南海深水钻井作业面临的挑战和对策.pdf

第 3 9卷 第 2期 2 0 1 1年 3月 石 油 钻 探 技 术 PE TR I E U M DRI I 1 I NG TE CHNI QUES V0 1 ． 3 9 No ．2 M a r ．． 2 Ol 1 深 水钻 井技术专 题 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 0 8 9 0 ． 2 0 1 1 ． 0 2 ． 0 0 9 南海深水钻 井作业面临的挑战和对策 王友 华 王文海 蒋兴迅 中国石油 海 洋工程有限公司 ， 北京 1 0 0 1 7 6 摘要 深海油气开采是高风险、 高投资、 高技术、 高回报的行业。我 国南海海域石油储量 巨大， 属 于世界 四大 海洋油气富集 区之一， 其 中 7 O 储藏于深水区。南海深水钻井 面临的主要挑 战是 浅层 气和 浅层 流、 深 水低 温 、 深 水井控技术 、 缺乏深水作业经验和南海的 灾害环境 ， 在 分析这 些挑 战可能造 成的危 害的基础 上 ， 从 浅层 流控制措 施 、 钻 井液 优 选 、 水 泥浆 优 选 、 深 水钻 井井 控 措 施 、 建 立 台风 应 急 预 案 等 方 面 ， 给 出 了技 术 对 策 。 以 2 0 0 6年 在 南 海 钻 成 的 作 业 水 深 1 4 8 1 m 的 L W 3 1 ～ i 井 为例 ， 详 细 介 绍 了深 水钻 井施 工情 况 。 关 键 词 深 水 钻 井 ；钻 井液 ；浅层 气 ；浅层 流 ；井控 ；南 海 中图分类号 T E 5 2 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 - 0 8 9 0 2 0 1 1 0 2 0 0 5 0 0 6 S o u t h Ch i na S e a De e pwa t e r Dr i l l i ng Cha l l e ng e s a nd S o l u t i o ns W a n g Yo u hu a W a n g W e n ha i Ji a n g Xi ng xu n Of f s h o r e En gi n e e r i n g C o mp a n y Lt d． ， CNPC， Be i j i n g， 1 0 0 1 7 6 ， Ch i n a Ab s t r a c t De e pwa t e r o i l a nd g a s e x p l or a t i o n i s a h i gh r i s k， h i gh i n ve s t m e nt ， hi gh t e c hno l o g y， hi g h r e t u r n b u s i n e s s ． S o u t h Ch i n a S e a h a s h u g e o i l g a s r e s e r v e s a n d b e l o n g s t o o n e o f t h e f o u r ma j o r o f f s h o r e o i l a nd g a s r i c h r e gi o n i n t h e wo r l d， o f whi c h 7 0 i s i n de e p wa t e r ． The r e a r e s e v e r a l c h a l l e ng e s i n d e e pwa t e r d r i l l i n g i n S o u t h C h i n a S e a ， s u c h a s s h a l l o w g a s s h a l l o w f l o w， d e e p wa t e r a n d l o w t e mp e r a t u r e ， d e e p wa t e r we l l c o nt r o l t e c h no l o gy， t he l a c k o f de e p wa t e r o pe r a t i n g e xp e r i e nc e a