微信公眾號(hào)
微信視頻號(hào)
微信公眾號(hào)
微信視頻號(hào)
100多年來(lái)世界海洋石油鉆井、完井采油及關(guān)鍵技術(shù)與裝備經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)期，本文將進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，供廣大讀者閱知。
1897年~1968年
1897年，在美加加利福尼亞州薩姆蘭德（Summ erland—避暑圣地）離岸約76.2米的木架碼頭上安裝鉆機(jī)鉆井，可視為世界上首次涉入海洋鉆井。 1911年，世界上第一座固定平臺(tái)鉆井裝置，豎立在美國(guó)路易桑納州的卡多（Caddo）湖上。 1925年，原蘇聯(lián)在里海建造的人工島上進(jìn)行石油鉆井。 1932年，美國(guó)得克薩斯公司用鉆井駁船“麥克布雷得號(hào)（Mcbride）”用數(shù)只錨定位在路易桑納州“花園島(Garden)”灣首次浮船鉆井，但由于船上鉆井器材太重而沉坐到海底，因而成為坐底式鉆井平臺(tái)的構(gòu)想。 1933年，按上述構(gòu)想而正式設(shè)計(jì)建造的“蓋娜松號(hào)（Giliasso）”成為業(yè)主建造的首座坐底式鉆井平臺(tái)在路易桑納州的“裴脫（Pelto）”湖鉆井，井深達(dá)1,377米。
1937年，由木質(zhì)樁插入水深4.3米泥底的、距海平面高4.6米的鉆井采油平臺(tái)，首次在墨西哥灣的海上鉆井，在海底約1,710米深獲得日產(chǎn)85.9立方米的海底石油。 1953年，一艘巡邏艇改裝的第一艘鉆井浮船“沙瑪瑞克斯號(hào)（Submarex）”，采用懸臂式鉆井井架，首次在加州岸外進(jìn)行浮式鉆井。 1954年，J.Ray Mcdermott公司建造了第一艘采用氣動(dòng)機(jī)械升降、可移動(dòng)的自升式石油鉆井裝置。 1955年，由YF型供應(yīng)駁船改裝的鉆井浮船“卡斯1號(hào)（Cuss1）”和具有中心船井的鉆井駁船“西方勘探者號(hào)”誕生。 1956年，美國(guó)雪佛隆（Chevron）公司在加州近海，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)世界上海洋采油井最深的采油記錄，其采油井深達(dá)4,036米。
1960年，由美國(guó)維高公司（Vetco）設(shè)計(jì)和制造的遙控鉆井和采油井口的操作系統(tǒng)，裝于殼牌公司（Shell）的“莫伯特（MOBOT）號(hào)”海洋石油鉆采裝置上。 1960年，我國(guó)用駁船安裝沖擊鉆，在海南島岸外鶯歌海鹽場(chǎng)水道口淺海打了井深約26米的兩口井，首次在海上獲得約150公斤的重質(zhì)原油。 1961年，美國(guó)環(huán)球海洋公司的“卡斯1號(hào)（Cuss1）”成為第一艘應(yīng)用舷外馬達(dá)推進(jìn)器的動(dòng)力定位鉆井船，同年，特別為海底工作而設(shè)計(jì)了防噴器(BOP)和控制系統(tǒng)。 1962年，第一艘半潛式鉆井平臺(tái)“碧水1號(hào)（Blue Water No.1）”投入使用（可視為第1代半潛式鉆井平臺(tái)誕生）。因其原為坐底式鉆井平臺(tái)，工作水深23米，為減少移位時(shí)間而在吃水12米的半潛狀態(tài)下拖航，發(fā)現(xiàn)在拖航狀態(tài)下平臺(tái)穩(wěn)定，可以鉆井的啟示而改裝成半潛式鉆井平臺(tái)。 1963 年，第一個(gè)工業(yè)用的海底防噴器組(BOP Stack)控制系統(tǒng)在美國(guó)卡姆倫（Cameron）公司出現(xiàn)。 1964年，我國(guó)茂名石油公司以“浮筒”拼裝的平臺(tái)裝上陸用鉆機(jī)，在海南島岸外的鶯歌海水道口作了浮式鉆井試鉆，水深約15米，鉆深388米，獲原油約10公斤。
