深水钻井采油技术与装备的深水 是一个包括超深水的泛指。如前所 述，深水（简称DW）、超深水（简称 UDW）和深井钻井（简称DD）、超深 井钻井（简称UDD），是近十余年来 海洋石油钻井不断向深水和深地层 钻井而形成、用以界别普通水深和 普通钻井井深区别的概念。一般以 ≥400m～≤1500m为DW，≥1500m（或 5,000ft）为UDW；一般钻井深度能力 ≥4,500m（或15,000ft）～≤7,000m （相当25,000ft）为DD；≥7,000m （相当25,000ft）为UDD。鉴于DW、 UDW和DD、UDD在技术与装备上与普通 水深和一般钻井深度在技术与装备 上虽然有很大共性，但也有其特殊 的技术与难度，故本文将对此进行 讨论。

深水海洋钻井采油与装备概述

深水和超深水钻井采油是当前世 界海洋油气开发发展的必然。

世界海洋油气开发必然向深水和超深水迈进的五大因素是：深水 和超深水占了海洋面积的绝大部 分。如前所述，地球的表面积为 5.11亿km2，其中海洋表面积为3.62 亿km2，占了我们人类生活和活动 面积与空间的三分之二以上；海 洋深度平均值高达3,730m。海洋深 度1,000～3,000m占海洋总面积的 12.88%；海深3,000～6,000m占了海 洋面积的绝大部分，达73.83%。这占 海洋总面积86.71%的神奇深水海域， 自然是人类十分关注的海洋石油开 发的重点。

普通水深的油气开采已接近饱 合,而深水和超深水海洋具有令人 鼓舞的油气储藏：在20世纪50～90 年代，世界油气开发主要集中在 400m以内常规水深范围内，每年投 入300～700艘平台，年钻井口数数 以千计。历时约半个世纪的采油， 常规水深的油气资源，已被大部分 发现和开采，据“深水原油生产的 增长”（E&P 2003年7月号，P.72）报道预测，在300m（或1,000ft） 以内浅水水深，在2003～2007年时 期内，原油下降保持稳定在10.67 万m3/d（671,000bbl/d）左右；而 2000～2006年深水和超深水海域具有 令人鼓舞的油气储藏发现，如2002 年4月开始，我国由财政部出资、国 土资源部组织、中海油总包，合作 方为哈斯基公司，在南海陆坡水深 1,480m（南海珠江口盆地的流花32区 块LW311井，北距香港250km）完钻井 深3,843m，钻遇56m气层、估算天然 气超过千亿方（2006.7.18XBI能源投 资参考）；又如2006年8月，美国宣 称在墨西哥湾通过深井勘探，发现 美国有史以来的特大油田，储量达 150亿桶即23.85亿m3。

普通水深的油气开发技术、工艺 与装备及其发展，提供了向深水和 超深水钻井采油的必要条件。随着 电子技术、宇航技术、造船工业、 机械工业等行业的飞速发展，带动 了海洋油气勘探开发技术的迅速发展；海洋石油钻采平台和相应配套 装备，逐年从浅水向深水推移。 1 9 7 0年，最深勘探钻井水深 达456m；1979年接近1,500m（为 1,486.2m）；1987年，钻井工作水 深突破2,286m（7,500ft），实际 达到2,292.4m（7,520ft）；2000年 末，海洋石油钻井工作水深达2,695m （8,835ft）；2003年2月中旬，钻井 工作水深突破3,000m，达10,011ft， 即3,052m 。

海底完井采油工作水深历年新 纪录为：1979年4月为189m；1985年 4月达383m；1991年3月达721m；1999 年达1,853m；2002年，壳牌公司在墨 西哥湾的大白油田（Great White） Alaminos Canyan 857区块，水深为 2,441m（8,009ft）进行采油；2009 年春，壳牌公司又在墨西哥湾的 perdido项目，再创海底采油工件水 深达2,852m（9,356ft）的纪录。 深水和超深水钻井采油成本由于 高的采油量而成本不再高不可攀。 随着技术的进步和新技术新材料的 不断开发应用，勘探开发的成本逐 年减低，由十多年前的当量桶油成 本6美元下降为2002年不足4美元。油 田建设周期也不断缩短，由10多年 前的8年下降为5～6年，建设周期的 缩短，使得项目的经济效益显著提 高，又进一步促进了深海石油开发 的发展。

