中国的深海钻井平台技术

徐长发，华中科技大学，2020.4.25

由于深海石油开发难度大、技术含量高，投资密集，这项能力以前主要被美国、英国、法国、意大利、挪威、荷兰等西方发达国家垄断，在新兴经济体中，巴西的深海勘探技术也很先进。我国以前在海洋油气开发方面，特别是深海油气开发方面真可谓是一穷二白。

1982年，中国海洋石油总公司成立，中国开始有计划的引进、学习、实践、改进、创新有关海洋油气开发能力。先后在渤海、黄海、东海和南海，开发建设了80多个油气田，2009年油气产量达到3925万吨，2010年则突破5000万吨。

如今，中国海洋油气开发从浅海走向深海，自我建造和开发能力已经跻身世界前列，其中有不少技术已经领先世界了。

一.中国981深水半潜式钻井平台

海洋石油于2008年4月28日，开工建造“981深水半潜式钻井平台”、深水物探船、深水多功能勘察船、深水大马力起抛锚三用工作船、深水起重铺管船等大型装备。

981深水半潜式钻井平台，长114米，宽78米，面积与一个足球场相当;平台自重超过3万吨，有45层楼高;对3000米水深采用动力定位，对1500米水深采用锚泊定位，它是我国在世界上首次按照南海恶劣海况设计的，能抵御200年一遇的17级台风

981深水半潜式钻井平台是中国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台，它整合了全球一流的设计理念和一流的装备，整体具有国际先进水平，有多个项目世界首创，完全自主的知识产权。

2015年4月，“海洋石油981”钻井平台顺利完成海外首口深水井钻井作业，从海面算起的钻井深超过5030米，创造了中国深水半潜式钻井平台作业井深新纪录。

2015年6月25日，中国海事局宣布，中国将再次在南海部署“海洋石油981钻井平台”，进行油气勘探。

二.中国蓝鲸一号深海钻井平台

2017年2月我国建造了“蓝鲸一号”深海钻井平台，随后又制造了“蓝鲸2号”深海钻井平台;它们配置了高效的液压双钻塔和全球领先的闭环平台;是世界上最大、最先进的半潜式深海钻井平台;空船4.4万吨重;拥有27354台设备，4万多根管路;一个足球场面积;海面上方就有37层楼的高度;不怕最强的台风。

“蓝鲸1号”、“蓝鲸2号”的钻井深度能突破全球纪录，最大作业水深3658米，最大钻井深度15250米，也就是说钻井深度超过全球最深的海沟马里亚纳海沟，甚至超过全球最高的喜马拉雅山。一次出航最多可以携带近200根隔水套管，1000多根钻杆;双钻塔结构，一个钻塔负责井心钻探，另一个钻塔负责把短钻杆联结成长钻杆，并源源不断地提供给钻机使用，还自动地提供套筒，自动保证拼接精度高，气密性好，保证钻杆内的300公斤的液体压力不泄露，工作效率全球第一。

该钻井平台曾经在东海和南海用于可燃冰试开采。

三.海上钻井平台的品种和锚定方式

海上风激浪高水深，建造深海钻井平台是技术含量较高的，下面介绍海上钻井平台是如何固定作业的。

1. 固定式钻井平台

钻井平台直接固定于海底之上，是通过管架结构在海底将平台固定的，在整个使用寿命期内位置固定不变，不能再移动。一般工作水深在20m左右。某些钻采综合固定平台的工作水深超过90m。下图是一座典型的固定式钻井平台，A为生活区组块，C为钻井作业区组块，B为导管架组块，主要起固定作用。

固定式钻井平台只能在浅海区建造，不能重复利用，建造费用较高。

2. 自升式钻井平台

如下图所示，它是由平台、桩腿和升降机构组成，平台能沿桩腿升降。固定时，桩腿下放插入海底，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷，工作平台被抬起到离开海面的安全工作高度。打完井后，将平台降到海面，拔出并提起桩腿，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的钻井位置继续作业。

这种钻井平台只能在浅、中深海区工作，它可以重复使用，造价不高，无自航能力。

3. 半潜式钻井平台

如下图所示，其上部(黄色部分)为工作甲板，下部(灰色部分)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，波浪对平台的影响小，稳定性好、自持力强。这种平台固定方式主要通过锚链加动力控制系统，如果发生漂移，平台下面的8台全自动推进器会启动，把平台推回原来正确的位置，这里的自动平衡系统是根据海流和风速进行自动定位的，能让平台在海面上保持平稳不动。

半潜式与自升式钻井平台相比，优点是工作水深大，移动灵活;缺点是投资大，维持费用高，需有一套复杂的水下器具，有效使用率低于自升式钻井平台。

四.深海油气开采的大致过程

深海油气勘探的大致过程是：先派出勘探船给地球做个CT;通过地层纹理走向的图像，判断深海哪些地方可能有油气资源;然后用钻井平台打作业井，采样本分析含油构造，采集多个样本进行总产量评估;进行成本核算;最后才决定是否开采。这一系列的工作成本很高，在深海钻探一口油井的成本至少在1亿美元以上，是陆地同等产能油井成本的3—15倍，一座深水石油平台的造价就高达10亿美元以上，维持成本更是天文数字。一份统计资料显示，只有探明油田总储量超过2亿桶，深海石油勘探才能收回成本。

深海钻井存在巨大的漏油风险。因为深海油田压力是海平面的2000倍，钻井过程中如果地下油气压力大于钻井套管内部压力，就会发生井喷，会冲垮钻井平台，不仅破坏设备、破坏了油田，还会造成严重的环境污染。不过现在，已经有一套完整的办法，预测和防止井喷。

五.总结

我国在建造钻井平台方面是享誉全球的，也是世界领先的。除了为他国在浅、中海深开采油气，建造了不少的自升式钻井平台之外，还建造了不少为了深海钻探的半潜式钻井平台，这些都是第七代超深水的、作业水深和钻井深度全球最深的钻井平台。中国还建造了可以在北极圈内作业的半潜式钻井平台。这些技术和平台都是全球领先的。

此文章版权归属徐长发所有