1967年6月14日，在我國(guó)渤海海-1井井深2,441米發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流，試油結(jié)果為原油35.2噸/天；天然氣1,941立方米 /天。 1968年，一條設(shè)計(jì)完善的“格洛瑪·挑戰(zhàn)者（GLOMAR CHALENGER）號(hào)”動(dòng)力定位船開始在深海進(jìn)行以科學(xué)考察為目的大洋取芯鉆井作業(yè)；同年，海灣石油公司（Gulf Oil）在美國(guó)路易桑納州近海創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)海上鉆井深度為6,962米的世界記錄。 1970年~1979年 1970年，在美國(guó)加州近海，“伍德柯4號(hào)（WODECO IV）”鉆井浮船首次成功地采用了鉆柱升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器；同年，該船首次創(chuàng)造了用導(dǎo)向繩系統(tǒng)的鉆井水下設(shè)備、使用于456米水深的世界記錄；同年，鉆井船“格洛瑪·挑戰(zhàn)者號(hào)”創(chuàng)造了無(wú)導(dǎo)向繩鉆井系統(tǒng)在3,962水深重返井口的記錄。 1971年，美國(guó)Hunt石油公司在路易桑納州近海開創(chuàng)了采油井深度為6,248米的海上深井采油記錄。
1971年，我國(guó)在渤海“海四油田”正式建立了兩座固定式采油平臺(tái)，累計(jì)采油60.3萬(wàn)噸，是我國(guó)第一個(gè)海上油田。 1972年，第一座Spar平臺(tái)在北海投入使用；同年，我國(guó)大連船廠建成國(guó)內(nèi)第一艘電動(dòng)液壓升降的自升式鉆井平臺(tái)—“渤海一號(hào)”，并運(yùn)用于渤海海區(qū)的鉆井。 1973年，聯(lián)合石油公司（Union Oil）在加里曼丹近海最先應(yīng)用多井口的海底井口基板（多井口的井口盤）用于油田開發(fā)，和為以后使用導(dǎo)管架采油平臺(tái)的井口回接裝置創(chuàng)造了條件。 1973年，“大洋世紀(jì)(Ocean Century)號(hào)”矩形半潛式鉆井平臺(tái)建成，是世界石油雜志（World Oil，以下筒稱《WO》）2000年12期報(bào)道中建成最早、至今未升級(jí)改造、似為第2代半潛式鉆井平臺(tái)。鉆井工作水深為244米，鉆井深度能力為7,620米 (25,000ft)。 1974年，維高公司第一次推出了工業(yè)性的105Mpa（15,000PSI）工作壓力的浮式鉆井海底井口頭(套管頭)組，應(yīng)用在北海的“五角84號(hào)（PENTAGONE 84）”半潛式平臺(tái)進(jìn)行浮式鉆井。 1974年6月，由我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的第一艘雙體鉆井浮船“勘探一號(hào)”，在南黃海利用我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的鉆井水下設(shè)備試鉆成功，第一口探井鉆深1,500余米，之后又繼續(xù)成功鉆井8口（已退役）。 1974年，“JW Mclean號(hào)”半潛式鉆井平臺(tái)建成，1992和1996年完成升級(jí)改造，為第3代半潛式鉆井平臺(tái)。鉆井工作水深為381米，鉆井深度能力為7,620米；船體尺寸為長(zhǎng)64米×寬42.7米矩型6立柱平臺(tái)；（《WO》2000年12期報(bào)道，Transocean Co.推薦資料）。 1975年，第一個(gè)工業(yè)用多路傳輸和聲學(xué)海底鉆井控制系統(tǒng)在美國(guó)卡姆倫公司出現(xiàn)。 1976年，“七海發(fā)現(xiàn)者號(hào)（Discover Seven Seas）”鉆井浮船成功地采用電、液多路傳輸控制系統(tǒng)，用于無(wú)導(dǎo)向繩的水下BOP組的控制。 1977年，第一艘動(dòng)力定位半潛式石油鉆井平臺(tái)“賽德柯709號(hào)（Sedco709）”，在格陵蘭投入海上鉆井作業(yè)。
1977年，第一個(gè)電液多路傳輸海底采油控制系統(tǒng)在美國(guó)卡姆倫公司出現(xiàn)。1979年，世界海洋石油鉆井工作水深接近1,500米（為1,486.2米）。 1979年，我國(guó)開始海洋石油開發(fā)對(duì)外技術(shù)合作，與13個(gè)國(guó)家的48家石油公司簽訂了8個(gè)海洋地球物理勘探協(xié)議；1980年發(fā)現(xiàn)有利于油氣生成的珠江口盆地169個(gè)、鶯—瓊盆地47個(gè)、南黃海盆地74個(gè)，并在渤海友現(xiàn)BZ28-1、BZ34-2油田，在北部灣發(fā)現(xiàn)W-103油田，在瓊東南發(fā)現(xiàn)崖城13-1大氣田。
