自主创新发展我国的海洋工程事业_从勘探三号到3000米深水半潜式钻井平台-2008

自主创新发展我国的海洋工程事业

——从勘探三号到3000米深水半潜式钻井平台

亢峻星

(上海海洋石油局)

摘要： 七十年代初，我国自行研制改建一艘双体钻探船“勘探一号”。后又，自行设计建造了我国第一艘半潜式钻井平台“勘探三号”，这是一次科学的自主创

新实践。后耒20多年再也没有造这样的平台。现在，根据海洋工程的发展和需求，上海外高桥造船有限公司为中国海洋石油总公司开工兴建3000米深水半潜式钻

井平台，这标志看我国海洋工程装备制造技术的进步与发展，海洋工程领域的－次

飞跃，也预示海洋工程的春天又一次来到。

关键词：自主创新；海洋工程

一

2008年4月28日，上海外高桥造船有限公司为中国海洋石油总公司承建的3000米深水半潜式钻井平台正式开工建造。

该钻井平台为世界第六代海洋石油钻井平台，具有勘探、钻井、完井、与修井作业等多种功能，代表当今世界海洋石油钻井装备的最高水平。该项目是我国实施深水海洋石油开发战略的重点配套项目之一，並作为拥有自主知识产权的重大装备项目被纳入国家重大科技专项，也是我国继1984年成功自主研制“勘探三号”半潜式钻井平台之后，再次斥巨资设计建造的新一代深水半潜式钻井平台。无疑，这将会大大缩小我国深水钻探装备与国外先进国家的差距，也将提升我国在深水钻探装备领域的自主创新能力。

追昔撫今，倍感振奋，浮想联翩。

二

七十年代初，为捍卫我国海域主权和勘探海底油气资源的需要，原地矿部在上海成立了“六二七工程筹备组”（上海海洋石油局的前身）。与沪东造船厂和七Ｏ八所等有关单位一起开始进行海上石油钻井装置设计方案的调查研究工作。在当时的历史条件下，本着“因陋就简，小修小改，尽快建成，出海试钻”的原则，用二艘相同的尾机型三千吨级沿海货轮拚装改建一艘双体钻探船。用一个大平台把两个单体船连接在一起，船上装设一些当时国内能夠提供的配套设备，包括全套陆用石油钻机及试制的水下钻井设备和锚机等。这就是我国第一艘海上钻井浮

船——“勘探一号”。(见图1)。首次出海打钻，受到了党和国家领导人的高度重视，对“勘探一号”的试钻成功给予了高度评价和充分肯定。该钻井船在南黄海海域打了七口地质普查井。为了解南黄海的地质情况，锻炼和培养海上队伍，特别是为摸索海上浮船钻井的经验作出了一定的贡献。

坦率地说，“勘探一号”並不是一条合格的钻井船。由于当时历史条件及各种物质条件的限制，再加上对钻井船的设计与建造和海上钻井都缺乏经验，船的强度、稳性、定位、安全和防喷等一系列技术问题都未得到解决，钻井、水下、井控、测试等各项设备，都存在着严重的缺陷。尽管当时选择出海钻井的气象、海况条件还比较好，可是每一口钻井都十分困难，每遇大风，钻井船摇晃、走锚、站不稳、拉断水下设备等，安全性较差。但是，由于当时历史和技术条件的限制，作为我国自行设计建造的浮式钻井装置和海上浮船钻井的一次大胆实践，我们应该充分肯定“勘探一号”的历史作用。正是有了“勘探一号”的实践，使我们开始对海上浮船钻井工艺有了初步但又比较全面的了解，结合后来对国外资料的研究，为我国自行设计、建造新的浮式钻井装置创造了条件。也可以说，这是一次浮船钻井装置设计建造的一次自主创新的实践。

1974年底，按照国务院和地矿部有关部门的安排，由七Ｏ八所、上海船厂和上海海洋地质调查局共同组建的三结合设计组开始了“勘探三号”半潛式钻井平台的设计工作。七Ｏ八所对设计负总的技术责任，並承担主要专业的技术设计。上海船厂负责平台的施工工艺设计。海洋地质调查局在设计中对平台的使用要求负责，並承担钻井专业的全部设计工作。

“勘探三号”的设计建造历时十年，经受了各种曲折、磨难。广大设计人员、工人克服重重困难，群策群力，终于高质量的完成了任务。建造中独创的“水上合拢，浮力顶升”船体建造工艺，大型井架整体吊装工艺以及优良的焊接工艺、节点工艺等都得到国内外造船界的一致赞赏。

“勘探三号”的设计建造完全是我国自行设计和建造的。如果说“勘探一号”钻井浮船是一次“初生牛犊不怕虎”实践的话，那“勘探三号”半潜式钻井平台就是一次科学的真正意义的自主创新实践。

“勘探三号”建成之后，经过系泊试验、倾斜试验、海上拖航、抛起锚和沉浮试验之后，经船级社捡验正式交付使用。自此，“勘探三号”历经风浪，转战

我国南北海域、东南亚海域、孟加拉湾，俄罗斯萨哈林海域，为东海平湖油气田、春晓油气田、南海油气田的勘探开发和多个含油气构造和油气田的发现立下了赫赫战功。由于多年使用设备老化，现代钻井工艺的需求，再加上环保、安全、健康的严格规范要求，平台又经几次升级改造，使用性能得到明显提高，生活设施也得到了改善。完全适应国际油公司的要求。现又接新任务，目前正在我国南海海域进行钻井作业。（见图２）。

从技术角度讲，“勘探三号”钻井平台与当时世界先进水平相比，差距不大。说明我们当时在海洋钻井平台的设计与建造技术方面是接近世界先进水平的。如果我们当时抓住这个机遇，大力发展我们的海洋工程事业，我们在这一领域就会有大发展。但是由于种种原因，我们后来再也没有造过这样的平台。２０年后的今天，在这一领域，我们的差距不是缩小而是拉大了，尤其是深海勘探技术装备，我们不得不承认，差距更大。

图1 勘探一号双体钻井船图2 勘探三号半潜式钻井平台

三

２０年没有造这样的平台，当然不是一个原因，而是多种原因。有客观的，有主观的，政府对能源的战略需求和国家经济安全没有足够的关注，海洋开发的支持力度不够，投入少，海洋石油勘探开发步伐缓慢。在技术上，由于前几年国内的海洋石油钻井平台定单不多，所以，国内对其研究不够，技术储备不足。但是，国家的重视程度和体制问题我认为是最重要的原因。1998年我国石油石化行业所实施的行业整体重组是在上下游一体化的意义上进行的。几年过去后，再回头看当时的重组有很多地方值得反思。比如海上石油的勘探开发，规口只有一家，而由于当时财力物力所限，中国四个海域根本没有办法全面去勘探开发。别

家又不能搞，这势必就要影响和耽误海上石油勘探的进程。如果不是当时国务院领导和有关方面的支持，地矿部门的积极努力，上海造船界的发奋图强，半潜式钻井平台“勘探三号”就不可能造出耒，我们的海洋工程在浮船钻井装置的设计和建造技术就可能是一个空白。说得的严重一点，东海油气田的勘探开发就会滞后几年。

现在，国务院根据国家能源战略的需要，依据实际情况及时作了调正，中国石油总公司也可以“下海”了，中国海洋石油总公司也可以“上岸”了，中国石油化工集团本身就是既有陆地勘探开发的，也有海上油气勘探的，特别是新星石油公司整体拼入中石化以后。国家三大石油公司都在搞海上石油勘探，既有分工，又有互动，还有竞争。（上有发改委统一管理，当然也就不是无序的恶性竞争。）这样就形成了一个千軍进发的局面，这不能不说是一件好事。

