石油泥浆工毕业论文

1>本文是针对煤田复杂煤岩地层，为了减少发生钻具折断、烧钻、掉钻头、跑钻、岩芯挤夹、钻孔掉块、坍塌等钻探事故，笔者总结了煤田地质钻探的质量控制措施。1钻探施工原则煤田综合地质钻探必须有严密的施工组织和统一协调的指挥，各种施工原则和顺序严格把握并落到实处，才能达到综合钻探技术经济合理的目的。施工严格遵循以下原则：(1)先施工基本工程、后施工加密工程；1-2km地震网，控制全区总体构造形态；500-1O00m地震网结合1-2km钻探区控制确定初期采区范围，并可作为初步设计的依据。(2)先疏后密、循序渐进。这是规范规定的施工原则。设计和施工过程中，将各勘探工程按此原则划分为若干期施工，每期工程后，需提交相应的中间资料，以此优化调整后期工程，总体推进整个项目的完成。(3)钻孔在地震测线上施工。使每个钻孔充分发挥一孔多用的作用。因地面影响不能施工时，移动孔位需经项目组重新研究确定。2 强化施工质量管理体系在煤田地质钻探中，我们严格按照原煤炭部颁发的《煤田地质钻探规程》、《煤田勘探钻孔工程质量标准》、《煤田地球物理测井规程》、《煤炭资源地质勘探抽水试验规程》及全国矿产储量委员会颁发的《煤炭资源地质勘探规范》执行。具体做法是：钻孔设计由技术方下达后，必须由业主、设计部门、施工方、监理审核后签字，设计方可生效。开工必须填写开工通知书，经业主、监理、技术方、施工方验收钻探设施、机械设备、材料供应、场地设施并在开工通知书上签字后方可开工。杜绝不具备开工条件而硬性施工的现象，同时又避免了工程前期质量没有保证的弊病。3 冲洗质量控制(1)松散破碎地层：由于在此地层主要采用大径钻具钻进，增加冲洗液冲孔时的过流断面，减少液流阻力以及冲洗液的压力激动而引起孔壁破坏；同时，采用优质低固相冲洗液保护孔壁，冲洗液各项指标以控制在下列范围为官：黏度18-25 S，比重1.05-1.15，失水量每30min小于15 ml，泥皮厚度小于1 mm，含砂量小于4%，pH值8-9。(2)水敏性地层：此类地层主要是采用钻进冲洗液护孔，冲洗液的滤液性能和泥皮质量(或孔壁网状膜结构强度)是影响孔壁稳定的关键因素。因此，控制钻井液失水量，增强泥皮强度或冲洗液在孔壁所形成的高分子网状结构“胶膜”强度，减少冲洗液中自由水的含量，降低滤液对岩石的渗透水化和提高滤液对岩石的胶结力是至荚重要的。冲洗液性能为：失水量小于10mL，泥皮厚小于l0inn。(3)漏、涌水地层：这类地层在煤田施工中难度是最大的。根据岩石结构与长期施工经验，煤系地层的漏失大多由于裂隙漏失和含水量水层层位漏失与松散破碎孔隙产生的长孔段漏失。在现阶段，胶结堵塞法比较适用于较小的涌水地层。主要配方是浓泥浆中加入质量分数为50X10 的PHP，再加入惰性材料搅拌均匀，随着钻进可逐渐堵塞漏失通道。4 掏穴作业质量控制(1)掏穴前应将井内的岩屑冲干净，确保井眼畅通。(2)下入液压割管刀前在井口必须做开刀试验，同时记录水泵的压力，记录当打开刀体到下位时的最大压力数值，注意观察工具开合是否灵活，打开后的直径是否符合设计要求。(3)下钻时要稳、慢，防止刀具碰撞套管或损伤刀刃，一旦遇阻应上提钻具，人工回转钻具后试下放，顺畅后继续下钻，否则起钻通井。(4)工具下放到掏穴井段后先开车慢速回转并试开泵，逐步向孔内增加流量，观察泥浆泵压力是否达到设计值及开车回转时的扭矩。如果扭矩大则减小泵量，这样可以减小刀体的直径，回转阻力变小。(5)铣割玻璃钢套管时，先将钻具下到设计位置后，开车慢速回转，逐步调整好泵量达到刀体最大值时，可以给压钻进实施铣割作业。(7)每掏穴0.5 m，应放慢进尺或停止进尺，加钻孔漏失后，首先向孔底压入麦杆、锯末等材料，然后在把钻具提离孔底，调整泥浆性能，最后开始钻进，边钻进边堵漏，直到深入达到一定标准后，钻孔停止漏失，恢复正常钻进。