1981年~1989年
1981年12月，美國(guó)瓦科（Varco）公司將世界上第一個(gè)成功研制的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（TOP Drive syste米,簡(jiǎn)稱TDS）正式用于自升式鉆井平臺(tái)上進(jìn)行鉆井，替代了傳統(tǒng)的以轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆柱進(jìn)行鉆井，是石油鉆井的又一重大技術(shù)變革。同年，我國(guó)第一座坐底式鉆井平臺(tái)“勝利一號(hào)”投入極淺海石油鉆井作業(yè)。 1982年，封井壓力為105M pa（15,000 PSI）、垂直通徑為476毫米（18 3/4in）的海底BOP組、井口頭組及相應(yīng)工作壓力等級(jí)的節(jié)流壓井管匯正式在美國(guó)卡姆倫公司（Cameron）、維高公司（Vetco）、N.L謝弗爾公司(N.L Shaffer)等生產(chǎn)并正式用于浮式鉆井作業(yè)。 1983年，由歐洲經(jīng)濟(jì)共同體財(cái)政支持建造的張力腿平臺(tái)（Tension Leg Platfor米,簡(jiǎn)稱TLP）基本完工；1984年8月，第一座張力腿平臺(tái)（TLP）在北海Hutton油田安裝投產(chǎn)。 1984年9月，由巴西石油公司在巴西近海的PU—2號(hào)井創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)世界完井的工作水深紀(jì)錄，工作水深達(dá)307米（突破1,000ft）。 1984年，世界海洋石油鉆井的工作水深突破2,000米，達(dá)2,116米。同年5月，由我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的半潛式石油鉆井平臺(tái)“勘探三號(hào)”投入中國(guó)東海石油勘探鉆井，迄今已在東海成功鉆發(fā)現(xiàn)井逾20口。 1986年，世界海洋移動(dòng)式石油鉆井裝置發(fā)展到946艘，移動(dòng)式鉆井裝置從數(shù)量上發(fā)展到頂峰。
1986年建成、1996年完成升級(jí)改造的“Jack Baqtes號(hào)”半潛式鉆井平臺(tái)，為第4代半潛式鉆井平臺(tái)。鉆井工作水深為1,219米 （4,000ft)， 鉆井深度能力為9,144米 (30,000ft)；船體尺寸為長(zhǎng)64米×寬42.7米； 立柱為矩型4立柱平臺(tái)（《WO》2000年12期報(bào)道，Transocean Co.推薦資料）。 1987年，鉆井工作水深達(dá)2,292.4米（突破7,500ft）。 1987年，我國(guó)第一個(gè)對(duì)外合作開發(fā)的渤海埕北油田建成投產(chǎn)，年產(chǎn)原油40萬(wàn)噸。該油田共有8座平臺(tái)，其中最大的導(dǎo)管架儲(chǔ)油平臺(tái)甲板負(fù)荷達(dá)1.3萬(wàn)噸，可抗1.7米厚冰層的擠壓。 1987年，在北海愛德華E（Edward E），一個(gè)獲專利的特殊罐型Spar平臺(tái)用于海上采油。
1988年，世界海洋石油鉆井工作水深再創(chuàng)記錄，達(dá)2,328米。同年，由我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的當(dāng)今世界上第一座液壓步行式坐底式鉆井平臺(tái)“勝利2號(hào)”建成投入試用（已退役）。 1989年，在美國(guó)墨西哥灣587米水深的張力腿平臺(tái)(TLP)投入使用。
1991年~1996年
