中國深海油氣勘探開發再迎“利器”——近日，中國海油發布消息，中國自主研發的全球首套“一體式水下井口系統”在文昌海域海試應用成功，該系統可以使水下鑽井時的表層建井階段提速超40%，有效解決了傳統水下井口系統工程難度大、作業時間長和成本高等問題，實現海上油田更加經濟有效開發，對推動海洋石油工業高質量發展具有重要意義。

一體式水下井口關鍵部件組裝場景。 鄭金龍攝

水下井口系統是深水油氣勘探開發的關鍵設備，一般由導向基板、低壓井口頭、高壓井口頭及套管挂等內部部件組成。它被安裝在海底海床附近，向下與油井的油氣生產管道連接，形成一個密閉的油氣生產通道，向上與水下採油樹、水下防噴器組等大型設備連接並支撐它們的重量，在海洋石油鑽探和油氣生產流程中起到承上啟下的作用。

傳統的海底水下井口需要先在海底鑽一個井眼，下入導向基板、低壓井口頭和表層套管，注入水泥將它們固定在海底，打一個承載重量的海底“地基”﹔然后在其中鑽一個尺寸更小的井眼，下入高壓井口頭和尺寸更小的套管並再次注入水泥固定，最后下入水下防噴器組等設備，建立一個可承受高溫高壓的油氣生產通道。這個在海底“打地基”並建立油氣生產通道的過程，也被稱為海上鑽完井表層建井作業。傳統的表層建井作業需要“鑽兩次井眼，下入兩次套管和兩種井口頭”，工程難度大、施工程序多、耗時長、經濟性差。

此次中國海油自主研發的“一體式水下井口系統”對傳統的水下井口系統和套管結構進行全新的結構設計，攻克了井口穩定性研究、一體式井口頭結構設計、變徑套管結構設計和服務工具能力升級等9項技術難題，將兩種不同尺寸功能的井口頭和套管分別“合二為一”。

“我們不再是先‘打地基’再建立通道，而是‘地基和油氣生產通道同時建立’，開創了一項隻需要‘鑽一次井眼，下一次套管和一種井口頭’就完成海上鑽完井表層建井作業的高效建井新方案。”中國海油湛江分公司項目經理鄭金龍介紹。該井口系統總體重量約6噸、總長3米，適用水深500米、壓力等級70MPa，后續還可進一步升級，可滿足全球大部分半潛式平台鑽完井應用，極大提升海上油氣田勘探開發的時效性和經濟性。

此次在文昌海域海試的“一體式水下井口系統”海上安裝應用共實施13天，累計進行了5項海試作業，在最惡劣工況模擬下，水下井口承載力達到了設計要求，井口系統各項功能應用正常並高效完成了一口油井的鑽探作業。僅單口深水油氣井即可節約工期30小時以上，節約費用約300萬元。一體式設計的水下井口系統還具備產品生產成本和回收重復利用的維修成本更低等特點。

中國海油湛江分公司工程技術作業中心總經理黃熠說：“以往水下井口系統的生產制造基本由國外幾個大的石油公司壟斷，現在我們不但實現了國產化應用，而且此次應用的‘一體式水下井口系統’在同類技術上實現了‘彎道超車’。”

據了解，目前國內共有半潛式鑽井平台15座，每年鑽探井超過50口，在“一體式深水水下井口系統”規模化應用后，每年節省鑽井工期超30天、節約費用約6000萬元，有利於降低海洋勘探鑽井成本，進一步推動海上深水油氣田經濟有效開發。

2023年，中國海洋原油產量突破6200萬噸，成為中國能源上產的關鍵增量。國家能源局方面表示，近年來，中國海上油氣勘探開發持續發力，通過創新成盆成凹機制、油氣成藏模式認識，開辟深水、深層、隱蔽油氣藏、盆緣凹陷等勘探新領域，支撐海洋強國建設能力進一步增強。同時，海洋油氣工程裝備瞄准發展需求，堅持自主創新，加快數字化、智能化技術應用，攻克自主設計、建造、海上安裝等技術難題，推動中國深海油氣勘探開發關鍵核心技術裝備研制取得重大突破。

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