由于油价居高不下，在高油价的刺激下，现在全世界海洋油气勘探呈高位态势。各种钻井装置的工作开动统计曲线也是一路攀升。由于勘探开发的需求旺盛，钻井装置的钻井合同较满，租赁市场也很紧张，海上钻井租不到平台。钻井平台的日租金节节升高，一般的钻井平台日租金己是20多万美元，深水钻井平台的日租金已上升到50－60多万美元。由于平台欠缺，许多七十年代末期的平台有得还在升级改造。尽管新造一条平台花钱不少，但钻井公司不得不投入巨资去新造平台, 以满足勘探开发者的需求。另外由于能源战略和开发的需要，FPSO以及LNG的需求也在不断地增加。过去，液化天然气的产量和远洋运输通常以每年平均6.5%的速度递增，近几年其增长率爬升到每年大约9%。海洋工程呈现出一派欣欣向荣的繁荣景象。有了如此旺盛的商业需求，世界各造船厂纷纷抓住这大好时机，抢接定单。

从国内情況看，我国的造船实力不断加强，造船行业的基础设施投资规模增大，己拥有一批设施完善的造船企业，而这些企业经过几年的努力，也具备建造高附加值船舶产品，包括海洋钻井平台建造的能力，也得到了世界造船业的认可。大连船厂不仅一艘接一艘地为旧平台进行升级改造，而且新造了半潜式平台、自升式平台。为中海油造的一艘适应水深400英尺的自升式钻井平台“海洋石油941”，于2006年5月31日己交付使用。（见图3）。按照计划，接着再造一艘。另外，为美国诺贝尔公司建造的作业水深3050米的半潜式动力定位钻井平台建

造项目于6月12日正式开建。目前，该厂手持同类型钻井平台合同还有几艘。3月12日中远船务工程集团有限公司与挪威Maracc公司簽下了GM4000半潜式可移动海洋钻井平台的建造合同。山海关船舶重工有限责任公司为中国石油集团海洋工程有限公司建造的“中油海3号”坐底式钻井平台5月31日完工交付。（见图4）。该平台是目前世界上最大的坐底式钻井平台，也是我国自主设计的新－代钻井平台。其它船厂也接到了钻井平台的定单。这些情况一方面说明全球海洋工程装备的市场需求旺盛，同时另一方面也说明我们的造船技术、能力己达到一定的水平，得到世界同行业的认同。但是我们也要看到这些产品绝大多数都是国外公司设计的，真正属于我们自主知识产权的较少，我们应该看到这些差距。

国外海洋工程技术装备的设计和建造几十年来一直在发展。在设计方面，各种产品己形成系列，如半潜式钻井平台的“BINGO”系列，“GV A”系列等，半潜式生产平台的“P”系列等，型号和技术都有更新，这些平台的设计基本是由为数不多的的国际专业公司设计，主要是日本、韩国、法国、挪威、新加坡等国建造。值得我们注意的是，日、韩两国经过多年的技术研发，在海洋工程领域发展较快，承接和建造了许多艘大型、先进的半潜式钻井平台和大型FPSO，世人瞩目。这也是他们成为世界造船大国、强国的主要因素之一。

图3 海洋石油941钻井平台图4 中油海3号坐底式钻井平台

海洋资源的勘探、开发和利用所需装备技术的发展是决定未来海洋优势、保证国家高新技术领域竞争优势的关键。西方各国充分地认识到其战略地位和作用，纷纷釆取各种政策和措施，保障和促进该技术领域的快速发展。我们要想真正成为造船大国、强国，海洋工程必须大力发展。

四

上海外高挢造船有限公司是一个年青的企业，但它几年的快速发展和创造的不扉业绩，在国内外获得良好的声誉。2002年1月，上海外高挢造船有限公司中标番禺油田15万吨FPSO “海洋石油111号”，建造周期仅16个月，由此成功进入海洋工程领域。后又造了“海洋石油113号”，这是我国自行设计和建造的当时最大吨位的FPSO 船，17.5万吨，用时仅15个月20天。2005年3月1日与美国康菲石油公司在北京簽定了一艘30万吨级的FPSO 船。这是迄今为止吨位最大、造价最高、技术最新的30万吨海上浮式生产储油卸油装置。经过努力已经完工，定名为“海洋石油117号”，于2007年4月30日交船。

早在前几年，上海外高桥造船有限公司就立项：“深海油气勘探和开发装备关键技术研究”，作为上海市科教兴市重大产业科技攻关项目进行研究，通过立项研究，做好技术储备。后又与有关单位联合立项，研究、设计多功能的3000米深水半潜式钻井平台。通过研制用于深海油气开发的半潜式平台，深入了解和掌握其设计和制造的关键技术，做好承接深水钻井平台的技术准备工作。2007年10月18日，上海外高挢造船有限公司为中海油承建3000米深水钻井平台在北京如愿签约。2008年4月28日，

钻井平台正式开工建造。这一项目

的设计建造，对增强我国自主创新

能力，提高我国装备制造水平，对

于缩小我国的海洋工程装备与国外

的差距，加快我国深水油气资源勘

探开发等将起到重大而深刻的影响，

也是国家综合实力的象征。

(见图5)。

该平台为世界上第六代深水半

潜式钻井平台，具有勘探、钻井、

完井与修井作业等多种功能，定名

为“海洋石油981”。作业水深10000英尺（3050米）；钻井能力12000米；可变载荷9000吨；具有智能化钻井能力。4立柱，双井架钻井系统，采用DP3

动力 图5 外高桥造3000米半潜式钻井平台

定位系统，也备有12点的深水锚泊定位系统。可以在45海里／小时的风速下正常作业，在109海里／小时的风速下生存。该平台是由美国Friede Goldman公司进行初步设计，中船集团公司七Ｏ八研究所和上海外高桥造船有限公司联合承担详细设计与生产设计。

中石油也在紧锣密鼓地筹划深水钻井平台，他们筹措资金，调兵遣将，与国内知名院所和学校合作，研究和设计先进的深水半潜式钻井平台。目标很明確，就是对准南海的深水区块和海外市场。据悉，他们研究和设计的深水半潜式钻井平台具有当代国际先进水平，拥有自主知识产权。该平台拟定的性能参数与中海油建造中的深水钻井平台相类似：适应水深3000米，最大钻井深度12000米，双井架糸统，具有钻井、完井、修井等功能。所不同的是重要设备采用国产化以及先进的制造技术。另外他们最主要的就是通过设计和制造，培养一批深水半潜式钻井平台的研究、设计、建造的技术人才，组建一支“产、学、研”的骨干队伍，志在打破国外技术垄断，实现我国深水油气勘探技术跨越式发展，为我国深水油气资源勘探开发技术和装备自主研发和可持续发展奠定技术基础。

中石化虽然没有明確要搞深水钻井平台，但是，在南海的油气勘查登记区块是深水区，再加上国外购买的油气田也是深水区域，这就迫使他们不得不对深水油气勘探和开发技术进行研究。目前也在做深水钻井平台的调研工作，做设计和建造钻井平台的前期准备工作。另外，有关企业、科研院所对FPSO、LNG、LPG、VLCC、海洋地质调查船、地球物理地震船、海洋救助船、守护船、三用工作船、铺管船、大型起重船等等，都在研发和制造。