5 瓦斯抽放质量控制瓦斯是与煤炭伴生的优质洁净能源，其主要成分是甲烷(CH4)。瓦斯是一种宝贵的资源，原始状态的瓦斯赋存于煤层或邻近煤层的岩层中，相对密度比空气小，具有一定的释放压力，在煤矿开采过程中，随着煤岩层的移动而释放出来，极易引发瓦斯突出、爆炸、燃烧等恶性事故，时常引起重特大瓦斯事故的发生，是煤矿安全生产的大敌。井下钻孔瓦斯抽放技术是在井下的巷道中设置钻场，顺煤层或穿煤层进行钻进抽取瓦斯，目前国内煤矿使用的主要方法有：顺层密集长钻孔抽放、网格式穿层钻孔抽放和顶板走向长钻孔抽放邻近煤层瓦斯技术，其中后者是针对高瓦斯无煤柱综采或综放工作面的特点，为解决瓦斯超限问题，采用沿开采层顶板岩层走向布置迎面定向水平长钻孔代替顶板瓦斯巷道抽放上邻近层瓦斯。该抽放方法与顶板岩巷抽放法、顶板穿层短钻孔抽放法相比，技术上和经济上具有显著的优越性。尤其对于采掘接续紧张的矿井，其优越性更为突出。6 其他6.1 地质与钻探密切配合各类钻探手段的应用均服从于煤田勘查的地质任务。(1) 钻探人员要了解矿井设计开拓方案及设计、基建与生产部门对地质工作的要求，了解煤田区内地质体的特征、变化规律以及要解决的主要地质任务。据此在资料采集、处理及解释阶段作好各项研究分析工作，“需要什么，研究什么”，从获得丰富信息的各类地震时间剖面中提出相应的地质成果。(2)煤层厚度及奥灰顶界深度等资料，用钻探予以验证。对验证中存在的差值，经地质人员综合分析，及时反馈到理论上予以总结与提高，不断地往复，极大地提高地震勘探工作精度，开拓新的应用领域。6.2 完善钻探效率定额众所周知，影响钻探效率的原因很多， 并非完全由钻探设备决定。因此， 以钻探设备为依据来确定钻探效率定额， 必然不能对提高钻探效率起促进作用。为了完善钻探效率定额，应将设备与其他影响因素， 以及管理措施统一起来考虑。其他措施还包括注重技术人才培养与使用，加大科研工作力度，解决生产技术难题，做好技术储备；并认真做好科研成果到生产力的转化工作。还要积极投身社会主义市场经济中，发挥煤炭地质单位的比较优势，在钻探延伸业-社会地质、岩土钻掘基础工程施工领域开拓自已的立足之地，走出自己的发展之路。 石化工程的质量管理探讨摘要：随着我国经济的发展及其对于石油的需求量越来越多，我国的石化建筑工程得到了突飞猛进的发展。但是石油工程施工具有投资相对较高、应用技术的科技含量高、风险性高、安全要求高等特点，其质量要求比一般工程要高得多。因而必须更加重视和加强石化建筑工程施工中的工程质量管理，提高石化建筑工程的施工质量。关键词：石油；石化工程；质量管理工程项目的质量管理是设计和施工管理中不可或缺的重要一环，有着极其重要的地位与作用。众所周知，石化工程项目是一个极其复杂的过程，其影响质量的因素很多，如设计、材料、机械、地形、地质、水文、气象、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度等，均直接影响着工程项目的施工质量。那么如何更好地开展石化工程质量管理与质量监督工作，确保工程质量是一个严峻的挑战。1 石化工程的特点石油化工项目除具有一般建设项目的共性外，还有其自身鲜明的特点。1.1 质量要求高石化工程涉及的专业广泛，建成后的生产装置大多处于高温高压、易燃易爆、有毒有害的苛刻条件下工作，属高危险性项目。建设项目的实现过程工程技术复杂，质量要求高，作业难度大，专业多，设备器材品种繁杂，检验严格，而且技术更新快，影响质量的因素不易掌控。1.2 技术难点多石化项目的实现过程技术难点集中体现在大型机组安装、大型储罐和设备制作、大型集散控制系统的组态和调试、大型设备的吊装以及特种材料的焊接等方面。