2024年4月15日发(作者：寸雅辰)
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、CO
2
、N
2
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, 气化时生成大量气体, 生成或气化过程都伴有热效应。在海洋深水钻井作业中，由于
同时存在低温、高压、水、天然气这些必要条件，气体水合物很容易产生。在深水钻井作
业过程中，气侵钻井液在一定的温度和压力条件下可能会生成水合物，从而会堵塞BOP管
线、隔水管和水下井口头等。水合物对井控的影响最大, 可能会造成节流管线和防喷器组
堵塞, 也可能会堵塞在钻柱环空而限制钻具活动, 甚至造成卡钻。
4、浅层水流
2024年4月15日发(作者：寸雅辰)
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、CO
2
、N
2
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, 气化时生成大量气体, 生成或气化过程都伴有热效应。在海洋深水钻井作业中，由于
同时存在低温、高压、水、天然气这些必要条件，气体水合物很容易产生。在深水钻井作
业过程中，气侵钻井液在一定的温度和压力条件下可能会生成水合物，从而会堵塞BOP管
线、隔水管和水下井口头等。水合物对井控的影响最大, 可能会造成节流管线和防喷器组
堵塞, 也可能会堵塞在钻柱环空而限制钻具活动, 甚至造成卡钻。
4、浅层水流