1991年3月，海底完井工作水深突破500米，達(dá)到721米，是由巴西國(guó)家石油公司在巴西近海的MRL—3號(hào)井創(chuàng)造的；同年，又在MRL—6號(hào)井，再創(chuàng)海底完井工作水深為752米的世界紀(jì)錄。 1991年，全世界投入海底完井操作使用的井?dāng)?shù)突破500個(gè)，實(shí)際達(dá)669個(gè)。 1991年7月，美國(guó)聯(lián)合石油公司在加州近海的A—21固定平臺(tái)上鉆井，其最大鉆井水平位移（HD）為4,535米，真實(shí)的垂直井深（TVD）為1,463米，比值HD/TVD=3.1；同年，其在加州近海的C30號(hào)井，以HD=1,485米，TVD=294米，創(chuàng)造了比值HD/TVD=5.05的高紀(jì)錄。 1992年3月，美國(guó)聯(lián)合石油公司在泰國(guó)灣的FUNAN E—7井，每天鉆井858米，用3天零19.5小時(shí)鉆完深度為3,273米的井，其快速鉆井世界紀(jì)錄亦是由該公司在泰國(guó)灣埃拉旺氣田鉆井創(chuàng)造的，其效率為1,850米/天。
1994年3月31日，由菲利浦石油公司用HYCALOG 12 1/4in DS34HG HYBRD PDC 鉆頭，24h進(jìn)尺2,211.03米，如以純鉆井14.7h計(jì)，效率為150.41米/小時(shí)，用一個(gè)PDC鉆頭鉆進(jìn)2,833米（是在54°定向井創(chuàng)造的）。 1995年，在美國(guó)阿拉巴馬州（Alabama）水域，由美孚（Mobil）石油公司，在Lower Mobile灣的S.L350—5 Tract 95區(qū)塊，創(chuàng)造了采氣井井深達(dá)7,393.23米的世界紀(jì)錄。 1995年，全世界投入使用的海底完井井?dāng)?shù)超過(guò)900個(gè)，達(dá)948個(gè)，占當(dāng)年實(shí)際擁有數(shù)（包括停待的井）1,340個(gè)的70,75%，比上一年實(shí)際投入使用數(shù)871個(gè)提高8.8%。
1996年，用于海上采油的第一代傳統(tǒng)的(Classic) 筒形Spar平臺(tái)“海王星號(hào)（Neptune）”入使用。 1996年，在日本三菱重工完成改造設(shè)計(jì)的勝利級(jí)(Vicory Class)笫4代半潛式鉆井平臺(tái)“大洋探索號(hào)(Ocean Quest)”（在日本三菱重工完成改造）、 “大洋明星號(hào)(Ocean Star)” （在Avondale船廠完成改造） 和“大洋勝利號(hào)(Ocean Vicory)” （在Avondale船廠完成改造）。其工作水深分別達(dá)1,067米 (3,500ft)、1,372米 (4,500ft)和1,524米（5,000ft）； 鉆井深度能力均達(dá)7,620米（25,000ft）；可變載荷均為5,000t；平臺(tái)上配備鉆機(jī)為Emsco C3或Oilwell E-3000；TDS為Varco TDS-4S；BOP系統(tǒng)為476毫米（18-3/4 in）、105Mpa。 1996年，在美國(guó)OCS海灣，由殼牌（Shell）近海石油公司在花園礁（Garden Bank）427的 OCS—G7493 AOU井，創(chuàng)造鉆井深度達(dá)7,881.82米的紀(jì)錄。 1996年7月，由挪威海事液壓公司(Maritime Hydraulics)成功開發(fā)了無(wú)絞車液缸升降型鉆機(jī)(Ram Rig)。它的優(yōu)點(diǎn)是省去了龐大笨重的絞車，用升降液缸替代了絞車，同時(shí)也替代了浮式鉆井龐大的鉆柱升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器，可降低成本約30％。于1999年和2001年分別裝備于建成的第5代半潛式鉆井平臺(tái)“西方未來(lái)Ⅱ號(hào)(West Future Ⅱ)”和“STENA DON”號(hào)〔其工作水深為2,438米 (8,000ft)，鉆深10,060米（33,000 ft)〕上及“西納維I號(hào)（WEST NAVION I）”鉆井浮船〔工作水深為2,500米、鉆深能力10,060米(33,000ft) 〕和“西.奧丁號(hào)(West Odin)” 鉆井浮船(工作水深為2,500米) 上。
京公網(wǎng)安備11010502053156號(hào)