面对这样的形势，实为振奋和鼓舞。我们似乎深切的感受到，海洋工程的春天又一次来到了。我们一定要抓住这一大好机遇，密切合作，群策群力，学习世界先进技术，共同进行技术攻关，把3000米深水半潜式钻井平台等一些高科技的技术装备工程完成好，以填补我们在这一领域的空白。使我们的海洋工程走上自主创新和可持续发展的道路。

作者简介：亢峻星，男，教授级高工。1943年生，长期从事海洋工程，海上石油勘探，装备设计，设备管理工作。

深水半潜式钻井平台总体强度分析_白艳彬

第25卷第2期2010年4月 中国海洋平台 CHI NA O FFS HO RE PL A T FO RM V ol .25N o .2A pr .,2010 收稿日期:2009-10-09 基金项目:国家(八六三)项目“3000m 水深半潜式钻井平台关键技术研究”(2006AA09A103)作者简介:白艳彬(1983-),男,硕士研究生,主要从事船舶与海洋工程结构物强度及疲劳强度研究。 文章编号:1001-4500(2010)02-0022-06 深水半潜式钻井平台总体强度分析 白艳彬,　刘　俊,　薛鸿祥,　唐文勇 (上海交通大学,上海200240) 摘　要:以某新型第六代深水半潜式钻井平台为分析对象,依据三维绕射理论计算波浪诱导载荷与运动,采用谱分析法确定设计波参数,进行了自存、作业等装载情况下21个波浪工况的波浪载荷预报,并建立三维有限元模型完成了平台结构总体强度分析。结合波浪载荷预报及结构分析结果,提出了计算工况选取原则及控制总体强度的关键因素,可为今后深水半潜式平台的结构设计、总体强度分析、选取疲劳强度典型节点及形式优化提供参考。 关键词:深水半潜式平台;强度;波浪载荷;工况选取中图分类号:U 661.43 文献标识码:A Global Strength Analysis of A Deepwater Semi -Su bmersible Platform BA I Yan -bin ,　LIU Jun ,　XU E Hong -xiang ,　TA NG Wen -yong (Shang hai Jiao Tong University ,Shanghai 200240,China ) Abstract :Global streng th analysis of a six th generation deep -w ater semi -subm ersible platform is demo nstrated in this paper .Wave induced loads and platform motion are calculated by means of three -dimensional diffraction metho d .The parame ters o f desig n w ave are o btained by spectrum analy sis method .Wave load prediction of 21w ave load conditio ns in three differ -ent situatio ns is described .A t the same time ,three -dimensional FEM model is established to analy ze structure g eneral streng th of the platfo rm .Combining w ith w ave load prediction and structure analy tic results ,principles of condition selection and key facto rs w hich co ntro l g en -eral streng th are put fo rw ard .Such co nclusions w ill be as some refe rences to design ,structur -al streng th analy sis ,selectio n of typical nodes for fatig ue assessment and structure optimiza -tio n in the future . Key words :deep -w ater semi -submersible platfo rm ;general streng th ;w ave load ;condi -tio n selection 0　引言 新型半潜式钻井平台在抗风浪能力、甲板变载能力、工作水深、钻井深度以及多功能作业(钻井、完井、试油、生产、修井、起重和铺管)等方面与另外两种主流的深水平台Spar 、T LP 相比,有着明显的比较优势,这使

JPH-373井钻井工程设计(有导眼)

鄂尔多斯盆地杭锦旗东胜气田锦58井区JPH-373井钻井工程设计 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司 二○一七年八月

鄂尔多斯盆地杭锦旗东胜气田锦58井区JPH-373井钻井工程设计 设计单位：华北油气分公司石油工程技术研究院设计人： 初审人： 审批单位：华北油气分公司 审核人：梁文龙 审批人： 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司 二○一七年八月

设计审批意见 原则同意该设计，同时提出以下要求，请一并执行。 1、本井施工斜导眼完后，着陆点深度均要根据地层变化作相关调整。为加快作业 进度对回填部分斜导眼的轨迹符合率在满足中靶前提下不做严格要求；钻穿导眼目的层后，可根据快速钻进需要改变钻井方式和钻具组合。 2、二开下技术套管间隙较小，井队和固定队应根据实钻情况制定完善的通井、下 套管及固井措施；钻井过程中出现漏失的，下套管前通井需堵漏并做不低于3MPa的承压试验，否则不能下套管，确保固井质量符合要求，特别注意下完套管后固井前循环钻井液排量要控制在环空返速在1.2m/s以上。 3、技术套管固井前钻井队充分作好井眼准备工作，通井正常后方可进行下套管作 业，水泥浆性能试验要取现场水质进行检测。 4、本井完井管柱结合实钻情况和投产方式另行通知。 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司 2017年8月

目录 1.设计依据 (1) 2.地质概况 (2) 3.井身结构及套管程序 (6) 4.井眼轨道设计 (8) 5.测量方案及轨迹计算方法 (13) 6.钻井设备及管理要点 (14) 7.钻具组合及强度校核 (16) 8.钻井完井液设计 (21) 9.钻头及钻井参数设计 (26) 10.钻开水平段目的层技术措施 (27) 11.井身质量要求 (27) 12.固井设计 (28) 13.油气井压力控制 (33) 14.复杂情况对策 (47) 15.健康、安全与环境管理要点 (49) 16 弃井要求 (52) 17 风险识别及削减措施 (54) 18.施工进度预测 (57) 19.钻井主要材料计划 (57) 20.资料提交 (58) 附录1：工程应急预案 (59)

海洋深水钻井钻井液技术

海洋深水钻井钻井液技术 深水钻井一般指在海上作业中水深超过900m的钻井；水深大于1500m时为超深水钻井，近年来随着海洋石油储量开采比例的不断增加，海洋石油勘探逐步向深水区发展。然而，深水钻井所涉及的钻井环境温度低、钻井液用量大、海底页岩稳定性、井眼清洗、浅水流动、浅层天然气及形成的气体水合物等问题，给钻井、完井带来严峻的挑战。 1.深水钻井带来的主要问题 与浅水区域相比，深水钻井面临的主要问题有以下几个方面：①井壁稳定性;②钻井液用量大；③地层破裂压力窗口窄；④井眼清洗；⑤低温下钻井液的流变性；⑥浅层天然气与形成的气体水合物。这些问题给钻井工艺带来了许多困难，同时对钻井液提出了更高的要求。 1.1 海底页岩的稳定性 在深水区中，由于沉积速度、压实方式以及含水量的不同，海底页岩的活性大。河水和海水携带细小的沉积物离海岸越来越远，由于缺乏上部压实作用，胶结性较差，易于膨胀、分散，导致过量的固相或细颗粒分散在钻井液中。如通过稀释或替换钻井液来控制钻井液的低密度钻井液的低密度固相的含量，必将需要大量钻井液。因此，针对海底页岩稳定的问题，采取了加入一定量的页岩稳定剂的措施。如在深水钻井液中加入无机盐（NaCl、CaCl2）和具有浊点的聚合醇、以达到增强页岩稳定性的目的。 1.2 钻井液用量大 实践证明，在深水钻井作业中的钻井液量远远大于其它同样深度但钻井条件不同的井，因为海洋钻井需要采用隔水管、隔水管体积一般高达159m3，加上平台钻井液系统，所以钻井液需要用量比其他同样深度但钻井条件不同井大得多。钻井中为了避免复杂情况的发生，一般多下几层套管，因此所需的井眼直径也相应增大。深水钻井时应配备3台高频率振动筛，以及大流量的除砂器和除泥器等固控设备，在非加重的钻井液中，固相的有效清除率大于75%，将钻井液中的钻屑含量控制在适当的范围内，可节省大量的钻井费用。 1.3 井眼清洗 深水钻井时，由于开孔直径、套管和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井眼的目的。因此，对钻井液清洗井眼的能力提出高要求，一般采用稠浆清洗、稀浆清洗、联合清洗、增加低剪切速度粘度，以及有规律地短程起下钻等方法，均有助于钻井过程中钻屑的清除。使用与钻井过程中钻井液粘度不同的钻井液清除钻屑效果较明显，比如使用稀浆钻进，稠浆清洗钻屑。 1.4 浅层气与气体水合物 深水钻井遇到的主要问题之一是浅层气砂岩引起的气体水合物的生成。一般在钻井液管线中发现生物气（沼气）并不算大问题。但是在深层发现含气砂岩则会引起大问题。因为对砂岩地层来说，浅层一般多是含有重油的非胶结性地层，而深层则是含有气体的低渗透率的硬质地层。在深水钻井作业中，气体水合物的形成不仅是一个经济问题，更是一个安全问题因为这种气体水合物是堵塞气体传输管线的主要原因。气体水合物类似冰的结构，主要由气体分子和水分子组成，外观上看起来类似于脏水。但是它在性质上又不象冰，如果压力足够，它可以在0℃以上形成。在深水钻井作业中，海底较高的静水压力和较低的环境温度进一步增加了生成气体水合物的可能性，尤其是节流管线、钻井隔水导管以及海底的井口里，一旦