这就要求参与石油化工项目建设的施工单位、设计单位、监理单位和总承包单位等责任主体必须拥有相应的技术和管理能力。1.3 其他施工周期长，跨越季节幅度大，地上地下作业，作业区抵御自然气候变化能力差；材料用量大，品种规格多，现场存储量有限，批次进场检验频繁；劳动层工种多，施工过程流水分段，立体交叉，主要工种作业重复递进；传统施工技术和现代施工技术并存，规范、标准具体明确；资金使用量大，周转期长。2 工程项目施工质量管理的含义质量管理是GB/T 19000采用ISO 9000-2000质量管理体系标准的一个质量术语，是指确立质量方针及实施质量方针的全部职能及工作内容，并对其工作效果进行评价和改进的一系列工。质量管理是一项系统工程．涉及各行业、各部门的各个领域，包含了产品质量、工程质量、服务质量和施工作业质量等，它贯穿于整个生产经营工作之中。就石化工程行业而言，质量管理主要是针对施工质量，其质量管理水平的高低，直接影响着石油化工的效益与发展。质量管理不仅是企业维持正常生产秩序的基础保证，更是石化工程施工活动中一项不可或缺的重要工作，在企业经营管理中占有重要的地位，是不可替代的。3 创新石化工程质量管理的探讨3.1 强化工程项目质量管理理念实行项目质量管理，观念转变是关键，要贯穿于实践过程的始终。唯有当工程项目人员树立起“以满足业主需求为准则，以追求工程建设最优为宗旨，以实现整体效益最大化为目标”的工作理念，石化工程公司才能取得工程项目质量管理的成功。为强化工程项目质量管理理念，可以做好以下几方面工作：第一， 将招标文件、工程原始资料和业主的需求变化作为工程设计管理的根本依据，将向业主提供优质服务作为工程管理的惟一目标。第二，项目人员要充分利用自己的才智，为业主提出可供筛选的多个方案和富有建设性的意见或建议。第三，要坚持采用先进适用技术，不懈追求工程设计的精益求精，实现质量与效益的最佳结合。第四，将主动的应变意识、灵敏的开放思维、快捷的反应能力和勇于承担挑战的信念，贯穿于工程设计项目管理的全过程。3.2 建立质量目标责任制企业必须层层建立质量保证体系，突出质量否决权，并实行重奖重罚，使职工的切身利益、企业的兴衰和产品质量紧密地联系在一起。该制度由质量检验和工序管理两个方面组成。质量检验包括对原材料、半成品、设备的检验。工序管理主要是建立质量管理点，消化工艺文件，严格工艺规律， 进行工艺分析， 管好人、机、料、法、环境诸因素中的主要要素。在质量保证体系运行中，应强调质量目标责任制，使参加施工的全体人员都有质量保证职责，任何质量工作都有专人管理。严格按照自检、互检、专职检制度，对每一道施工工序进行高标准、高质量的检查和监控。3.3 积极采用科学技术全面实施质量管理，努力提高施工技术水平是创造优质量工程的重要条件，施工质量控制与技术因素息息相关，技术因素除了人员的技术素质外，还包括装备、信息、检验和检测技术等。科技是第一生产力，体现在施工生产活动的全过程，技术进步的作用，最终体现在产品质量上。为了保证工程质量，应重视新技术、新工艺的先进性和适用性。在施工的全过程中，要建立符合技术要求的工艺流程、质量标准、操作规程，并建立严格的考核制度，不断改进和提高施工技术和工艺水平，以确保工程质量。3.4 完善质量管理的监控体系质量体系是为实现质量保证所需的组织结构、程序、过程和资源。企业按照IS09000标准建立的质量体系要覆盖工程质量形成的全过程并有效运行。企业首先要注重提高各级一把手的质量意识，发挥总工程师和技术负责人的重要作用，建立以经理为第一责任、总工程师全面负责、各级质量、技术管理部门和质量监督部门实施的监管体系，培养一批内审和管理、监督专家队伍。