重庆科技学院研发“泥浆密度动态调节装置”助力南海深水油气勘探

海洋深水表层钻井泥浆密度实现全自动、精确控制,对减少井喷、井漏等事故,提高钻井效率和安全性具有重要作用。日前,由中海石油(中国)有限公司牵头完成的“超深水半潜式钻井平台‘海洋石油981’研发与应用”成果获2014年度国家科技进步奖特等奖。这是我国首座自主设计、建造的第六代超深水半潜式钻井平台,而其中应用的“泥浆密度动态调节装置”来自重庆科技学院。

“在海底没有安装防喷器和隔水管之前,深水表层钻井风险很大。”重庆科技学院教授雷宗明说,泥浆是广泛使用的钻井液,但在钻井时,不同井深需要的泥浆密度并不相同。若泥浆密度不合适,在井底产生的液柱压力不能够平衡地层压力,就容易发生井喷、井漏等严重事故。

他表示,若要根据不同井深改变泥浆密度,可以用高密度的泥浆(重浆)与海水按一定比例混合后实现。以前,我国采用的技术基本都是由人工确定海水进口阀的开度和重浆进口阀的开度来控制重浆与海水的混合比例,从而改变泥浆密度,但这与井下实际需要的泥浆密度存在较大误差。

“在南海深水油气勘探过程中,我国也曾引进过国外的动态压井钻井工艺技术及装备,但成本太高,在技术服务上还受制于人。要真正实现自主钻井,就必须自主研制和掌握相关技术。”雷宗明称。

2009年初,重庆科技学院启动了“泥浆密度动态调节装置”的研制工作,着力解决了三个关键技术难题:一是多相流体混合器的效率及精度问题;二是泥浆密度实时动态调节控制问题;三是深水表层无隔水管钻井随钻井底压力预测问题。

“我们形成了一套完整、具有自主知识产权的深水表层动态压井钻井工艺装置和技术,填补了国内相关领域的空白。”他表示,自2012年以来,该装置已在“海洋石油981”、“南海八号”、“南海九号”钻井平台上得到应用,在主要技术指标上都优于现有的国外装置。

以“海洋石油981”的应用效果为例,其精度可达到±0.02克/立方厘米,排量为5.2立方米/分钟,能自动设置和追踪泥浆密度;而国外一家公司研制的同类装置,精度为±0.05克/立方厘米,排量为4立方米/分钟,无法自动追踪泥浆密度。

据悉,围绕这一装置及相关技术,目前重庆科技学院已获得国家专利4件,软件著作权1件。在市科委开展的科技成果鉴定中,专家认为该装置整体技术达到国际先进水平,支撑了国家深水油气资源的勘探开发,有良好的应用前景。

来源：重庆市人民政府网