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有关半潜式钻井平台的概述 （A13船舶4；李庆宽；130305432） 摘要：海洋里具有极其丰富的自然资源，半潜式钻井平台作为一种能够在深水区 作业的海洋平台，对海洋资源的开发至关重要，本文主要介绍半潜式平台的发展历史和现状，分析其结构特点，简述其工作原理和适用条件及有关半潜式钻井平台最新技术的应用等 关键词：半潜式钻井平台，定位方式，工作水深 Abstract: the ocean is extremely rich in natural resources, as a semi-submersible drilling platform can zone assignments in the deep ocean platform, is very important to the development of the Marine resources, this paper mainly introduces the development history and status quo of semi-submersible platform, analysis its structure characteristics, describes its working principle and applicable conditions and relevant semi-submersible drilling platform the application of the latest technology, etc Keywords: semi-submersible offshore platform, positioning , the working depth 引言：自工业革命以来人类社会经历了几千年以来从未有过的跨越式发展，生产的社会化和工业化推动着人类不断的向前发展，各种类型的能源为工业化的生产提供了动力保障，然而人类社会的发展严重依赖石油，天然气等能源，近几十年来，随着陆地资源的日益枯竭以及人类社会运行和发展对能源的巨大需求已迫使人类将能源开发伸向海洋，并逐渐形成了从前海到深海的开发顺序和梯度。在这种背景下，半潜式钻井平台作为一种能够在深水甚至是超深水域作业的海洋平台，自然有其至关重要的作用。 半潜式钻井平台工作原理和适用条件 半潜式平台作为一种被广泛使用的海洋平台，可以依靠本身的浮力和动力装置（或有其他设备提供动力）进行移动，稳性主要依靠稳性立柱，半潜式海洋钻井平台不仅可以在深水区作业，而且可以在浅水区作业。 半潜式平台由上壳体和下壳体或柱靴组成，下壳体或柱靴与上壳体的连接依靠稳性立柱来实现，同时立柱为平台提供足够的浮力作为支撑。随着平台作业区域的改变，半潜式平台的状态也发生改变，在深水区作业时，平台处于半潜状态，在浅水区作业时，平台的下部沉入水底。 早期的海洋平台的抗风浪能力较差，人们为克服这个缺点，发展了半潜式钻井平台。半潜式钻井平台具有很好的运动性，由于海上的波浪大多分布在水表面，海水深处波浪很少，故当半潜式钻井平台处于半潜状态时，可以有效减少平台所受的波浪力，为了增加平台的稳定性，通常采用稳定的大立柱同时增大立柱间的距离，利用外力互相抵消原理减小平台运动。使之即使在恶劣的环境下也能高效，安全的作业。 半潜式平台发展历史和现状 20世纪60年代初期，世界上第一座半潜式钻井平台诞生，至今为止已经发展了6代产品，其工作水深也由第一座平台的100米增加到如今的3000米，钻井深度也不断增加。 第一座半潜式钻井平台的作业范围为90-180米，定位系统采用的是锚泊。Ocean Driller是世界上首座半潜式钻井平台，下浮体有三根立柱，甲板的形状是Ｖ形。后来也相继生产了Rig

海洋石油981深水半潜式钻井平台

海洋石油981深水半潜式钻井平台 海洋石油981深水半潜式钻井平台，于2008年4月28日开工建造，是中国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台，由中国海洋石油总公司全额投资建造，整合了全球一流的设计理念和一流的装备，是世界上首次按照南海恶劣海况设计的，能抵御200年一遇的台风；选用DP3动力定位系统，1500米水深内锚泊定位，入级CCS（中国船级社）和ABS （美国船级社）双船级。 2014年7月15日，“海洋石油981”钻井平台已结束在西沙中建岛附近海域的钻探作业，按计划顺利取全取准了相关地质数据资料。2014年8月30日，深水钻井平台“海洋石油981”在南海北部深水区陵水17-2-1井测试获得高产油气流。据测算，陵水17-2为大型气田，是中国海域自营深水勘探的第一个重大油气发现。 香港《大公报》5日发文称，这是981钻井平台首次前往印度洋海域作业。中国南海研究院海洋法律与政策研究所副所长康霖指出，预计这次981钻井平台前往印度洋是中国和新加坡等国签署的商业合作项目。他强调，商业合作没有国界之分，因此981钻井平台此行不涉及主权和管辖权问题。 越南《年轻人报》称，中国“海洋石油981”钻井平台于去年5月2日被部署在“越南海域”，引发中越双方海警和渔船长达两个月的激烈冲突。7月中旬中国撤走钻井平台。之后，两国一直试图通过高层互访修复双边关系。美国独立东南亚政治分析师扎卡里-阿布扎说：“现实情况是，中国既没有做出让步，也没有撤回对南海的主张。中国拒绝停止强化其主权主张的一切行动。事实上，中国反而加快了步伐。” “为什么说缓和南海局势在2015年是可能的”，《菲律宾星报》6日发文称，美国肯塔基大学外交学者法利近日在《外交学者》杂志发文认为，随着油价下跌，世界石油市场转为出口导向型，这将影响中国和相关东南亚国家对南海经济开发前景的预期，使南海石油勘探的吸引力降低，最终促使南海局势缓和。

钻井工程课程设计报告书

表A-1 钻井工程课程设计任务书 一、地质概况29： 井别：探井井号：设计井深：3265m 目的层： 当量密度为：g/cm3 表A-2设计系数 石工专业石工（卓越班）1201班学生：木合来提.木哈西