其次是项目管理机构应做到熟悉设计文件，并针对工程特点，施工难度及业主工作要求，配备相应人员，明确工职责，完善项目管理机构的监控体系，制订出具有可操作性和指导性的管理规划和实施细则，订出监控的工作制度、工作程序和措施，配备工程所需的检测设备，为管理工作的展开做好准备。第三是坚持“三检制”和隐蔽验收制度，每个分部、分项工程都严格按照国家工程质量检验评定标准进行质量评定。使施工现场事事、处处、时时、人人都严格按照质量管理制度和规范、规程办事，确保质量体系覆盖从工程开工到竣工验收的全过程，才能保证项目质量目标的实现。2.5 实行工程划分石油化工项目几乎都是庞大的系统工程，它们共同的特点是投资巨大、专业齐全、流程复杂、自动化控制。如果没有一个科学的工程划分。管理起来难免顾此失彼，相反如果工程划分得条理清晰，就可以采用分头管理，理连接的方法进行管理，达到事半功倍的效果。譬如：把一个单项工程分为若干个单位工程。由专人分别负责管理，然后找出这些单位工程互相联系和制约的关系，排定出每个单位工程的开工顺序和开竣工日期，把这些单位工程连接起来就基本形成了总体网络计划。在工程施工阶段，管理者可以轻松地指出不同时期关键工作在哪个单位工程的哪道工序上，时时能突出工作重心。即使工程建设不能顺利进行，也能清晰看出问题所在及由谁负责。便于分清责任和落实整改。同理，条理清晰的工程划分也有利于质量控制和费用控制。总之，石化工程的质量管理是一个系统工程，由于其产品生产周期长、自然环境影响因素多等特点，决定了质量管理的难度大。为了保证工程质量，我们必须把石化工程的质量管理纳入正规化、标准化中去，必须总结操作经验，在项目的实践中不断摸索前行。。。<2>齿轮箱的润滑油温度信号、油位信号、油流信号都是控制系统的输入信号，控制计算机根据不同的信号触发不同的控制程序，控制程序驱动相关的执行元件执行相关的操作，确保了齿轮箱工作于良好状态。在实际工作中发现由分配器通向各个轴承的强制润滑管被堵塞而致轴承烧死的现象。究其原因可能是油液过脏或过滤器滤芯损坏致脏物进入润滑管所致。建议：齿轮箱用油要使用符合要求的滤油机加入；滤芯要规定检查周期，以防滤芯破损后使脏物堵塞油路而致轴承烧损.风力发电机组齿轮箱在传动系统中的作用是等功率地将风轮获得的低转速的机械能转变成高转速的机械能，传动系统中的齿轮箱是载荷和转速匹配的中心部件。因此齿轮箱的运行状态和技术参数直接影响到整个机组运行的技术状态。正是由于齿轮箱的技术功能特点，在风力发电机组传动系统中的齿轮箱一般都设计有相应的监控设施，控制系统可以实时地监控其中的轴承温度、润滑油温，润滑系统的油压，润滑油位，并且根据环境条件的不同，配备有润滑油的加热和散热装置，控制系统可以根据润滑油的温度自动地启动散热装置和加热装置，以使齿轮箱尽可能地工作于最佳状态。1. 齿轮箱的监控系统齿轮箱的监控系统主要由润滑油温度传感器、润滑系统油流传感器、压力表、润滑油位传感器、散热装置、加热器等设施组成。系统的结构原理可以去看下图片：2. 齿轮箱监控系统与主控系统的关系温度传感器将箱体内的润滑油温度以模拟电压信号的形式发送到控制计算机，控制计算机首先将润滑油温信号和环境温度信号进行处理形成数字控制信号，根据控制信号的不同，计算机将触发不同的控制逻辑，控制逻辑输出相应的控制信号驱动继电器或发出报警信号，继电器的状态决定相应接触器的断开和闭合，接触器的状态直接控制相应执行元件的动作，如散热风扇的启动和停止、加热电阻的接通和断开、自动停机等。油位传感器根据润滑油位的高低发出一个开关信号，开关信号输入到计算机后触发相应的逻辑模块，判断逻辑根据信号的状态发出报警信号，控制机组自动停机或正常运行。