nd Sou t h Chi na Se a e nv i r o n m e n t a l d i s a s t e r ． Ba s e d on a na l y s i s o f t he p o t e n t i a l h a z a r ds o f t he s e c ha l l e ng e s， t e c hni c a l s o l u t i o ns s u c h a s s ha l l o w g a s s h a l l o w f l o w c o n t r o l ， d r i l l i n g f l u i d o p t i mi z a t i o n， c e me n t i n g s l u r r y o p t i mi z a t i o n， d e e p wa t e r we l l c o n t r o l t e c h no l o gy， t y ph oo n e m e r ge nc y r e s po ns e p l a n， a r e pr o p os e d ．Us i n g t he W e l l LW 3 1 1 wi t h wa t e r de p t h o f 1 4 8 1 m i n So u t h Chi na S e a a s a n e x a mpl e ， t h e d e e p wa t e r d r i l l i n g o p e r a t i o n wa s i nt r o d uc e d i n de t a i l ． Ke y wo r d sd e e p wa t e r d r i l l i n g；d r i l l i ng f l u i d；s h a l l o w ga s；s ha l l o w f l ow ；we l l c o n t r ol ；S ou t h Chi n a Se a 述 我 国南 海 海域 石 油 蕴藏 量 巨大 ， 属 于世 界 四大 海洋油气富集 区之一 ， 有“ 第二个波斯湾” 之称 。南 海 的石 油地 质储量 为 2 3 0 ～3 0 0 1 0 。t ， 占我 国 总 资源 量 的 1 ／ 3 ， 其 中 7 0 蕴藏 于 1 5 3 ． 7 1 0 k m 的 深 水 区[ 。 目前 ， 南 海 海 域周 边 的东盟 国家 在争 议 海域 钻井 1 0 0 0多 口， 发 现含 油气构 造 2 0 0多 个 、 油 气 田 1 8 0 个 ， 年采 原 油超 过 5 0 0 0 1 0 t ， 早 已形成 了事 实上 的“ 开发 热” L 1 ] 。而 中国之前 在南沙 海域 的 开发 则完 全是 空 白。中 国海 油集 团近年 在深水 区与 外方 合作 钻探井 1 0口左右 ， 作 业水 深 1 0 0 0 ～1 5 0 0 m， 其 中发现 3 个 气 田 1 个 已经 进行 开发 ， 另外 2 个 有 待进一 步评 价 。 收 稿 日期 2 O l 1 一 O 2 2 6 ； 改 回 日期 2 0 1 1 0 3 0 8 基 金 项 目 国 家 高技 术 研 究 发 展 计 划 “ 8 6 3 ” 计 划 课 题 “ 深 水 钻 完 井 关键 技 术 ” 编 号 2 0 0 6 AA0 9 A1 0 6 资 助 作 者 简 介 王 友 华 1 9 6 6 ． 男 ， 广 东湛 江 人 ， 1 9 9 0年 毕 业 于 江 汉石 油学院钻井5 - 程 专业． 2 0 0 6年获江汉石油学院油气田开发工程 专业硕 士学位 ． 高级工程 师， 技术处 处长， 主要从事 海洋钻井工程技 术 管理 工作 。 联 系方 式 0 1 0 6 7 8 8 5 3 9 2 ， wa n g y h ． c p o e c n p c ． C O IT I ． c n 第 卷 第 期 南海 深水 钻井作 业遇 到一些 问题 ， 例如 钻 遇浅 层 气／ 浅 层 流 、 受 到 台风 的影 响 、 隔 水管 断 裂 导致 水 下 防 喷 器 落 水 等 。 