图A-1 地层压力和破裂压力

一．井身结构设计 1.由于该井位为探井，故中间套管下深按可能发生溢流条件确定必封点深度。 由图A-1得，钻遇最层压力当量密度ρpmax=1.23g/cm3，则设计地层破裂压力当量密度为：ρfD=1.23+0.024+3245/H1×0.023+0.026. 试取H1=1500m，则ρfD=1.23+0.024+2.16×0.023+0.026=1.33 g/cm3, ρf1400=1.36 g/cm3> ρfD 且相近，所以确定中间套管下入深度初选点为H1=1500m。验证中间套管下入深度初选点1500m是否有卡钻危险。 从图A-1知在井深1400m处地层压力梯度为1.12 g/cm3以及320m属正常地层压力，该井段最小地层压力梯度当量密度为1.0 g/cm3。 ΔP N=0.00981×(1.10+0.024-1.0)×320=0.389<11MPa 所以中间套管下入井深1500m无卡套管危险。 水泥返至井深500m。 2.油层套管下入J层13-30m，即H2=3265m。 校核油层套管下至井深3265m是否卡套管。 从图A-1知井深3265m处地层压力梯度为1.23 g/cm3，该井段的最小地层压力梯度为1.12g/cm3，故该井段的最小地层压力的最大深度为2170m。 Δp a=0.00981×（1.23+0.024-1.12）×2170=2.85Mpa<20 Mpa 所以油层套管下至井深3265m无卡套管危险。 水泥返至井深2265m。 3.表层套管下入深度。 中间套管下入井深1500处，地层压力梯度当量密度为1.12 g/cm3，给定溢流数值

深水钻井的难点及关键技术

深水钻井的难点及关键技术 随着油气资源的持续开采, 陆地未勘探的领域越来越少, 油气开发难度越来越大。占地球面积70%以上的海洋有着丰富的油气资源, 油气开发重点正逐步由陆地转向海洋, 并走向深海。目前, 国外钻井水深已达3000 m 以上, 而我国海上油气生产一直在水深不足500 m 的浅海区进行, 我国南海拥有丰富的油气资源但这一海域水深在500~ 2 000m, 我国目前还不具备在这样水深海域进行油气勘探和生产的技术。周边国家每年从南沙海域生产石油达5 000×10 4 t 以上, 相当于我国大庆油田的年产量, 这种严峻的形势迫使必须加快我国南海等海域的深水油气勘探开发。石油工业没有关于“深水”的预先定义。“深水”的定义随时间、区域和专业在不断变化。随着科技的进步和石油工业的发展，“ 深水”的定义也在不断发展。据2002 年在巴西召开的世界石油大会报道，油气勘探开发通常按水深加以区别：水深400m 以内为常规水深 400m-1500m 为深水，超过1500m 为超深水。但深度不是唯一的着眼点，只要越过大陆架，典型的深水问题就会出现。一、深水钻井的难点 与陆地和浅水钻井相比, 深水钻井有着更为复杂的海况条件面临着更多的难题, 主要表现在以下几个方面。 1、不稳定的海床由于滑坡形成的快速沉积，浊流沉积，

陆坡上松软的、未胶结的沉积物形成了厚、松软、高含水、未胶结的地层。这种地层由于沉积速度、压实方式以及含水量的不同，所以它们的活性很大，给导管井段的作业带来了很大困难。河水和海水携带细小的沉积物离海岸越来越远，这些沉积物由于缺乏上部压实作用，所以胶结性差。 在某些地区，常表现为易于膨胀和分散性高，这将会导致过量的固相或细颗粒分散在钻井液中。 2、较低的破裂压力梯度 对于相同沉积厚度的地层来说，随着水深的增加，地层的破裂压力梯度在降低，致使破裂压力梯度和地层孔隙压力梯度之间的窗口较窄，容易发生井漏等复杂情况。在深水钻井作业中，将套管鞋深度尽可能设置得深的努力往往由于孔隙压力梯度与破裂压力梯度之间狭小的作业窗口而放弃。结果，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。有的井甚至没有可用的套管而没有达到最 终的钻井目的。 3、气体水合物的危害 气体水合物是气体（甲烷、天然气、CO2 、N2 等）和水在一定条件（高温、高压）下形成的类似于冰物质。气体水合物在深水钻井作业中常常会遇到，通常在超过250m 水深的海域都会形成水合物, 一旦形成很难去除。气体水合物是一 种潜在的危害, 生成时结冰堵塞管汇, 气化时生成大量气

海洋石油深水钻完井技术概述

海洋石油深水钻完井技术概述 摘要：深水区海洋环境恶劣，台风和孤立内波频发，深水钻完井工程设计和作业难度大、风险高。在充分借鉴我国浅水钻井设计和国外深水钻完井设计及施工经验的基础上，研究并提出了深水钻完井设计的技术流程与工作方法，逐步形成了深水技术、深水科研、深水管理的三大体系，克服了深水特殊环境条件下的技术挑战和作业难题，满足了深水油气钻完井安全、高效的作业要求，具备了国内外深水自主作业能力。 关键词：深水；钻完井；作业实践；超深水跨越 目前，世界各国高度重视深水油气的勘探与开发，以BP、Shell、Petrobras 等为代表的油公司和以Transocean等为代表的服务公司掌握了深水钻井完井关键技术，主导着深水油气勘探开发作业。我国南海是世界四大油气聚集地之一，其中70%蕴藏于深水区。深水是挑战当今油气勘探开发技术和装备极限的前沿领域，尤其是在恶劣海洋环境下，如何安全、高效地开展深水钻完井作业成为了业界极为关注的焦点[1-3]。因此，研究深水钻完井所具有的特点，把握其发展趋势，对于促进我国石油工业可持续发展、增加油气产量、保障能源安全具有重要意义。1深水钻完井设计面临的挑战 在深水环境钻完井难度很大，深水钻完井设计不同于常规水深的钻完井设计，主要面临以下几个方面的挑战： 2.1深水低温 海水温度随水深增加而降低，深水海底温度通常约为4℃，海水的低温可以影响到海底泥线以下约数百米的岩层[4]。低温带来的问题主要包括：海水低温环境使隔水管中的钻井液流变性发生变化，在该温度下容易形成水台物，而且这样低的温度的对于钻井液和水泥浆的物理性质有很大的不利影响。会使钻井液的黏度和密度增大，钻井液的黏度增大可产生凝胶效应，在井筒流动中产生较高摩擦阻力，增大套管鞋处地层被压开的风险。容易引起钻井液稠化，使其流变性变差。低温还会延缓水泥水化导致水泥胶凝强度和水泥石抗压强度发展缓慢，流体易侵入水泥基体，容易造成油、气、水窜，后续作业无法顺利进行，影响固井质量。 2.2浅层气和浅层流

海洋石油钻采装备与结构 第八章 钻井船

第八章钻井船 第一节钻井船简介 1 .钻井船的概念 钻井船（drilling ship）是深海石油开采工艺过程中最为重要的工具之一。通常所提到的钻井船是指用于在水上钻井并可以移动的船。这种船在钻井时漂浮在水上，适于深水作业；采用锚泊系统或动力定位系统，使船锚碇于海底井口上方进行钻井；大多数将井架设在船的中央，以减少船体摇荡对钻井工作的影响；多具有自航能力。而无自航能力的钻井船又称为“钻井驳”。 2. 钻井船的分类 钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设 备。平台是靠锚泊或动力定位系统定位。其大致分类如下： 1）按其推进能力分:有自航式和非自航式； 2）按船型分:有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井； 3）按定位分:有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。 3. 钻井船的优缺点 早期形式为钻井驳船，多用旧船改装，只适用于浅海风浪较小的海 域。现代钻井船多为专门设计，全部钻井和生活设施都在船上，能自航 并有向大型化发展的趋势。其主要优缺点如下： 1）优点：移动灵活、适应水深大、自持能力强、载重储藏量大等。 2）缺点：建造成本较大，建造周期长； 受风浪影响大、稳定性差、开工率较低等。 从以上缺点中我们可以看出浮船式钻井装置船身浮于海面，易受波 浪影响，可以采取的技术措施有： ①设减摇水舱以减轻船的摇摆，但效果不明显； ②采用中间锚泊系统。船中间有一个可转动的大圆筒,筒上安钻机、井架 等，筒下用锚链与海底连接，船可围绕圆筒旋转，使之常处于迎风迎 浪的位置以减少船的摇摆和位移； ③安装一套水下器具，包括柔性接头、伸缩钻杆和升沉补偿装置等，以 适应钻井船的摇摆、位移和升沉；

