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王锡洲：几内亚湾深海钻井风险分析及应对方法 几内亚湾深海钻井 几内亚湾深海钻井 风险分析及应对方法 中国石油化工股份有限公司科技开发部 王锡洲 摘 要：深海石油勘探作业已成为当今世界石油勘探业的发展重点，我国深海钻井装备严重滞后于当今世界先进水平， 深海钻井、完井工艺技术发展缓慢，深海钻探处于初级阶段。“尼日利亚”项目位于几内亚湾深海区域，是我国海外石油能 源业务的重点领域。该文在经过大量资料分析的基础上，重点研究了几内亚湾深海勘探区块钻井存在的风险影响因素，并 提出了风险评价和预防控制方法，对指导该区域深海钻井具有重要意义。 关键词： 油气勘探 深海钻井 风险分析 预防控制 DOI: 10.3969/j.issn.1002-302x.2010.02.017 尼日利亚贝宁湾略麦隆比 奥 尼日利亚 贝宁湾 略麦隆 比 奥 科 岛 普林西比 高，油气产量已接近峰值，世界新增油气储量已由陆 地、浅海转向广阔的深海水域。近年全球获得的重大 勘探发现中，有近50%来自深水海域，其中墨西哥湾、 巴西海域、西非深海以及中国南海是最具前景的深海 油气区。 加篷 e刚果我国从20世纪70年代开始海上石油勘探开发，但 e 刚果 由于参与深海作业的成本相当昂贵，技术上的要求也 比较高，我们的钻探工作主要集中在水深500m 以内的 浅海区域，深海钻井技术已严重滞后于世界先进水平。 尼日利亚项目是我国具有作业决策权的海外 深海风险勘探区块，我们可以通过对该区块钻井作业 的设计和技术引进管理，深入了解深海钻井的核心技 术，提升独立开展深海勘探开发的能力。 尼日利亚项目地理位置上位于大西洋几内亚 湾。几内亚湾位处东经4°~8°、北纬1°~3°,面积 34548km2, 水深为1400～2000m, 地质上处于尼日尔三 角洲盆地 (Niger Delta),油气资源丰富，但沉积和构 造特征较为复杂(图1)。 几内亚湾内主要有北东向和南东向信风。北东向 信风基本上不能达到北纬7°以南；南东向信风生成于 南半球，其特点是全年内横跨赤道，雨季达北纬15°, 旱季达北纬7°。最强信风的月平均速度为5m/s, 主要 图 1 几内亚湾地理位置图 发生在雨季；最弱信风的月平均速度为2.5m/s, 主要 发生在旱季。 大量资料分析表明，几内亚湾全年相对湿度较 高，约为80%;大气压力介于旱季的101kPa 和雨季的 101.4kPa之间；日空气温度在雨季为23～33℃,旱季为 20～25℃,并随雷暴的发生而产生剧烈的变化。 一 、几内亚湾深海钻井风险影响因素 影响到几内亚湾深海钻井的主要因素有如下七 点 。 1.雷暴、暴风和波浪 雷暴、暴风和波浪对深海钻井的影响主要使钻井 船的稳定性变差、波动过大，会导致一系列的钻井事 2010年第2期 · 石油科技论坛61 环 环 球 石 油 故山，并贯穿整个深海钻井工序，而几内亚湾深海恰 存在雷暴多发区域，频率达到1000～1500次/a。 2.水下洋流 水下洋流在深海钻井方面的影响主要是增加了船舶 作业和水下系统作业的难度，以及隔水管的额外载荷。 几内亚湾水下洋流速度基本上小于0.4m/s, 对深 海钻井作业比较有利。分析以往的钻井资料，该区域 也没有涡流等其他对作业影响较大的洋流。 3.水深 海洋油气勘探开发通常按水深加以区别：400m 以 内的浅水域为常规水深作业，400～1500m为深海作业， 深于1500m为超深海作业。几内亚湾勘探区域水深一 般在1400～2000m范围内，属于超深海，对钻井作业的 影响很大(图2)。 长隔水管 长隔水管 重负荷 大型设备 昂贵的 要录蒿 深共“Dep Dnill 浅层气 ·疏松的表层 图2 深海影响因素 4.浅层地质灾害 浅水流 (Shallow water flow)出现在深海(水深 400～2500m) 的超压、未固结砂层中，是深海油气开 发中常遇到的地质灾害叫。浅水流极易引起井壁垮塌， 破坏基底的稳定性，形成能够造成“冰堵”的气体水 合物，导致井眼报废，影响固井质量。 浅层气(Shallow gas)通常指海床以下1000m之内 聚积的气体，有时它以含气沉积物(浅层气藏)存在， 有时它以超压状态(浅层气囊)出现，有时它直接向 海底喷逸，是深海油气勘探开发中十分危险的灾害地 质类型U。 根据几内亚湾AKPO-3 井的钻井资料，发现在钻 进过程中遇到了浅层气和浅水流，只是程度较为轻 微，没有构成严重的影响。 5.水合物 天然气水合物 (Natural Gas Hydrate,简称 Gas Hydrate),它是在一定条件下(主要是高压和低温),由 水和天然气组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶 化合物，其遇火即可燃烧，所以又称“可燃冰”。 在深海钻井过程中遭遇天然