壳 牌 石 油 公 司 在 中 国 南 海 Gu mu s u t 一 1 F井钻 井施 工 时 就 曾 经钻 遇 浅 层 流 ， 属 于轻微超 压 区 ， 比静 液柱 压力 高近 6 8 9 k P a ； 某 公 司 在 中国南 海钻 井作 业 过程 中遭 遇 台 风 ， 平 台撤 离 不 及 时 ， 导致 隔水管 断 裂防喷 器组落 人海底 ， 相 关 的打 捞作 业耗 时约 1个月 ， 造成 了 巨大 的经 济损失 。 海洋 钻井具 有 高 风 险 、 高投 资 、 高 技术 、 高 回报 的特点 ， 但 目前深 水 装 备 和钻 井 完 井技 术 主 要 掌握 在少 数几个 国家手 中。而南 海深水 油气 田的勘探开 发对 于我 国能源 战 略 的实 施具 有决 定 性 的作 用 ， 这 就要 求石 油丁作 者要 加 快 核 心技 术 自主研 发 、 尽 快 突破 深水 油气 田钻 井 完 井 关键 技 术 瓶 颈 ， 打 破 国外 公 司的技术 垄断 ， 使 我 国获 得 深 水 油气 资 源 勘探 开 发 的主动权 。 2 南海深水钻井面临的挑 战 目前 ， 南海 深水 钻 井 主要 面 临 的挑 战 是浅 层 气 和浅层 流 、 深水 低 温 、 深水 井 控 技术 、 深水 作 业 经 验 少和南海 的灾 害环境 。 2 ． 1 浅 层气和 浅层 流 浅层气 ／ 浅层 流是 深 水 钻 井作 业 经 常 遇 到 的挑 战之 一 ， 特别 是在 墨西哥 湾 和 中国南海 ， 都 曾经钻遇 浅层气 ／ 浅层 流 。浅层气 ／ 浅层 流易 造成井 口倾 斜倒 塌 ， 井 喷失控 ， 甚 至报废 1口井 或者 1 个井 组 。浅层 气／ 浅层 流具有 压力 高 、 易 发生井 喷 、 井 喷速 度快 、 允 许波 动压 力低 及 处 理 困难 的特 点 ] ， 主要 原 因是 埋 藏太浅 ， 不容 易 被 发 现 ， 或 者 发 现 时 还 没 有 安 装 井 口， 无法正常压井 ， 因而浅层气／ 浅层流井控是深水 钻井 的一 大难题 l 3 j 。 2 ． 2深水低 温 深 水环境 下 ， 液体 的温度变 化如 图 1 所 示 。 深水 海底 温度通 常 约为 4℃ ， 在 该 温度 下 很 容 易形成水 合物 ， 而且 这 样低 温 度 的对 于钻 井 液 和 水 泥浆的流变性都有很大的不 良影响。由于低温容易 引起 钻井 液稠化 ， 使 其 流 变性 变 差 ， 循 环 阻力 变 大 ， 不利 于深水 环境 下窄密 度窗 口安全 钻井 ， 同时 ， 也影 响钻 井液 的携 砂 能力和悬 浮性 能 ] 。 对于水 泥浆来 说 ， 低 温会延 缓水 泥水 化 ， 导致 水 泥浆胶凝强度和水泥石抗压强度发展缓慢 ， 流体易 醛 ／ 海 水 ／ ／ 海 底 ＼ ＼ 地层 ／＼ 图1 深水环境 下液体温度变化趋势 Fi g． 1 Li qui d t e m pe r a t ur e ch ang e wi t h t h e wat e r d ept h 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 ． 3深水 井控 难度大 深 水 钻井 作 业 时 防喷 器 组安 装 在海 底 ， 对 井控 的要求 特别 高 ， 能 及 时发 现 溢 流 是 实现 安 全 井控 的 关 键 。 由于气 体 的滑 脱 上 移 是逐 步 进 行 的 ， 在水 下 1 0 0 0 m 以深 ， 气 体 的膨 胀是 非 常微 小 的 ， 常规 手段 不 易被 发 现 ； 当气 体 滑 移 到 1 0 0 0 m 以浅 的位置 时 开始 加速 膨胀 ， 采用 常 规 方 法 发现 气 体 已经滑 移 过 防喷器组 时 ， 关 井也 已经 太迟 ， 带来 的风 险是不 言而 喻 的 。与陆地 钻井相 比， 除 了早 期检 测 困难 之外 ， 安 全密 度 窗 口窄 和低温 水合 物也 是深水 井控 的难点 。 2 ． 4南海 台风 的影 响 根 据 1 9 7 6 2 5年 台风 资 料 统 计 ， 3 0年 中影 响南海 的热 带气 旋 共 有 3 7 2个 ， 年 均 1 2 ． 