深水钻井液技术现状与发展趋势

深水钻井液技术现状与发展趋势 文/邱正松赵欣，中国石油大学 引言 深水已成为国际油气勘探开发的重点区域。深水钻井液技术作为深水油气开发的关键技术之一，需解决深水复杂地层井壁失稳、低温流变性调控、天然气水合物的生成等技术问题。由于深水钻井液技术难度大，风险高，目前主要由国外技术服务公司垄断。中国深水钻井液技术尚处于起步阶段，与国外先进水平存在很大差距。笔者对深水钻井液面临的技术问题及对策进行全面分析，总结深水钻井液体系研究与应用进展以及中国深水钻井液技术研究现状，并对深水钻井液技术的发展趋势进行了展望，以期把握先进深水钻井液技术动向，对中国深水钻井液技术的发展起到一定的参考与借鉴作用。 1 深水钻井液面临的主要技术问题及对策 与陆地和浅水相比，深水钻井液面临着许多特殊的技术问题，包括深水地质条件的复杂性、钻井液低温流变性调控、天然气水合物的生成、井眼清洗问题及环保问题。 1.1 深水地质条件的复杂性 1.1.1 海底疏松地层井壁失稳与井漏问题 由于深水沉积过程中部分上覆岩层由海水代替，造成地层欠压实，孔隙压力大，胶结性差，海底泥页岩易膨胀、分散。欠压实作用下地层破裂压力低，导致钻井液的安全密度窗口变窄，易出现井漏等问题。 海底浅部地层通常存在数百米厚的硅质软泥，含水量为50%～70%，其物理性质类似于牙膏，剪切强度低，地层承载力差，易引发井壁失稳。 1.1.2 天然气水合物地层分解问题 由于天然气水合物可稳定存在于深水高压低温环境中，钻井过程中不可避免地钻遇赋存天然气水合物地层。由于钻具的机械扰动以及钻井液的侵入和传热作用等因素，井壁周围地层压力和温度的变化导致地层中的水合物分解，地层强度降低，引发井壁坍塌。此外，水合物分解释放大量气体和少量的水，增加了井壁地层的含水量和地层孔隙压力，引发井壁失稳；而大量的气体进入井筒易引起井涌或井控问题。 1.1.3 深水厚盐岩层井壁失稳问题

2015钻探与钻井工程课程设计

《钻探与钻井工程》课程设计 一、课程安排: 本学期按照课程设计要求完成课程设计作业。一律打印。 二、课程内容与要求 1 掌握钻探与钻井及完井工程设计流程和设计规范、格式； 2 掌握井身结构的设计方法； 3 掌握钻进工具的选用及钻探参数的设计计算； 4掌握固井工程设计方法，包括套管柱强度设计、注水泥设计等； 三、考核方式及成绩评定 课程设计的成绩为百分制，课程考核标准组成： 1．格式、规范10分 评分依据：工程设计规范 评分标准：10＊符合程度％ 2．设计的依据与原则准确性30分 评分依据：工程设计依据与原则 评分标准：30＊符合程度％ 3 . 过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性30分 评分依据：参数符合工程实际;计算过程可靠 评分标准：30＊符合程度％ 4. 结果准确性30分 钻探与钻井工程概述 钻探：以钻孔取样的方式（包括工作有：钻探、取心、测井、维护孔壁、封孔等）。探查地下地质信息（地质资料，水文资料，矿产信息）钻井：以钻孔的方式，开发地下资源（包括油、气、水、地热、煤、各类盐碱），从勘探直到开采出来的整个过程与其中所涉及的设备、工艺和关键技术。具体包括：钻头与钻柱、喷射钻井、优选参数钻进、井斜及控制、定向钻井、地层压力检测与井控技术、固井与完井及钻井新技术等。为将来学生毕业后从事这些领域的工作打下坚实基础

设计大纲（目录） 一、地质设计摘要 二、井身结构设计 三、固井工程设计 1．套管柱强度设计； 2．套管柱管串结构及扶正器安放； 3．水泥及水泥浆设计； 4．注水泥浆及流变学设计； 四、钻柱设计 五、钻井设备选择 六、钻井液设计 七、钻进参数设计 1．机械破岩参数设计（包括钻头选型，所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速）（√）； 2．钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求） 3．水力参数设计（√）； 4．钻柱与下部防斜钻具结构（√）； 八、下部钻具组合设计 九、油气井控制 十、各次开钻或分井段施工重点要求 十一、地层压力监测要求 十二、地层漏失试验 十三、油气层保护 十四、完井井口装置 十五、环保要求 十六、钻井进度计划 十七、成本预算

深水石油钻井技术现状及发展趋势

文章编号:1000-7393(2008)02-0010-04 深水石油钻井技术现状及发展趋势3 杨　进1　曹式敬2 (1.中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京　102249; 2.中国海洋油田服务股份有限公司钻井事业部,北京　101149) 摘要:随着世界深水油气资源不断发现,近几年来深水钻探工作量越来越大。随着水深的增加和复杂的海况环境条件,对钻井工程提出了更高的挑战,钻井技术的难度越来越大。从目前国内外深水钻井实践出发,对深水的钻井设备、定位系统、井身结构设计、双梯度钻井技术、喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、钻井液和固井工艺技术和钻井隔水管及防喷器系统等关键技术进行了阐述,对深水的钻井设计和施工进一步向深水钻井领域发展具有重要导向作用。 关键词:深水钻井;钻井设备;关键技术 中图分类号:TE21;TE24 文献标识码:A Curren t situa ti on and develop i n g trend of petroleu m dr illi n g technolog i es i n deep wa ter Y ANG Jin1,CAO Shijing2 (1.MO E Key Laboratory of Petroleum Engineering in China U niversity of Petroleum,B eijing102249,China; 2.D rilling D epart m ent of China O ffshore O ilfield Services L i m ited,CNOOC,B eijing101149,China) Abstract:A s more and more oil and gas res ources are discovered in deepwater world wide,the deep water drilling has become more and more in recent years.It requires more on drilling engineering and drilling technol ogies due t o the increased water dep th and comp licated marine conditi ons.Based on the p ractice in deep water drilling both at home and abr oad,s ome key technol ogies are dis2 cussed in this paper,including the drilling equi pment,the positi oning syste m,the casing p r ogra m design,the dual-gradient drilling technol ogy,the technol ogy of jetting and l ower circuit,the dyna m ic killing and drilling technol ogy,the technol ogy of annulus p ressure detecti on while drilling,the technol ogy of drilling fluid and ce menting,the drilling raiser technol ogy,and the bl owout p reventer sys2 te m.A ll the technol ogies p lay an i m portant r ole in enabling drilling design and constructi on t o expand int o deep water. Key words:deep water drilling;drilling equi pment;key technol ogy 全世界未发现的海上油气储量有90%潜伏在水深超过1000m以下的地层,所以深水钻井技术水平关系着深海油气勘探开发的步伐。对于海洋深水钻井工程而言,钻井环境条件随水深的增加变得更加复杂,容易出现常规的钻井工程难以克服的技术难题,因此深水钻井技术的发展是影响未来石油发展的重要因素。 1　国内外深水油气勘探形势 全球海洋油气资源丰富。据估计,海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%,累计获探明储量约400×108t,探明率30%左右,尚处于勘探早期阶段。据美国地质调查局(USGS)评估,世界(不含美国)海洋待发现石油资源量(含凝析油)548×108 t,待发现天然气资源量7815×1012m3,分别占世界待发现资源量的47%和46%。因此,全球海洋油气资源潜力巨大,勘探前景良好,为今后世界油气勘探开发的重要领域。 随着海洋钻探和开发工程技术的不断进步,深水的概念和范围不断扩大。目前,大于500m为深水,大于1500m则为超深水。据估计,世界海上44%的油气资源位于300m以下的水域,其中,墨西哥湾深水油气资源量高达(400～500)×108桶油当量,约占墨西哥湾大陆架油气资源量的40%以上, 第30卷第2期 石油钻采工艺 Vol.30No.2　2008年4月 O I L DR I L L I N G&PRODUCTI O N TECHNOLOGY Ap r.2008　 3作者简介:杨进,1966年生。1989年毕业于石油大学(华东)钻井工程专业,现从事油气钻井工程研究工作,教授,本刊编委。电话:010 -89733204。

