第1章 概述 ……………………………………………………………………………… 1

1.1 深水鉆完井技術現狀…………………………………………………………… 3 

1.2 深水鉆完井面臨的挑戰 ………………………………………………………… 4

1.2.1 水深 …………………………………………………………………… 4 

1.2.2 海底低溫 ………………………………………………………………6 

1.2.3 淺層氣及淺水流 ……………………………………………………… 6 

1.2.4 水合物 …………………………………………………………………9 

1.2.5 孔隙壓力與破裂壓力安全窗口窄 ……………………………… 10 

1.2.6 深水井控……………………………………………………………11 

1.2.7 環保 …………………………………………………………………… 13

第2 章 深水鉆井裝備 ………………………………………………………………… 15

2.1 深水鉆井裝備特殊要求 ……………………………………………………… 17 

2.2 關鍵深水鉆井裝備 …………………………………………………………… 18

2.2.1 深水鉆機……………………………………………………………… 18 

2.2.2 隔水管系統…………………………………………………………… 26 

2.2.3 水下防噴器系統 ……………………………………………………… 37 

2.2.4 深水測試系統 ………………………………………………………… 44 

2.2.5 水下井口與采油樹 …………………………………………………… 47 

2.3 特殊深水鉆井裝備 …………………………………………………………… 51

2.3.1 快速混漿裝置系統 …………………………………………………… 51 

2.3.2 雙梯度鉆井系統………………………………………………………… 52 

2.3.3 井底恒壓鉆井系統 …………………………………………………… 56 

2.3.4 水下井口切割回收工具 ……………………………………………… 58

第3章 深水鉆井設計 ………………………………………………………………… 63

3.1 淺表層地質災害控制技術 …………………………………………………… 65

3.1.1 淺層地質災害影響…………………………………………………… 65 

3.1.2 淺層地質災害預測方法 ……………………………………………… 65 

3.2 表層鉆井設計和作業技術 …………………………………………………… 67

3.2.1 深水表層鉆井設計 ……………………………………………… 67 

3.2.2 深水表層作業風險及應對措施 ……………………………………… 70 

3.3 深水地層孔隙壓力預測技術 ………………………………………………… 71

3.3.1 孔球壓力預測的Bryant 方法 …………………………………… 71 

3.3.2 孔障壓力預測的 Alixant方法 ………………………………………72 

3.3.3 孔隙壓力預測的Eaton 方法 ………………………………………… 73 

3.3.4 孔隙壓力預測的Holbrook 方法 …………………………………… 74

3.3.5 孔隙壓力預測的Dutta 方法 ………………………………………… 75 

3.3.6 孔隙壓力預測的 Bowers方法 ……………………………………… 76 

3.3.7 孔隙壓力預測的簡易方法………………………………………………79 

3.3.8 孔隙壓力預測模型優選 ……………………………………………… 79 

3.4 深水井身結構設計技術 ………………………………………………………… 80

3.4.1 鉆井中裸眼安全的壓力約束條件 …………………………………… 80 

3.4.2 井身結構設計方法 …………………………………………………… 81 

3.4.3 井身結構關鍵設計參數 ……………………………………………… 83 

3.4.4 各層套管下深設計 …………………………………………………… 87 

3.5 深水鉆井水力學設計技術 …………………………………………………… 89

3.5.1 深水鉆井動態當量循環密度計算方法 …………………………… 89 

3.5.2 大直徑隔水管水力學及攜巖能力計算 ………………………………… 94 

3.6 深水鉆井井涌和井控技術 …………………………………………………… 97

3.6.1 深水井控安全余量 …………………………………………………… 97 

3.6.2 壓井程序 ……………………………………………………………… 98 

3.7 深水鉆井隔水管設計技術 …………………………………………………… 99

3.7.1 隔水管數學模型及其力學分析 …………………………………… 100 

3.7.2 深水鉆井隔水管動力學分析 ……………………………………… 103 

3.7.3 鉆井隔水管設計準則 ……………………………………………… 106

第4 章 深水完井測試設計技術 ……………………………………………………… 109

4.1 深水完井 ……………………………………………………………………… 111

4.1.1 深水完井策略和設計 ……………………………………………… 111 

4.1.2 深水完井工藝 ……………………………………………………… 116 

4.2 深水測試設計………………………………………………………………… 121

4.3 深水測試工藝………………………………………………………………… 123

4.3.1 深水測試模式 ……………………………………………………… 123 

4.3.2 深水測試井筒溫壓分布和水合物生成預測 ……………………… 124 

4.3.3 深水測試地面流程動態模擬 ……………………………………… 129