4个 ， 最 多 年份 有 1 8个 1 9 7 8年 ， 最 少 年 份 也 有 6个 1 9 9 7 年 。其 中 ， 在南海海域生 成 的热带 气旋有 1 5 3个 ， 占 总数 的 4 1 ． 1 ， 其他 热带气旋均为在 西太平洋生成后 移进南海 的 。图 2 为 1 9 7 6 2 O 0 5年影响 南海 的热带 气旋数量统计 结果 。图 2中 ， 红线 代表南 海生成 的热 带 气旋数量 ， 绿线代 表从西太平洋 移进 的热带气旋 数 量 ， 蓝线代表影 响南海的热带气旋 总数 量 。 图2 1 9 7 6 2 0 0 5 年影响南海热带气旋数量统计结果 F i g ． 2 T r o p i c a l c y c l o n e s u m ma r y f r o m 1 9 7 6 t o 2 0 0 5 s 2 石 油 钻 探 技 术 2 0 1 1年 3月 台风 对 海 洋 钻 井 的影 响 主 要 表 现 为设 备 的损 坏 、 人 员 的 伤 亡 和 工 期 的 损 失 。深 水 作 业 日费 约 1 0 0万美元 ， 一个台风造成的停工期约 1 0 d ， 那么将 造成约 1 0 0 0万美 元 的损 失 。1 9 8 3年 1 0月 2 6日， 美 国阿科 公 司租用 的“ 爪 哇海号” 钻 井船 在 中国南海 遭遇强 台风沉 没 ， 船上 工 作人 员 8 1人 全 部遇 难 ， 其 中外籍人 员 4 6 人 ， 中方人员 3 5 人 。 2 ． 5缺 乏深水 作业经 验 在过 去 的几 十 年里 ， 我 国海洋 油气 勘 探 区域 主 要集 中在浅海和近海 ， 钻井装备的最大作业水深是 4 5 0 m 1 5 0 0 f t ； 目前 我 国在南 海 钻探 的最 大 作业 水深 为1 4 8 0 m， 但 是外方 当作业 者 。由于深水 钻井 装备 的缺 乏造成 我 国缺 乏 深水 作 业 经验 ， 从 而 严重 影 响 了南海 油气勘 探开发 进程 。 3 主要技术对策 3 ． 1浅层气／ 浅 层流 的控 制 1 尽量避免井位选择在有浅层气／ 浅层流的地 方㈨ 。 2 控 制抽 汲 是避 免 地 层 流 体进 入 井 眼 的 主要 措 施 ， 是 安全钻 穿浅 层流 的关键 。由于抽汲 ， 压力降 低是很 明显 的 ， 特 别 是 当有 气 体 存 在 于 岩 屑 中时 。 因此建 议在钻 进井 段 不 要进 行 通 井作 业 ， 而 且要 求 在顶替 完钻井 液后 ， 才能 开泵起 钻l 1 。 。 3 钻 井 过 程 中 钻 具 组 合 中带 MWD 和 L WD 进行 实时监测 ， 同时用水 下 机器 人 R OV 进 行 辅助 监测 。 4 一 旦发 现 有 浅 层气 ／ 浅 层 流 ， 应 该 立 即停 止 钻进 ， 泵 人加 重高 黏度钻 井 液循 环 ， 并用 R OV 对 回 流进行 监测 。如 果确 认井 眼有 浅层 流 ， 应该 立 即 以 最 大排量 替 入 压 井 液 ， 压 井 液 密 度 应 该 接 近 预 期 的地 层 破 裂压 力 当量 密 度 ， 但 是 不 能 超 过 它 ， 以免 引起 井 下 复 杂 情 况 。或 者 根 据 MWD 和 L WD实 时 监测 的 井 底 压 力 ， 用 动 态 压 井 法 DKD 进 行 压 井口 。压井 液 继续 被 泵人 ， 直到 P WD显示 当量循 环 钻井 液 密 度 稳 定 ， 环 空 中 的 钻井 液 没 有 来 自浅 层 流稀 释 的显 示 ， 再 进 行 井 眼 的 回流 检 查 ， 如 果 浅 层 流还 没 有 被 控 制 ， 那 么 继 续 加 重 钻 井 液 重 复 上 述作 业 口 。 3 ． 2钻 井液性 能优化 室 内研 究 表 明 ， 黏 土 含 量 及 高 分 子 聚 合 物 是 影 响 钻井 液 低 温 流 变 性 的 最 主 要 因 素口 ， 而盐 类 抑 制 剂及 醇类 抑 制 剂 能 有效 抑 制 天然 气 水 合 物 的 生 成 。 因此 ， 必 须在 处 理 剂 单 剂 优 选 的 基 础 上 ， 优 化 出适 合 于深 水 钻 井 的 钻 井 液 体 系 ， 其 性 能 须 满 足 以 下要 求 切 力 受 温 度 影 响 较 小 ， 流 变 性 合 理 ， 滤 失量 较 小 ， 抗 温抗 污 染 能 力 强 ， 能够 有 效 拟 制 水 合 物 的形成 ， 而且 环 保 。 