油流传感器发出的也是一个开关信号，开关信号输入到计算机后触发相应的逻辑模块，判断逻辑根据信号的状态发出报警信号，控制机组自动停机或正常运行。3. 齿轮箱监控系统运行技术状态的判别以某种 660kW风力发电机组的齿轮箱监控系统为例，该齿轮箱的润滑系统采用了主动润滑方式，对于齿轮来说，属于飞溅润滑和喷淋润滑相结合的混合润滑，对于轴承来说则是强制性润滑。该润滑系统由齿轮泵、散热风扇、过滤器、油流传感器组成，其中的油流传感器用于检测润滑系统油流的状态，在正常工作状态下，该传感器会向控制计算机发出信号，表明润滑系统工作正常，如果润滑系统中过滤器堵塞或油流量不足而使系统的压力降低到一定值时，该压力传感器会立即中断向中心计算机发出的信号，控制计算机检测到该信号中断后，便立即发出报警信号并使机组停止运行。过滤器是油路系统中的另一个功能部件，在正常工作状态下，油流通过进油口进入滤芯外腔，经滤网过滤后进入滤芯内腔出油口；为了在各种状态下保证润滑油的流量，在过滤器中设置了一个旁路阀，目的是在滤网阻塞或气温较低引起润滑油的粘度增加时，打开旁路阀，一部分润滑油经旁路阀直接到达出油口，保证润滑系统有足够的供油量；另外过滤器上还设计了一个极限开关，当油路和滤芯内腔的压力差超过一定限度时，该极限开关便打开以指示滤网太脏，或润滑油粘度太大。温度控制是齿轮箱运行状态控制的另一个重要组成部份，以某种660kW风力发电机组的齿轮箱系统为例，控制系统实时地对齿轮箱的润滑油温度进行着监控。该温度控制系统有温度传感器、散热装置、加热装置组成。控制系统连续地读取齿轮箱温度传感器发来的温度信号，若环境温度高于15℃或齿轮箱润滑油温高于60℃，则控制系统使加热电阻断电，停止加热；冷却系统的控制原理是，当齿轮箱的温度高于60℃时，则启动散热器风扇，在此状态下即使齿轮箱的润滑油温降到了60℃时以下，散热器风扇也会继续工作一段时间再停止运行；如果控制系统检测到齿轮箱温度超过85℃，则发出报警信号并使机组停止运行，在此状态下应检查加热系统和散热系统是否工作正常，如果加热系统和散热系统工作正常则需检查齿轮的啮合状态和轴承的润滑状态和振动指标。齿轮箱的油位是保证齿轮箱正常运行的关键要素之一，在某种 660kW的齿轮箱上，除了设计有观察窗外，还设计有一个油位传感器，该传感器在齿轮箱内的油位低于设定值时向控制计算机发出信号，控制系统检测到该信号后立即发出报警信号并使机组停止运行。4. 结论和建议 齿轮箱的润滑油温度信号、油位信号、油流信号都是控制系统的输入信号，控制计算机根据不同的信号触发不同的控制程序，控制程序驱动相关的执行元件执行相关的操作，确保了齿轮箱工作于良好状态。在实际工作中发现由分配器通向各个轴承的强制润滑管被堵塞而致轴承烧死的现象。究其原因可能是油液过脏或过滤器滤芯损坏致脏物进入润滑管所致。建议：齿轮箱用油要使用符合要求的滤油机加入；滤芯要规定检查周期，以防滤芯破损后使脏物堵塞油路而致轴承烧损.（完）

钻井队小班分为钻台 机房 泥浆 三大工种，相对钻台来说机房和泥浆活比较轻松，泥浆工现在也叫钻井液工，平时主要负责配比泥浆，调节泥浆性能，最累的时候也就是搬家前的清罐和平时的加药品吧，干好了能当泥浆组长，也有后来提干的。钻井一个班一般都要上12个小时，休息24小时 刚上夜班你可能会不太适应 时间长了会慢慢习惯 希望这些对你有所帮助

相当艰苦，至于前途要看自己的努力了！知识掌握在自己手里，学会了就是自己的财富，以后自然有很大帮助。目前井队的工作机制都是上12小时休息24小时，听上去感觉这种上班的时间还算不错，但是当你真正踏入了你就明白了。说是上十二小时，但是连班的时候也是经常有的，至于这休息的24小时，除了睡觉，也没有别的时间去看什么了！钻井工人真的很幸苦，因为我也是其中的一员！!

