度鉆井技術(shù) Mudlift泥漿舉升系統(tǒng),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),優(yōu)快鉆井技術(shù) 優(yōu)快鉆井技術(shù)是以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，以加強(qiáng)組織管理為切入點(diǎn)，在技術(shù)不斷創(chuàng)新、管理不斷優(yōu)化的過(guò)程中而形成的一套鉆井技術(shù)。 先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)包括：頂驅(qū)技術(shù)、導(dǎo)向鉆井技術(shù)、優(yōu)選鉆頭技術(shù)、高密度叢式井井眼防碰技術(shù)、優(yōu)質(zhì)泥漿技術(shù)、無(wú)候凝固井技術(shù)、三高鉆井技術(shù)、完善的大滿貫測(cè)井技術(shù)、不占鉆機(jī)時(shí)間電測(cè)固井質(zhì)量技術(shù)等。 在施工中，要強(qiáng)化集中組織，保證各工序的緊密銜接，減少停誤工環(huán)

50、節(jié)和非生產(chǎn)時(shí)間。,2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),2.海洋石油鉆井工程技術(shù),2.3 海洋石油鉆井工藝技術(shù),海洋鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 海洋鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)包括三個(gè)方面： 一是圍繞勘探和開發(fā)所遇到的問(wèn)題有針對(duì)性地開發(fā)新技術(shù)； 二是對(duì)現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行綜合利用； 三是為實(shí)現(xiàn)鉆井自動(dòng)化和智能化而積極開發(fā)新設(shè)備和新技術(shù)。 快速鉆井技術(shù)為發(fā)展方向；準(zhǔn)確定向油氣儲(chǔ)層；降低開發(fā)成本；保護(hù)油氣層；實(shí)時(shí)化、信息化和可視化；集成化、自動(dòng)化、智能化；深水和超深水鉆井。,鉆井設(shè)備及鉆井新技術(shù) 海洋石油鉆井工程技術(shù) 海洋油氣田開發(fā)概況及我國(guó)的石油戰(zhàn)略,匯報(bào)提綱,據(jù)專家測(cè)算，陸地約有32%的面積是可蘊(yùn)藏

51、石油、天然氣的沉積盆地，而海洋里的大陸架（水深300m以內(nèi)）則有57%的面積是可蘊(yùn)藏油、氣的沉積盆地。 根據(jù)目前全球已發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，截止到2006年1月1日，全球累計(jì)探明石油可采儲(chǔ)量已增長(zhǎng)為3880.5億噸，剩余石油探明可采儲(chǔ)量為2000億頓；天然氣儲(chǔ)量為265.6萬(wàn)億方，天然氣剩余儲(chǔ)量為175.8萬(wàn)億方；待發(fā)現(xiàn)石油（含凝析油）資源量為1456.7億噸，待發(fā)現(xiàn)天然氣資源量為147.2萬(wàn)億方。,3.海洋油氣田開發(fā)概況及我國(guó)的石油戰(zhàn)略,3.海洋油氣田開發(fā)概況及我國(guó)的石油戰(zhàn)略,遼闊的海洋蘊(yùn)藏著豐富的油、氣資源，全世界有油氣遠(yuǎn)景的沉積盆地面積7746.3萬(wàn)平方公里，其中位于海底區(qū)域的約2639.5萬(wàn)

52、平方公里。世界海洋石油蘊(yùn)藏量約1000多億噸，探明儲(chǔ)量約200億噸；天然氣資源量約140萬(wàn)億方，探明儲(chǔ)量約40萬(wàn)億方。海洋石油勘探開發(fā)已被納入世界各大石油公司的重要發(fā)展戰(zhàn)略。,3.海洋油氣田開發(fā)概況及我國(guó)的石油戰(zhàn)略,全球已有一百多個(gè)國(guó)家在北海、墨西哥灣、南美洲、北美洲、西非、里海及太平洋沿岸，進(jìn)行海上油、氣勘探，其中對(duì)深海海底勘探的有五十多個(gè)國(guó)家。隨著工程技術(shù)的不斷創(chuàng)新，海底石油和天然氣勘探將向深水區(qū)發(fā)展，儲(chǔ)量將繼續(xù)增加。,3.海洋油氣田開發(fā)概況及我國(guó)的石油戰(zhàn)略,中國(guó)海上油氣勘探主要集中于渤海、黃海、東海及南海北部大陸架，預(yù)測(cè)石油資源量為275.3億噸，天然氣資源量為10.6萬(wàn)億方。 目前我國(guó)海洋原油的發(fā)現(xiàn)率僅為12.3，世界平均探明率為73%；海洋天然氣發(fā)現(xiàn)率僅為10.9，世界平均探明率為60.5%。極具勘探開發(fā)潛力。,3.海洋油氣田開發(fā)概況及我國(guó)的石油戰(zhàn)略,3.海洋油氣田開發(fā)概況及我國(guó)的石油戰(zhàn)略,中國(guó)海油1982-2009年石油產(chǎn)量,3.海洋