3 ． 2 ． 1 膨 润土加 量优 选 室 内试 验结果 表 明 ， 随膨 润土加量 增加 ， 低 温对 钻井液 流变性 的影 响加 剧 ， 黏 度 、 切力 明显增 加 ， 当 膨 润 土加 量 为 4 时 ， 基 浆 流 变 性 、 滤 失 性 比较 合 理 ， 此 时温度 对基浆 性能影 响不 大 。 3 ． 2 ． 2 处理 剂 优 选 1 增 黏剂优 选 。室 内试 验结 果表 明 ， 天然 高分 子 聚合 物 的抗 温性 能较差 ， 可应 用于浅 部地层 钻进 ； 合 成高 分子 聚合物 具 有 较好 的抗 温性 ， 更 适 合 于钻 进 深部地 层 。值得 注意 的是 合成 高分 子聚合 物在低 温 下不但 不会 使黏度 增长 ， 反而 使黏度 略有下 降 ， 比 较 适合 深水 钻井液选 用 。 2 降 滤失剂 优选 。室 内试结 果 表 明 ， 在淡 水环 境 下 ， 酚醛树脂 类降 滤失剂 具有 很好 的降滤失 效果 ； 腐 殖酸类 降滤 失剂 也 能满 足 要求 ； 不 同 聚合 物 降滤 失 剂 的降滤失 效果 相 差 不大 ， 但 对 黏 度 的影 响 差别 较 大 ， 因此 ， 在 使用 时 应 根据 具 体情 况 进 行优 选 ， 以 避 免对钻 井液 性能造 成不 良影 响 。 3 分 散型降 黏剂选 用 聚合 物 降黏剂 比较合适 。 4 水合 物 抑 制 剂 的 优选 。扰 动有 利 于 水 合 物 的生成 ， 膨润 土可在 钻井 液 中充 当水合 物 晶核 ， 促进 水 合物 的生成 ， 而 多数 钻 井 液处 理 剂 对水 合 物 生成 有 抑制作 用 ， 但 仅靠 钻 井 液处 理 剂 抑 制水 合 物 生成 效 果不 理想 ， 仍 需加 入 合 适 的水 合 物 抑制 剂 才 能 防 止水合 物在 钻 井 液 中生 成_ 1 。水 合 物 动 力 学 抑 制 剂具有 延缓 水合物 生 成 的作 用 ， 但 在 高 过冷 度 条 件 下抑 制效果 不够理 想 ； 水 合 物 热力 学 抑 制剂 中 乙二 醇抑 制 效 果较 差 ， 而 Na C 1 具 有 很 好 的水 合 物 抑 制 效果 ， 但加量 较大 ； 动力 学抑制 剂和 热力学 抑制 剂复 配具 有很好 的协 同作 用 ， 可 大 大 降低 热 力 学抑 制 剂 的加量 。因此 ， 需 要通 过 试 验优 化 热 力学 抑 制 剂 和 动力 学抑制 的加量 ， 优 选 出满 足不 同水 深钻 井 条 件 的水 合物抑 制剂组 合 。 3 ． 3深水 固井 主要技 术措 施 1 针对低 温环境 ， 开 发低 温早 强 防窜水 泥 浆体 王友 等 南 海 深 水 钻 井作 业 面 临 的扎 战和 对 采 系 。 目前 国外 低温早 强 防窜水 泥 浆 主要 有 S c h l u m b e r g e r公 司 的 PS D 水 泥 浆 、 Ha l l i b u r t o n公 司 的 适 用 于导 管 固井 的水 泥浆 、 B J公 司 的充 气水 泥浆 体 系 De e p S e t t in S l u r r y [ 。 ； 国 内 主要 有 天 津 中 油 渤 星 工 程科技 有 限公 司 的深水水 泥浆 体 系2 2 s ] 。 2 注水泥 时 的 循 环 温度 可采 用 数 学 模 拟 方 法 或 者随 钻 测 定 的数 据 确 定 。 国 外 的 S c h l u mb e r g e r 公 司 、 Ha l l i b u r t o n公 司均 有数学模 型 。 ] 。 3 优化 固井工 艺 。针 对 浅层 流 问题 ， 进行 地 层 完 整性测试 ， 准 确掌握 地层孔 隙压 力 和破裂 压力 ， 然 后在 钻井 和 固井 过程 中 ， 使 当量 钻 井液 密 度 不 高 于 激发 压力 ， 这就可 以不 发 生 由于 地 层压 裂 引 起 的 浅 层 流 ； 优化 前 置 液 及 水 泥 浆 流变 性 能 ， 提 高 顶 替 效 率 。 