深水石油钻井技术现状及发展趋势*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;关键技术全世界未发现的海上油气储量有90%潜伏在水深超过1000 m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400×108,t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500 m为深水,大于1500 m则为超深水。据估计,世界海上44%的油气资源位于300 m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,而巴西东部海域深水油气比例高达90%左右。20世纪90年代以来,由于发现油气田储量大,产量高,深水油气倍受跨国石油公司青睐,发展迅速。据估计,近年来,深水油气勘探开发投资年均增长30. 4%, 2004年增加到220亿美元。1999年作业水深已达2000 m, 2002年达3000 m。90年代以来,全球获近百个深水油气发现,其中亿吨级储量规模的超过30%。2000年,深水油气储量占海洋油气储量的12. 3%,比10年前增长约8%。2004年,全球海洋油气勘探获20个重大深水发现(储量大于110×108桶)。1998-2002年有68个深水项目,约15×108t油当量投产; 2003-2005年则增至144个深水项目,约4216×108t油当量投产, 2004年深水石油产量210×108,t约占世界石油产量的5%。2目前深水油气开发模式深水油气开发设施与浅水油气开发设施不同,其结构大多从固定式转换成浮式,因此开发方式和方法也发生了变化。国外深水油气开发中常用的工程设施有张力腿(TLP)平台、半潜式(SEMIOFPS)平台、深吃水立柱式(SPAR)平台、浮式生产储油装置(FPSO)以及它们的组合。3深水钻井关键技术3.1深水钻井设备适用于深水钻井的主要是半潜式钻井平台和钻井船2种浮式钻井装置。3.1. 1深水钻井船钻井船是移动式钻井装置中机动性最好的一种。其移动灵活,停泊简单,适用水深范围大,特别适于深海水域的钻井作业。钻井船主要由船体和定位设备2部分组成。船体用于安装钻井和航行动力设备,并为工作人员提供工作和生活场所。在钻井船上设有升沉补偿装置、减摇设备、自动动力定位系统等多种措施来保持船体定位。自动动力定位是目前较先进的一种保持船位的方法,可直接采用推进器及时调整船位。全球现有38艘钻井船,其中额定作业水深超过500 m的深水钻井船有33艘,占总数的87%。在这33艘深水钻井船中,有26艘正在钻井,有5艘正在升级改造。在现有的深水钻井船中, 20世纪70年代建造的有10艘, 80年代和90年代建造的各有7艘,其余9艘是2000-2001年建造的。其中2000年建成的钻井船最多,有8艘;其次是1999年,有4艘。目前在建的7艘钻井船中,均是为3000多米水深建造的, 2007年将建成1艘, 2008年和2009年将各建成3艘。钻井船主要活跃在巴西海域、美国墨西哥湾和西非海域。2006年7月初,正在钻井的26艘深水钻井船分布在8个国家。其中巴西8艘,占1/3;其次是美国,有6艘;安哥拉、印度和尼日利亚分别有4艘、3艘和2艘;中国、马来西亚和挪威各1艘。3.1. 2半潜式钻井平台半潜式钻井平台上部为工作甲板,下部为2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、支持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,到本世纪初,工作水深可达3000 m,同时勘探深度也相应提高到9000~12 000 m。据Rigzone网站截至2006年7月初的统计,全球现有165座半潜式钻井平台,其中额定作业水深超过500 m的深水半潜式钻井平台有103座,占总数的62%。在这103座深水半潜式钻井平台中,有89座正在钻井,有11座正在升级改造。其中31座是20世纪70年代建造的,最长的已经服役30多年; 40座是20世纪80年代建造的; 13座是90年代建造的; 19座是2000 -2005年建造的。此外,还有24座深水半潜式钻井平台正在建造。深水半潜式钻井平台主要活跃在美国墨西哥湾、巴西、北海、西非、澳大利亚和墨西哥海域。2006年7月初,处于钻井中的89座深水半潜式钻井平台分布在18个国家,其中美国最多, 24座,占总数的27%;巴西17座,挪威10座,英国6座,澳大利亚、墨西哥和尼日利亚各5座,其余国家各有1~3座。3.2深水定位系统半潜式钻井平台、钻井船等浮式钻井装置在海中处于飘浮状态,受风、浪、流的影响会发生纵摇、横摇运动,必须采用可靠的方法对其进行定位。