深水钻井关键装备现状与选择

万方数据

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。４’石油矿场机械２００９年１０月 触面也进?步加大。凶此随着作业水深的增加，水下 井ＩＩ也变得越来越大，压力等级、抗弯能力、町悬挂 套管质垦和数最对各种套管层序的适川性、操作性 和安全町靠性等性能指标也越来越高。 ４结语 走向深水既足提高油气产量的需求，也是全球 海洋石油发展的趋势。深水浮式钻井装置、隔水管 系统和水下井ＩＩ等是进行深水钻井的必要装备。深 水钻井区别于浅滩和陆地钴升作、Ｉｋ，所需装备的没 计、制造难度很大，国外涉足深水领域已有几十年的 历程，深水钻井装备已成为成熟技术。依靠进ｆｌ深 水作、Ｉｐ装备，小但耗费人量资会。在关键技术上也受 制于人，严重制约着我国深水石油开发进度，因而展 开相关研究工作已迫在眉睫。 图１水卜．井１１系统 临时导向基座用于定井位，是首先下入的设备，坐在海底泥线卜；永久导向基座安装在临时导向基座之上，通过连接在导向柱上的导向绳引导后续Ｊ二具的入井及设备的安装；０７６２ｍｍ（３０ｉｎ）导管头悬挂导管坐落在永久导向基座内，用专用下入工具随永久导向基座同时下入；０４７６．２５ｍｍ（１８％ｉｎ）高压井［Ｉ头下部连接表层套管，坐落在导管头内，通过液压连接器连接水下防喷器；各层技术套管通过套管挂和密封总成悬挂在高压井ＩＩ头内。 深水条件下对水下井【１的选择主要考虑井筒中需要悬挂的套管层序、套管尺寸和连接方式、抗弯曲能力、压力级别、可悬挂的最大套管质鼍等。在没计的前期，需要对海况条件下井口呵能受到的钻井隔水管、防喷器组上部质量以及可能的轴向力和弯矩进行分析，尤其是采用动力定ｆ《》＝时，钻井船偏离井口或紧急情况下进行紧急解脱时。防喷器组和水下井口头可能会承受很大的弯矩∽。…。 井口头压力级别的选用应与防喷器一致，主要根据地层压力的情况，通常选用６９ＭＰａ（１００００ｐｓｉ）或１０３ＭＰａ（１５０００ｐｓｉ）压力等级，在一些特殊情况下，也可选用１３８ＭＰａ（２００００ｐｓｉ）。抗弯曲能力在２７１０～９４８４ｋＮ?ｍ（２０００～７０００ｋｌｂ?ｆｔ）。常规水下井口的抗弯曲能力在３３８７～４０６５ｋＮ?ｍ（２５００～３０００ｋｌｂ?ｆｔ）。井［１头的抗弯能力与高压井ｆｌ头的壁厚相关，典型的高压井口头的外径大约是０６８５．８ｍｍ（２７ｉｎ）。为了获得较高的抗弯能力，高压井口的外径不断增加，而且与低压井口的接参考文献： ［１］ＰｅｔｔｉｎｇｉｌｌＨＳ，ＷｅｉｍｅｒＰ．Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅｄｅｅｐｗａｔｅｒｅｘ—ｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ：ｐａｓｔ，ｐｒｅｓｅｎｔａｎｄｆｕｔｕｒｅ ［－ＣＪ／／Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ：２１ｓｔＡｎｎｕａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｎｆｅｒ— ｅｎｃｅ，２００１． Ｉ－ｚ］赵政璋。赵贤正，李景明，等．国外海洋深水油气勘探发展趋势及启示ＬＪ］．中国石油勘探，２００５。１０（６）：７１— ７６． ［３］兰洪波，张玉霖，菅志军，等．深水钻井隔水管的应用及发展趋势［Ｊ］．石油矿场机械。２００８，３７（３）：９６—９８． １－４＿］杨进，曹式敬．深水石油钻井技术现状及发展趋势［Ｊ］．右油钻采工艺。２００８，３０（２）：１０１３． ［５］方华灿．海洋深水双梯度钻Ｊ｛：用水下装备［Ｊ］．石油矿场机械，２００８，３７（１１）：１－６． ［６］陈国明，殷志明，许亮斌。等．深水双梯度钻井技术研究进展［Ｊ］．石油勘探与开发，２００７，３４（２）：２４６－２５１．［７］ＳｍｉｔｈＫＩ．，（；ａｕｋ人Ｄ，ＷｉｔｔＤＥ．ｅｔａ１．Ｓｕｂｓｅａｍｕｄｌｉｆｔｄｒｉｌｌｉｎｇｊｏｉｎｔｉｎｄｕｓｔｒｙｐｒｏｊｅｃｔ：ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇｄｕａｌｇｒａｄｉｅｎｔ ｄｒｉｌｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔＯｉｎｄｕｓｔｒｙＬＯ］．ＳＰＥ７１３５７，２００１．［８］ＳｃｈｕｍａｃｈｅｒＪＰ，ＤｏｗｅｌｌＪＤ，ＲｉｂｂｅｃｋＩ．Ｒ．ｅｔａ１．ＳｕｂｓｅａＭｕｄＬｉｆｔＤｒｉｌｌｉｎｇ（ＳＭＤ）：ｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｆｏｒ ｔｈｅｆｉｒｓｔｓｕｂｓｅａｆｉｅｌｄｔｅｓｔｏｆａｆｕｌｌｓｃａｌｅｄｕａｌｇｒａｄｉｅｎｔ ｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｔｇｒｅｅｎｃａｎｙｏｎ１３６，ＧｕｌｆｏｆＭｅｘｉｃｏ ［Ｇ］．ＳＰＥ７１３５８，２００１． Ｉ－９］ＥｇｇｅｍｅｙｅｒＪＣ，ＡｋｉｎｓＭＥ，ＢｒａｉｎａｒｄＰＥ。ｅｔａ１．Ｓｕｂ—Ｓｅａｍｕｄｌｉｆｔｄｒｉｌｌｉｎｇ：ｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａ ｄｕａｌｇｒａｄｉｅｎｔｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ［Ｇ］．ＳＰＥ７１３５９，２００１．［１０］ＭａｕｒｅｒＷＣ。Ｍｅｄｌｅｙ（ｊＨ，ＭｃＤｏｎａｌｄＷＪ．Ｍｕｈｉｇｒａ—ｄｉｅｎｔｄｒｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｓｙｓｔｅｍ：ＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓ， ００６５３０４３７［Ｐ］．２００３—０３—１１．万方数据

