半島全媒體記者 王麗平
井噴是安全高效鑽探的“攔路虎”,與陸地相比,海上鑽探井噴風險更高。中國石油大學(華東)石油工程學院孫寶江教授團隊將經典的兩相流井控模型提升為四相流深水井控理論模型,併發明瞭深水鑽探“動態壓井鑽進”井控技術與裝備,實現了氣侵的早發現、早預測、早控制,有力保障了海洋深水鑽探的井控安全,獲得2020年度國家技術發明二等獎。
據瞭解,全球近30年發生了300多起嚴重海上井噴事故,損失巨大,僅2010年墨西哥灣“深水地平線”井噴事故就造成680億美元損失和生態環境災難。
鑽遇異常高壓地層後,井筒壓力無法平衡地層壓力導致大量流體侵入井筒是造成井噴的主要原因。我國海洋深水地層壓力系數高、安全鑽井的壓力視窗窄,同時還兼具高溫、高含酸性氣體等特點,傳統方法的井筒壓力安全控制更加困難,是行業公認的世界性難題。
自1996年讀博期間,孫寶江就開始研究深水鑽探井控安全問題,經過25年的潛心研究,依託國家863計劃等專案,建立了“超臨界-氣-液-固(水合物)”四相流深水井控理論模型,與國際通用經典“氣-液”兩相流井控模型相比,壓力預測精度大幅度提高,發明了“精確計算井筒壓力-早期識別井底氣侵-即時處置井噴風險”的井控方法,實現了井控關鍵裝備研發的源頭創新。開發了多源資訊融合的氣侵早期監測裝置,實現了氣侵的“侵入即發現”,為“分秒必爭”的壓井作業贏得了寶貴時間。在此基礎上,孫寶江團隊發明了可實現井筒環空壓力自動控制的“動態壓井鑽進”井控裝備,實現了“邊鑽邊壓”,解決了傳統壓井方法需停鑽關井導致氣侵處置不及時、井噴風險大的難題。技術成果在我國及海外多個深水油氣田應用,保障了海洋深水鑽探施工中的井控安全作業,助力了我國海洋鑽井作業能力成功邁入超深水行列。