动力定位是深水钻井船的主流方式。在现有的深水钻井船中,只有6艘采用常规锚链定位(额定作业水深不足1000 m),其余27艘都采用动力定位(额定作业水深超过1000 m)。1000 m以上水深的钻井船采用的都是动力定位,在建的钻井船全部采用动力定位。动力定位系统一般采用DGPS定位和声纳定位2种系统。声纳定位系统的优点: (1)精确度高(1% ~2% )、水深(最大适用水深为2500 m); (2)信号无线传输(不需要电缆); (3)基本不受天气条件的影响(GPS系统受天气条件的影响); (4)独立,不需要依靠其他系统提供的信号。声纳定位系统的缺点: (1)易受噪声的影响,如环境噪声、推进器噪声、测试MWD等; (2)折射和阴影区; (3)信号传输时间; (4)易受其他声纳系统的干扰,如多条船在同一地方工作的情况。3.3大位移井和分支水平井钻井技术海上钻井新技术发展较快,主要包括大位移井、长距离水平钻井及分支水平井钻井技术。这些先进技术在装备方面主要包括可控马达及与之配套的近钻头定向地层传感器。在钻头向地层钻进时,近钻头传感器可及时检测井斜与地层性质,从而使司钻能够在维持最佳井眼轨迹方面及时做出决定。由于水平井产量高,所以在国外海上油气田的开发中已经得到了广泛的应用。目前,国外单井总水平位移最大已经达11 000m。分支水平井钻井技术是国际上海洋油气田开发广泛使用的技术,近年来发展很快。利用分支井主要是为了适应海上需要,减少开发油藏所需平台数量及平台尺寸(有时平台成本占开发成本一半还多)。具体做法是从一个平台(基础)钻一口主干井,然后从主干井上急剧拐弯钻一些分支井,以期控制较大的泄油面积,或者钻达多个油气层。3.4深水双梯度钻井技术与陆地和浅海钻井相比,深海钻井环境更复杂,容易出现常规钻井装备和方法难以克服的技术难题:锚泊钻机本身必须承受锚泊系统的重量,给钻机稳定性增加了难度;隔水管除了承受自身重量,还承受严重的机械载荷,防止隔水管脱扣是一个关键问题;地层孔隙压力和破裂压力之间安全钻井液密度窗口窄,很难控制钻井液密度安全钻过地层;海底泥线处高压、低温环境影响钻井液性能产生特殊的难题;海底的不稳定性、浅层水流动、天然气水合物可能引起的钻井风险等。国外20世纪60年代提出并在90年代得到大力发展的双梯度钻井(DualGradi-entDrilling,简称DGD)技术很好地解决了这些问题。双梯度钻井技术的主要思想是:隔水管内充满海水(或不使用隔水管),采用海底泵和小直径回流管线旁路回输钻井液;或在隔水管中注入低密度介质(空心微球、低密度流体、气体),降低隔水管环空内返回流体的密度,使之与海水相当,在整个钻井液返回回路中保持双密度钻井液体系,有效控制井眼环空压力、井底压力,克服深水钻井中遇到的问题,实现安全、经济的钻井。3.5喷射下导管技术海上浅水区的表层套管作业通常采用钻孔、下套管然后固井的作业方式。在深水区,由于海底浅部地层比较松软,常规的钻孔/下套管/固井方式常常比较困难,作业时间较长,对于日费高昂的深水钻井作业显然不合适。目前国外深水导管钻井作业通常采用“Jetting in”的方式。常规做法是在导管柱(Φ914. 4 mm或Φ762 mm)内下入钻具,利用导管柱和钻具(钻铤)的重量,边开泵冲洗边下入导管。3. 6动态压井钻井技术(DKD)DKD(Dynamic killDrilling)技术是深水表层建井工艺中的关键技术。该技术是一种在未建立正常循环的深水浅层井段,以压井方式控制深水钻井作业中的浅层气井涌及浅层水涌动等复杂情况的钻井技术。其工作原理与固井作业中的自动混浆原理相似,它是根据作业需要,可随时将预先配好的高密度压井液与正常钻进时的低密度钻井液,通过一台可自动控制密度的混浆装置,自动调解到所需密度的钻井液,可直接供泥浆泵向井内连续不断地泵送。在钻进作业期间,只要PWD和ROV监测到井下有地层异常高压,就可通过人为输入工作指令,该装置立即就可泵送出所需要的高密度钻井液,不需要循环和等待配制高密度钻井液,真正意义上地实现边作业边加重的动态压井钻井作业。3. 7随钻环空压力监测(APWD)由于深水海域的特殊性,与浅水和陆地钻井相比,部分的上覆岩层被水代替,相同井深上覆岩层压力降低,使得地层孔隙压力和破裂压力之间的压力窗口变得很窄,随着水深的增加,钻井越来越困难。据统计,在墨西哥湾深水钻井中,出现的一系列问题,如井控事故、大量漏失、卡钻等都与环空压力监测有关。随钻环空压力测量原理是主要靠压力传感器进行环空压力测量,可实时监测井下压力参数的变化。它可以向工程师发出环空压力增加的危险报警,在不破坏地层的情况下,提供预防措施使井眼保持清洁。主要应用于实时井涌监测和ECD监控、井眼净化状况监控、钻井液性能调整等,是深水钻井作业过程中不可缺少的数据采集工具。