半潜式钻井平台

半潜式钻井平台 一种海上钻井装置。上部为工作甲板，下部为两个下船体，用支撑立柱连接。工作时下船体潜入水中，甲板处于水上安全高度，水线面积小、波浪影响小、稳定性好、自持力强、工作水深大。 半潜式钻井平台，又称立柱稳定式钻井平台，是大部分浮体没于水面下的一种小水线面的移动式钻井平台，是从坐底式钻井平台演变而来的。 半潜式钻井平台,又称“支柱稳定平台”，它是在坐底式钻井平台的基础上发展起来的。它的结构与坐底式基本相似，下部为一浮筒构架，上部为平台。它与沉底式不同之处在于：它在工作时不是座在海底，而是像船体一样漂浮在海面上。当水深较浅时，半潜式平台的沉垫(浮箱)直接坐于海底，这时，将它用作坐底式钻井平台。当工作水深>30m时，平台漂浮于海水中，相当于钻井浮船。到目前为止，半潜式钻井平台已经经历了第一代到第六代（可钻3000米）的历程。它是目前应用最多的浮式钻井装置。据统计，目前世界上的深水半潜式钻井平台可钻3000多米深，而国内钻井深度一般在300m以内。 半潜式钻井平台主要由上部平台、下浮体(沉垫浮箱)和中部

立柱三部分组成。 上部平台任何时候都处在海面以上一定高度。下部浮体在航行状态下是浮在海面上，浮体的浮力支撑着整个装置的重量。在钻井作业期间，下部浮体潜入海面以下一定的深度，躲开海面上最强烈的风浪作用，只留部分立柱和上部平台在海面以上。正是因为在工作期间半潜入海面以下这种特点，被命名为半潜式钻井平台。这种钻井平台在水深较浅时，也可以坐在海底进行钻井，与坐底式一样。 上部平台 半潜式是从坐底式发展而来，所以上部平台部分，与坐底式平台类似，但比坐底式平台要先进得多。上部平台一般也分成两层，上层为主甲板，下层为机舱。主甲板上主要放置钻机、井架、钻具、起重设备、消防、救生设备、各种工作间和生活区(一幢楼房)，还有直升飞机平台等。下层甲板即机 舱内主要是机泵组，固井设备，泥浆循环系统，以及各种材料库罐等。平台的尺度都相当大，所以有很高的自持能力。上部平台的形状以矩形最为常见，此外还有三角形、五角形、八角形，甚至还有十字形和中字形。 沉垫浮箱 沉垫又称浮箱，制成船形沉没于水，有许多各自独立的舱室，每个舱室内有进水泵和排水泵。它用充水排气及排水充气来实现平台的升降。其外形有矩形、鱼雷形、潜艇形及上下平

XX井钻井工程设计1

川东高陡褶皱带包鸾-焦石坝背斜带焦石坝构造井号：XX井井别：开发井井型：水平井钻井设计

1、钻井地质设计 1.1基本数据 井号：XX井 井别：开发井 井型：水平井 地面海拔 592.47m，补心高 9.0m，补心海拔 601m 计算 地理位置：重庆市涪陵区江东街道办凉水村 5 组 构造位置：川东南地区川东高陡褶皱带包鸾－焦石坝背斜带焦石坝构造 目的层: 上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组下部优质页岩气层段（对应焦页 87-3 井 3610.6-3649.2m/38.6m） 设计井深：A靶点垂深：2799m， C靶点垂深：2777m， B靶点垂深：2821m； AB 段长：2074.10m；完钻井深：5160m； 完钻层位：下志留统龙马溪组下部页岩段 完钻原则：钻至 B 靶点留口袋完钻 完井方式：套管完井 1.2钻探依据 设计井区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为深水陆棚相沉积，邻井焦页 87-3HF(导眼井)发育厚达89.6m灰黑色富有机质泥页岩，TOC平均为2.44%，优质页 岩段（①-⑤小层）平均TOC为2.85%；有机质类型为Ⅰ型，热演化程度（Ro）为 2.42- 3.13%，有利于天然气的大量生成。 邻井焦页87-3HF(导眼井)目的层以灰黑色粉砂质、炭质泥页岩夹放射虫炭质泥页 岩为主，物性分析表明优质页岩段（①-⑤小层）孔隙度为3.81-5.21%，平均孔隙度达4.48%，具较好储集性能。 邻井焦页87-3HF(导眼井)上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组含气量 1.45-6.62m3/t，平均为3.49m3/t，其中，优质页岩段（①-⑤小层）含气量3.69-6.62m3/t，平均为5.16m3/t，具有较好的含气性。

深海半潜式钻井平台的总布置

深海半潜式钻井平台的总布置 深海半潜式钻井平台的总布置 ●文/中国船舶工业集团公司708研究所刘海霞 随 一 ,总布置原则 平台总布置是一个工艺流程确立,功能区 块划分,系统布置规划,设备参数落实,结构 设计协调等综合设计过程,是半潜式平台总体 设计的重要内容之一,不但对平台的作业性能 有十分重要的影响,而且也是后续设计和计算 的主要依据.通常在方案构思,船型,尺度, 表I隔水导管存放形式对比 技术形态等要素确定时就需对总布置做初步规 划,绘制总布置草图,以配合运动性能,稳性, 定位能力等性能计算和总体方案的确定.在注 意其构造,用途,作业等特殊要求的同时,应 遵循以下基本原则: (1)满足作业要求.以平台的功能目的为核 心和基本出发点,合理布置钻井设备,确保钻 井作业的可行性,便利性. (2)确保稳性,运动性能,定位能力等技术 性能,这是平台安全运营的根本. (3)妥善考虑平台的各部分质量分布,注意 平台的重力平衡,合理性与施工工艺. (4)防火及防爆等安全问题至关重要,在初 步规划总布置时即要避免或降低在危险区域中

布置机械,电气等设备所引起的安全隐患和成 本费用增加. (5)与主尺度,结构形式,系统要求等综合 考虑. (6)注意设备维护及升级的空间,适当为 钻井新技术的应用(如双梯度钻井,欠平衡钻井 等)和平台的功能扩展预留空间,并关注岩屑 处理等环保问题. =,关键技术点分析 1,可变载荷 可变载荷是深海半潜式钻井平台关键性能 指标之一,主要由平台的作业水深,钻井深度, 方式1与方式2的重心高度差对平台整体的影响(平台作业状态排水量以50000t 计入):(11.93—11.1)×2700/50000=0.04m 2011/5WWW.shipsources.corn造船工业43 ■特别关注S皿eCia-肌ention 船型,主尺度所决定.可变载荷通常 指甲板(含立柱)可变载荷,主要包 括人员,备品,钻井设备可变载荷(防 喷器,采油树,测井设备等),钻具(隔 水管,套管,钻杆,油管等),钻材(水 泥,土粉,重晶石,袋装品,泥浆). 钻井水,盐水,基油等钻井液及燃油, 淡水均布置在下浮体内,从性质而言 也属可变载荷,但从对平台性能的影 响而言,其敏感度不如甲板可变载荷, 所以一般所指的可变载荷并未计入此 部分.但对于深海半潜式钻井船,可 变载荷应包括以上各部分.