高的油价更驱使深水和超深水 油气田开发。1997～2004年，由于油 价从最低至每桶约16美元后又逐渐 上升，至2004年初上升至每桶约35美 元，2005年每桶达70美元，2007年11 月，油价每桶突破90美元，至2008年 1月，油价每桶高达100美元，至2008 年7月3日，油价每桶最高达145.29美 元。海上移动式钻井平台从1996年的 567艘至2007年为650艘；平台工作水 深也骤增，如2006年，世界工作水深 ≥5,000ft的超深水钻井平台（船） 共111艘；近年来，设计建造了工作 水深超过3,658m（12,000ft）、钻井 深度达到12,192m（40,000ft）、钻 机绞车功率增至7,200hp的海上移动 式钻井平台。可见由于油价暴涨， 深水和超深水钻井采油更加有利可 图。但也必要指出，随着2008年下半 年美国金融海啸的到来，国际油价 大幅度暴跌，从2008年7月17日油价 跌至每桶129.29美元之后，2008年12 月24日，油价每桶跌至33.35美元， 2008年12月31日，油价缓慢回升至每 桶44.60美元，之后油价回升排徊在 每桶80～100美元左右，深水油气开 发的进程速度可能会因油价变化而 有所变化，但总的向深水和超深水 开发的目标不会改变。

深水和超深水钻井装备与普通水 深钻井装备的主要不同点

深水和超深水钻井平台（船）与 普通水深钻井平台（船）的主要不 同点： 普通水深一般＜400m（也有按 ＜1,000ft即305m论定），在勘探钻 井或井口平台生产钻井中，多用日 租费较为经济的自升式钻井平台； ＜20m水深还可用更为经济的座底 式钻井平台钻井；＞100m水深也有 用半潜式钻井平台或钻井船进行勘 探钻井或多井口基板的预钻生产井 的。而≥400m～≤1,500m的深水和≥ 1,500m的超深水勘探钻井（含部分的 生产钻井）则只能采用半潜式钻井 平台或钻井船。

深水和超深水钻井平台（船） 与普通水深钻井平台（船）在船体 结构及相应适应海洋环境条件的设 计、建造方面大同小异。但由于深 水和超深水钻井是在离岸较远的海 区进行，要求抗风、浪、流等海洋 环境条件更为恶劣；为满足深水和 超深水及深井和超深井条件下的钻 井作业，平台上需要存放大量的钻 井器材，钻井平台（船）的自持能 力要求也高，故平台（船）装载能 力大增，主尺度和排水量相应巨 增。因此，平台适应海洋环境的设 计条件和其它设计参数（工作水 深、钻井深度能力、可变载荷及相 应主尺度和排水量等）指标条件要 求也显著增高。

深水和超深水作业的锚泊定位、 锚缆/链长度及抗拉强度大增；动力 定位的驱动功率、定位精度、可靠 性等要求更高。

超深水和超深井钻井和动力定位 要求更大的电力负荷，更高的变频 控制精度与灵敏度；防火、救生配 备设备的能力、可靠度要更高。 深水和超深水钻井设备与普通水 深钻井设备的主要不同点：深井和 超深井主钻井设备的钻井深度能力 一般≥9,000m～12,000m或更高，而 常规水深钻井主设备的钻井深度能力一般≥4,500m～≤9,000m。 深井和超深井浮动式钻井水下设 备全都配备常规的无导向绳声学导 引联结与控制的水下BOP组；水下BOP 组的功能更全；水下BOP组的控制全 部采用数字编码的多路传输控制另 加水下BOP组的声学控制；水下井口 头的抗弯强度也相应大幅度提高； 为适应深水和超深水作业，立管长 度大增，除必需采用高性能浮力式 立管外，立管张紧器的张紧能力和 数量均需增加；为适应大量大吨位 立管的起吊、安装，需要大吨位的 立管吊机及相应的机械排放装置。 为适应深水和超深水安装水下 BOP组和立管的作业及一开至三开钻 井作业的效率，采用双井架（或一个 半井架）、双钻井系统不可避免。

