2.2.2  国内深水油气钻探装备现状

目前，中国深水钻探工程装备处于早期发展阶段。截至2018年，中国海域建成固定平台244座、浮式生产储运装置13艘、总长6725 km的海底管道370条，已具备了300 m水深以内常规油气田钻探、开发、工程建设、油气田运营维保能力。随着油气勘探开发向深水推进，建成了具备1500 m以深作业能力的“海洋石油981”半潜式平台，“蓝鲸 Ⅰ”号、“蓝鲸 Ⅱ”号半潜式平台等大型深水作业工程装备（图4），填补了国内空白，具备了自主开发建设深水油气田的“深水舰队”。

然而，中国在深水油气钻探领域存在高端产品制造质量和可靠性差，轻型、高性能材料研发滞后，核心设备、元器件依赖进口，重大装备不成体系等问题。在深水钻探的关键装备方面，如深水导管送入工具、深水钻井隔水管（图5）、控压钻探系统等领域，中国仍然依赖进口，缺乏自主知识产权的深水钻探软件系统，落后于国际先进水平。依托于“863”计划、“973”计划、国家科技重大专项、国家重点研发计划等项目，宝鸡石油机械有限责任公司、中石化江钻石油机械有限公司等4家国内知名石油设备供应商试制了水下采油树；华北石油荣盛机械制造有限公司试制了深水水下防喷器；但上述关键装备因欠缺全尺寸的测试平台，缺乏示范应用推广。

3. 深水油气钻探关键技术和关键装备发展趋势及建议

深水油气钻探关键技术和关键装备是保障深水油气钻探开发的核心环节。为解决中国在深水油气钻探领域的瓶颈问题，保障国家能源安全，中国海油聚焦于科技创新，持续坚持需求导向，推动“产学研用”相结合，在数字化、智能化与传统油气领域的交叉领域加强科研攻关，进一步推动深水智能钻探、旋转导向、智能钻柱等技术的换代升级，以及智能钻机、FPSO平台、智能平台等重大高端装备的研发和应用，为实现中国深水油气钻探工业的高质量发展提供了有力的技术和装备支持。

3.1  深水油气钻探关键技术发展趋势

3.1.1  深水智能化钻探技术

深水智能化钻探技术是一种基于现代化信息技术和人工智能算法的海洋油气钻探和开发技术，主要目的是提高钻井的效率和安全性，同时降低成本。该技术可以通过实时监测井口和井底参数、智能决策和控制钻井过程，以及数据分析和预测，优化钻井过程，减少操作失误和事故的发生。

挪威康斯伯格油气公司开发的Hi-Drill和E-Drilling系统是目前智能化深水钻探技术的翘楚。其中，Hi-Drill通过仿真模拟培训系统的建立，实现了人员和技术培训自动化，用于提高钻探专业人员的培养效率和质量。E-Drilling系统是一个创新的实时动态模拟、三维可视化、钻探远程监控系统。该系统通过实时模拟对钻探过程进行监控和优化，并直接将实时数据和模拟数据通过三维虚拟井筒显示。E-Drilling 2D可将钻探数据实时监控，并将实测与计算数据曲线共同展示，以对比和显示井下是否存在异常情况。

目前，中国海油已经初步建立了E-Drilling系统，可为钻探风险监测和井下风险识别提供安全保障。随着海洋油气钻探向深水迈进，智能化深水钻探技术将成为未来深水油气钻探的主要发展方向之一。

3.1.2  深水油气钻探大数据库技术

随着海洋油气钻探范围的不断扩大和难度的持续提高，传统的数据管理方法已经无法满足海洋油气钻探开发中大量数据的高效管理和智能分析的需求。因此，深水油气钻探大数据库技术应运而生，已成为现代深水油气钻探和开发中必不可少的技术手段之一。

深水油气钻探大数据库技术是一种基于海洋油气领域的大量数据积累，通过计算机技术实现大规模、高效、全面的数据管理、分析和利用的技术。它以数据为核心，通过数据的采集、存储、管理、处理、分析和应用等环节，为深水油气钻探和开发提供了更全面、更深入、更精确的数据支持。作为大数据库技术的典型代表，挪威康斯伯格油气公司的SiteCom®系统涵盖了地质、油藏、钻探、测试、完井、修井及生产等作业数据，实现了海上油田多专业数据的融合。未来，随着技术的不断发展，海洋油气钻探开发大数据库技术必将扮演越来越重要的角色，成为实现海洋油气资源可持续开发的重要支撑。

3.1.3  深水油气钻探旋转导向钻井与随钻测井技术

旋转导向钻井与随钻测井技术可以精确控制钻头在地下几千米深的岩层中的钻进方向，实现“盯着”油气去，“瞄着”边界钻，甚至能在只有1 m厚的薄油层中稳定穿行数千米。同时，该技术可以对地层资料实时分析，大幅降低油气田钻探开发成本，是全球高效开发常规油气、页岩气、煤层气、可燃冰等资源关键核心技术，代表着当今世界钻井、测井技术发展的最高水平。

截至2023年，由中国海油自主研发的首套旋转导向钻井与随钻测井系统（简称“璇玑”系统）成功实现1000口井作业、100万m钻井总进尺，关键作业指标达到世界一流水平，标志着中国高端油气钻井技术实现了里程碑式的跨越。目前，在全球定向井市场上，旋转导向技术份额超过千亿元人民币，发展前景远大。

3.1.4  深水油气钻探智能钻柱技术

钻柱是实现优质快速钻探的重要工具，它是与地下连通的关键枢纽。而智能钻柱采用高精度传感器和现代化数据采集技术，能够实时检测并纠正钻柱倾斜度和偏移，降低井下事故的发生概率，并保障了钻井作业的安全性。此外，智能钻柱能够自动调节转速和扭矩，使钻头在不同地层条件下具有更好的适应性和钻进效果。最后，智能钻柱能够提供高精度的钻探数据，包括钻头与地层接触点的位置、井壁稳定性等，为后续的油藏评价和开发提供了重要的参考数据。该技术有效地提高了深水钻探的安全性和效率，并为优化钻探工艺提供了强有力的支持，在当前及未来海洋油气钻探工程中，智能钻柱技术将成为深水钻探技术的主要发展趋势。

3.1.5  深水油气钻探关键技术发展建议

深水油气钻探作为当前国际油气勘探开发领域的热点之一，是实现国家能源安全和经济可持续发展的重要手段之一。在面对日益紧张的能源供需关系和油气资源的快速消耗的情况下，亟需从战略视角出发，关注深水油气钻探领域关键技术的发展。由于深水油气钻探通常位于水深大、离岸距离远的深远海区域，因此深水油气钻探安全、钻探效率、钻探成本等问题更加突出。未来，深水油气钻探技术应做好关键核心技术的战略布局，要加强深水油气钻探技术的研发，推进数字化、智能化技术的应用，加强技术创新和国际合作，同时要注重深水油气钻探的环境保护和安全管理，实现深水油气资源有序开发利用，保障中国能源安全，打造原创技术策源地，继而推动中国深水油气等海洋资源实现可持续发展，以及能源科技迈向更高水平自立自强。