3. 8随钻测井技术(LWD /MWD /SWD)深水测井技术主要是指钻井作业过程中的有关井筒及地层参数测量技术,包括LWD、MWD和SWD测井技术。由于深水钻井作业受到高作业风险及昂贵的钻机日租费的影响,迫使作业者对钻井测量技术提出了多参数、高采集频率和精度及至少同时采用2套不同数据采集方式的现场实时数据采集和测量系统,并且具有专家智能分析判断功能的高标准要求。目前最常用的定向测量方式是MWD数据测量方式,这种方式通常只能测量井眼轨迹的有关参数,如井斜角、方位角、工具面。LWD是在MWD基础上发展起来的具有地层数据采集的随钻测量系统,较常规的MWD增加了用于地层评价的电阻率、自然伽马、中子密度等地层参数。具有地质导向功能的LWD系统可通过近钻头伽马射线确定井眼上下2侧的地层岩性变化情况,以判断井眼轨迹在储层中的相对位置;利用近钻头电阻率确定钻头处地层的岩性及地层流体特性以及利用近钻头井斜参数预测井眼轨迹的发展趋势,以便及时做出调整,避免钻入底水、顶部盖层或断裂带地层。随钻地震(SWD)技术是在传统的地面地震勘探方法和现有的垂直地震剖面(VSP———VerticalSeismic Profiling)的基础上结合钻井工程发展起来的一项交叉学科的新技术。其原理是利用钻进过程中旋转钻头的振动作为井下震源,在钻杆的顶部、井眼附近的海床埋置检波器,分别接收经钻杆、地层传输的钻头振动的信号。利用互相关技术将钻杆信号和地面检波器信号进行互相关处理,得到逆VSP的井眼地震波信息。也就是说,在牙轮钻头连续钻进过程中,能够连续采集得到直达波和反射波信息。3.9深水钻井液和固井工艺随着水深度的加大,钻井环境的温度也将越来越低,温度降低将会给钻井以及采油作业带来很多问题。比如说在低温情况下,钻井液的流变性会发生较大变化,具体表现在黏、切力大幅度上升,而且还可能出现显著的胶凝现象,再有就是增加形成天然气水合物的可能性。目前主要是在管汇外加绝缘层。这样可以在停止生产期间保持生产设备的热度,从而防止因温度降低而形成水合物。表层套管固井是深水固井的难点和关键点。海底的低温影响是最主要的因素。另外由于低的破裂压力梯度,常常要求使用低密度水泥浆。深水钻井的昂贵日费又要求水泥浆能在较短的时间内具有较高的强度。3.10深水钻井隔水管及防喷器系统深水钻井的隔水管主要指从海底防喷器到月池一段的管柱,主要功能是隔离海水、引导钻具、循环钻井液、起下海底防喷器组、系附压井、放喷、增压管线等作用。在深水钻井当中,隔水管柱上通常配有伸缩、柔性连接接头和悬挂张力器。在深水中,比较有代表性的是Φ533. 4 mm钻井隔水管,平均每根长度为15. 2~27. 4 m。为减小由于钻井隔水管结构需要和自身重量对钻井船所造成的负荷,在钻井隔水管外部还装有浮力块。这种浮力块是用塑料和类似塑料材料制成的,内部充以空气。在钻井隔水管外部,还有直径处于50~100 mm范围的多根附属管线。在深水钻井作业过程中,位于泥线以上的主要工作构件从下向上分别是:井口装置、防喷器组、隔水管底部组件、隔水管柱、伸缩短节、转喷器及钻井装置,井口装置通常由作业者提供。4结论深水石油钻井是一项具有高科技含量、高投入和高风险的工作,其中喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、随钻测井技术、ECD控制等技术是深水钻井作业成功的关键。钻井船、隔水管和水下防喷器等设备的合理选择也是深水钻井作业成功的重要因素。另外,强有力的后勤支持和科学的作业组织管理是钻井高效和安全的重要保障。参考文献:[1]潘继平,张大伟,岳来群,等.全球海洋油气勘探开发状况与发展趋势[J].中国矿业, 2006, 15(11): 1-4.[2]刘杰鸣,王世圣,冯玮,等.深水油气开发工程模式及其在我国南海的适应性探讨[ J].中国海上油气,2006, 18(6): 413-418.[3]谢彬,张爱霞,段梦兰.中国南海深水油气田开发工程模式及平台选型[ J].石油学报, 2007, 28(1): 115-118.[4]李芬,邹早建.浮式海洋结构物研究现状及发展趋势[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2003, 27(5): 682-686.[5]杨金华.全球深水钻井装置发展及市场现状[J].国际石油经济, 2006, 14(11): 42-45.[6]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[J].中国石油勘探, 2005, 10(6): 71-76.[7]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, 18(2): 246-250.