4 针 对存在 水合 物的 地层 ， 可 采用 低水 化 热水 泥浆 固井 。 3 ． 4井控 技术措 施 1 安装 多普勒 流量 计和 声波 时 差流 量计 ， 结 合 MWD和 I wD 的实 时 监 测数 据 ， 提 高溢 流 的 早 期 检 测精度 ， 以便 及时发 现溢 流 。 2 选 择 带 注 乙醇 装 置 的水 下 防喷器 组 ， 同 时 ， 钻 井液要 具有抑 制水 合物形 成 的性 能 。 3 应用 开 环 控制 压 井 系 统 。该 系 统 能 自动 根 据压 井实 时监测软 件建 立 的 井作 业过程 中各 压力 曲线 安全实施 区间 ， 自动 调 节 节 流 阀实 现 压 井 曲线 在合理 的范 围 内波 动 ， 消除 了人 为调 节 带 来 的盲 目 性和随意 性 ， 为 安 全 生产 提 供 了保 障 。该 系统 的数 据流程框 图见 图 3 。 图3 开环压 井控制系统 的数据流程 Fi g． 3 Ope n r ap ki l l we l l FPD 该 系统 主要 包 括信 息 采 集 与处 理功 能 、 专 家辅 助决策 功能 和压井 辅助 控制功 能 。信息采 集 与处理 功能是 针对 现场参 数 进 行 的 实 时测 量 ， 是 非 常关 键 的环节 ， 只有在 分析 这些 过程参 数后 ， 计算 机智 能专 家中心才能根据这些参数携带的信息 ， 推断出现场 生产 中井下 可能存 在 的 问题 及 其严 重 程 度 ， 设 计 出 科 学合理 的压 井方 法 ， 提出控 制关 键 阀门的建 议 ， 将 手 动压井 从根 据现 场经验 判 断转换 到现 场经验 压井 与计算机 实 时计算 辅 助 压 井相 结 合 ， 能 够 对 现场 安 全 生产提 供极 大 的帮助 。 3 ． 5建 立 台风 应 急预 案 为 了能 降 低 台风 带 来 的作 业 风险 和损 失 ， 必 须 密 切关注 天气 预报 ， 跟踪 台风运 移路 线 ， 及 时调 整钻 井作 业计 划 。深水 作 业 起 下 防喷 器 组 的 时 间 比较 长 ， 必须 留有 足 够 的撤 离 时 间 ， 根 据 深 水 作 业 的 特 点 ， 制 定详 细 的应 急撤 离 方 案 ， 确 保人 员 、 设 备 和 油 气井 的安 全u 。 3 ． 6加快 深水钻 井装 备的 引进 与研 制 必 须加 强深 水钻完 井技 术装备 方 面的研 究投入 和研发 团 队建设 ， 本着 引进 、 消化 、 吸 收 、 创新 和应用 的原则 ， 对深 水钻 井关 键设备 和技 术进 行科 学研发 ， 形 成一 套适合 我 国深水 油气 钻探 的技术体 系 。 同时 增 加深 水钻井 作业 数量 ， 以丰 富深水 钻井 作业 经验 ， 不 断提升 深水 钻井 作 业水 平 ， 降低 深 水 钻 井作 业 风 险 ， 从 而 实现南 海深 水油 气资 源的有 效开发 。 4 钻井实例 2 0 0 6年 ， 我 国在 南海 成功 钻 探 了一 口作 业 水深 为 1 4 8 1 I T I 的常温 常压 井 L w3 一 卜 1 井 ， 预 计泥 线 以下 3 0和 1 4 0 m 处 有浅层 盐水 流 。该 井 于 2 0 0 6 年 4月 2 7日开钻 ， 在 目的 层有 重 大 的 油气 发 现 ， 后 来进 行侧 钻取 心 ， 由于井 眼的稳 定性 问题 ， 导致 两次 侧钻 下套 管作 业失败 ， 无 法进 行试 油 作业 ， 于该 年 9 月 1 5 H结 束全 部作业 ， 基本上 完成 了勘探 任 务。 4 ． 1 地质情 况 LW3 1 一l井 的海 底 深 度 是 l 4 8 1 m； 1 4 8 1 ～ 2 7 4 6 m 井段 是万 山组 、 乐海 组 和寒 江 组 地层 ， 万 山 组地 层主 要是 黏土 、 泥质粉 砂岩 和砂 岩 ， 乐 海组地 层 主要 是黏 土 、 泥 质粉 砂 岩 、 灰 质 粉砂 岩 ， 寒 江 组 地 层 主要 是 黏 土 、 泥 质 粉 砂 岩 及 薄 石 灰 岩 ； 2 7 4 6 ～ 3 4 5 8 m 井 段是 珠江组 地 层 ， 上部 主 要 是泥 岩 ， 其 中 夹杂 泥砂岩 及石 灰石 ， 下部 主要 是砂 泥岩夹 层 ， 夹 有 火 山岩及 灰 质砂岩 ； 3 4 5 8 4 0 7 1 m 井段是珠海组地 层 ， 上部 主要是泥岩互层 的砂岩 ， 中部是泥 岩 ， 其 中含 泥质砂 岩及细砂岩 ， 下部 主要是含砂岩 的泥岩。 