为适应超深水、超深井钻井作 业，必须采用双压力梯度钻井液的钻 井工艺与相应的装备；并应采用高强 度组合钻具及相应的变径闸板BOP。 深水和超深水采油装备与普通水 深采油装备的主要不同点

深水和超深水采油平台（船）与 普通水深采油平台（船）的主要不 同点：普通水深采油平台多用造价 较为经济的导管架式固定平台（含 部分无钻井装备的井口平台），部 分采用其它型式的固定式采油平台 或自升式采油平台；＜20m水深还可 用座底式平台采油；＞100m水深也有 用半潜式生产平台或船式FPSO。而≥ 400m～≤1,500m的深水和≥1,500m的 超深水采油则多采用半潜式FPS（或 FDPSO）、船式FPSO、Spar或TLP平 台。

深水和超深水采油平台（船） 与普通水深采油平台（船）由于平 台（船）类型不同，在设计、建造 方面差异很大。由于深水和超深水 采油是在离岸较远的海区进行，要 求抗风、浪、流等海洋环境条件更 为恶劣；为满足深水和超深水及深 井和超深井条件下的生产井钻井作 业，平台上也需要存放大量的钻井 器材；采油平台（船）长期在远海 作业，其安全可靠性和自持能力要 求很高；要求平台（船）要储存自 身生产的大产量原油，故装载能力 大增，主尺度和排水量相应巨增。 深水和超深水采油作业的半潜 式FPS、船式FPSO锚泊定位比普通 水深采油平台（船）要求更长的、 更高强度的锚缆/链，更高张力的 锚绞车，锚缆/链也不完全存储在 本身平台（船）上而部分存储在三 用工作船上；普通水深采油平台 （船）一般不需要动力定位，而≥ 1,500m～2,000m的半潜式FPS或船式 FPSO必需采用动力定位设备；普通水 深采油平台（船）从经济性考虑、 一般不需要TLP或Spar平台，TLP或 Spar平台仅适用于深水和超深水采油 作业。

深水和超深水采油、储油和卸 油，要求比普通水深采油平台（船） 更大的电力负荷；防火、救生配备设 备的能力、可靠度要求也高。

深水和超深水采油设备与普通水 深采油设备的主要不同点。

深水和超深水采油平台主钻 井设备的钻井深度能力一般≥ 9,000m～12,000m或更高，而常规水 深钻井设备的钻井深度能力一般≥ 4,500m～≤9,000m。

深水和超深水采油平台的钻井水 下设备除半潜式FPS和船式FPSO配备 常规无导向绳声学导引联结的钻井 水下设备外（部分采用带有环境安 全保护的水面BOP钻井设备）， Spar 或TLP平台则全部采用带有环境安全 保护的水面BOP钻井设备。

深水和超深水半潜式FPS和船式 FPSO多配备海底湿式采油树、海底管 汇以及控制采油树与管汇的平台控 制传输系统、水下控制系统、电力 与控制管线以及从采油树与管汇输 至水面的油、气、水管线等。 Spar 或TLP平台采油大部分采用平台干式 采油树；对于Spar或TLP平台的卫星 井采油，也采用海底湿式采油树、 海底管汇以及控制采油树与管汇的 平台控制传输系统、水下控制系 统、电力与控制管线以及从采油树 与管汇输至水面的油、气、水管线 等装备。而常规水深采油多配备导 管架式采油平台，因此，全部采用 水面干式采油树，也有卫星井采用 常规水深的湿式采油树及其控制系 统，但其技术要求与造价相对低很 多。【未完待续】