石 油 钻 探 技 术 2 0 l 1年 3月 4 ． 2井身 结构 该井在井深 2 9 0 0 m处侧钻至井深 3 8 4 0 m， 在 下 1 7 7 ． 8 mm 尾 管前 通 井 ， 发生 井 下落 物故 障 ， 打 捞 未成 功 ， 导致 井 眼报废 ， 因而在 井深 3 4 4 2 m处 重 新侧钻 至井 深 3 6 0 0 m 完 钻 ， 下 1 7 7 ． 8 mm 尾管 固 井 ， 固井 过程中井下出现复杂情 况 ， 固井失败 ， 被迫弃 井 ， 无法进行试 油作业 。该井实钻井 身结构见 表 1 。 表 1 南 海 Lw3 1 1井 实钻 井 身 结 构 Ta bl e 1 Ac t u a l c a s i n g pr o g r a m o f W e l l LW 3 1 1 i n So u t h Chi na S e a 注 结构套管采用喷射下入 ， 所 以井 眼直径与导管直径相 等。 4 ． 3钻 井液设计 9 1 4 ． 4及 f 5 6 6 0 ． 4 mm 井 眼段 采 用海 水 钻 井 ， 用高黏钻 井液 进行 顶 替 和稳 固井壁 ， 海水 密 度 1 ． O 3 k g ／ L ， 高 黏 钻 井 液 的 主 要 性 能 为 密 度 1 ． 0 3 ～ 1 ． 0 5 k g ／ L ， 漏斗 黏 度 6 0 S ， 塑 性 黏 度 要 尽 量 低 ， 动切 力 4 0 6 0 P a ， 静切力 4 ／ 1 8 1 6 ／ 2 0 P a ， p H值 9 ～1 O 。 其 他井段 钻井液 性 能要求见 表 2 。 表 2 其他 井 段 钻 井 液 性 能 要 求 Ta b l e 2 Dr i l l i ng f l u i d c h a r a c t e r 另外 ， 平 台上 准备 足够 的密度为 1 ． 9 k g ／ L的加 重钻井 液 ， 目的是 当钻井 液被 消耗完 时 ， 可 以将加重 钻井 液稀释 到设计 要求 的钻井 液 ， 同时 ， 需要 储备足 够 的加重材 料 、 膨 润土粉 和水 ， 确保能 配制满 足压井 需要 的压井 液 ] 。 4 ． 4固井 设计 该 井 5 0 8 0 mm 套 管 固井 是关键 ， 其他 井段 的 固井 与常规 固井设 计 区别 不 大 ， 所 以 ， 这里不 进行详 述 。 5 0 8 ． 0 ram套 管 固井设计 为 水泥浆 配 方 为 G 级 拉 法 基 水 泥 1 7 L w 一 6 微 球 4 ． 5 4 mL ／ k g A一 4 0 0 L 增 强 剂 9 ． 0 8 mL ／ k g F L 一 4 5 L S 漏 失剂 1 ． 1 8 mL ／ k g C D S S I 分散 剂 、 紊 流诱 导剂 0 ． 0 9 mL ／ k g R 一 8 L 缓 凝 剂 0 ． 2 7 2 mL ／ k g F P 一 9 L 消泡剂 ； 水泥质量 1 7 0 t ， 用海 水混 浆 ， 水灰 比为 0 ． 5 ， 水泥 浆密 度 1 ． 5 6 k g ／ I ， 稠化 时 问 7 0 B c 3 1 4 rai n ， 7 、 1 3及 2 4 h抗 压 强 度 7 o C 分 别为 0 ． 3 4 5 、 3 ． 4 5 ． 0及 8 ． 8 9 0 MP a ， 要求 水 泥浆返 至泥面 ， 水泥浆 体积 附加 量 1 0 0 。 5 结束语 深 水 钻 井 技 术 装 备 及 深水 钻 井 作业 经 验 的缺 乏 ， 严重 制约 了南海深 水油 气藏 勘探开 发 ， 因此 须开 展 广泛 的对外 合作 ， 通 过“ 产 、 学 、 研” 相 结合 的方式 ， 加 大研 究力度 ， 力争 短 期 内 掌握 深 水 钻井 的核 心技 术 ， 打破 西方少 数 国家技 术垄断 的局 面 ， 为 我 国深水 油气勘 探开发 提供 有 效 的技 术 支 撑 ， 确 保我 国能 源 战略 的顺利 实施 。 参 考 文 献 [ 1 ] 窦玉玲 ， 管志川 ， 徐云龙． 海上钻井发展综述与展望[ J ] ． 海洋石 油 ， 2 0 0 6， 26 2 6 4 6 7 ． Do u Yu l i n g， Gu a n Z hi c h u a n， Xu Yu n l o n g． A r e v i e w a n d p r o s p e c t f o r t h e d e v e l o p me n t o f o f f s h o r e d r i l l i n g[ J ] ． Of f s h o r e Oi l ， 2 0 0 6， 2 6 2 6 4 6 7 ． 第 c 巷 期 王 友 华 等 南 海深 水钻 井作 业 面 临 的挑 战 和 对 策 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] E 7 ] E 8 ] E 9 ] [ 1 0 ] 刘任远， 王华， 韦代延． 滨里海地 区活跃浅层气的钻井防控技 术 [ J ] ． 石油钻探技术 ， 2 0 1 0 ， 3 8 5 7 6 8 O ． I i u Re n y u a n。 W a n g } t u a ， W e Da i y a n ． Ca s p i a n s e a we l l c o n t r o l t e c h n i q u e f o r a c t i v e s h a l l o w g a s d r i l l i n g [ J ] ． P e t r o l e u m Dr i l l i n g Tc c h n i q o e s ， 2 0 1 0。 3 8 5 7 6 8 O ． Al b e r t y M W ， H a f l e M E， M i n gl e J C， e t a 1 ．M e c h a n i s ms o f s h a l l o w w a t e r f l o ws a n d d r i l l i n g p r a c t i c e s f o r i n t e r v c n t i 。 n L J j ． S PE Dr i l l i n g Co mp l e t i o n， 1 9 99 ， 1 4 2 1 2 3 1 2 9 ． S i mm o n s E I ， Ra u W E．Pr e d i c t i n g d e e p wa t e r f r a c t u r e p r e s s u r e s a p r o p o s a l [ R ] ． S P E 1 8 0 2 5 ， 1 9 8 8 ． Os t e r me i e r R M ， Pe l l e t i e r J H ， W i n k e r C D， e t a 1 ． De a l i n g wi t h s h a l l o w wa t e r f l o w i n t h e d e e p wa t e r Gu l f o f Me x i c o E J ] ． T h e Le a d i n g E d g e， 2 0 0 2， 21 7 6 6 0 6 6 8 ． 叶志 ， 樊洪海 ， 张吲斌 ， 等． 深水钻井地质 灾害浅层水 流问题研 究E J ] ． 石油钻探技术 ， 2 o 1 o ， 3 8 6 4 8 5 2 ． Ye Zh i ，F a n Ho n g h a i ， Zh a n g Gu o b i n，e t a 1 ．I n v e s t i g a t i o n o f s h a l l o w wa t e r f l o w in d e e p wa t e r d r i l l i n g E J ] ． P e t r o l e u m D r i l l i n g Te c h n i q u e s ， 2 0 1 0， 38 6 4 8 5 2 ． 王松 ， 宋明全 ， 刘二平． 国外深水钻井液技术进 展E J ] ． 石油钻探 技术 ， 2 0 0 9 ， 3 7 3 8 - 1