雙梯度鉆井技術(shù)

1、雙梯度鉆井技術(shù)1雙梯度鉆井技術(shù)簡介雙梯度鉆井(雙密度鉆井)方法(Dual Gradient Drilling)是一種非傳統(tǒng)鉆井方 法，它使用相對小直徑的返回管線(RL)把鉆井液和鉆屑從海底循環(huán)到海面鉆井船 的泥漿系統(tǒng)。雙梯度鉆井技術(shù)是國外在60年代提出的一項新技術(shù)，由于它能夠解決一系列的深水鉆井問題，例如，保持鉆機穩(wěn)定性、防止隔水管脫扣、地層孔 隙壓力與地層破裂壓力窗口小，難于控制鉆井液密度、海底的不穩(wěn)定性、淺層水 流、天然氣水合物等，因此，20世紀(jì)90年代，雙梯度鉆井技術(shù)在國外得到了快 速發(fā)展，取得了一系列成果。(1)雙梯度鉆井的原理30雙梯度鉆井是一種控制壓力鉆井技術(shù)，該技術(shù)的主要思想是：

2、隔水管內(nèi)充滿海水(或不使用隔水管)，采用海底泵和小直徑回流管線旁路回輸鉆井液；或在 隔水管中注入低密度介質(zhì)(空心微球、低密度流體、氣體)，降低隔水管環(huán)空內(nèi)返 回流體的密度，使之與海水相當(dāng)，在整個鉆井液返回回路中保持雙密度鉆井液體 系，有效控制井眼環(huán)空壓力，克服深水鉆井遇到的問題，實現(xiàn)安全、經(jīng)濟鉆井。常規(guī)鉆井在井眼環(huán)空中只有一個液柱梯度，即井底壓力由水面到井底的鉆井 液柱壓力來產(chǎn)生，井底壓力表示為：Pcd = 0.0098 ZHtvd(3-1)式中Pcd常規(guī)鉆井井底壓力，Mpa;H tvd井總垂直深度， m ；3 Pcd 常規(guī)鉆井放密度，g/cm 。而DGD鉆井液返回回路中將產(chǎn)生兩個液柱梯度，從

3、水面到海底為海水或與 海水密度相近的混合流體，而從海底到井底則為高密度的鉆井液。井底壓力表示 為：Pdgd = 0.0098 ：wHw 0.0098 ：dgd HTVD - Hw(3-2)式中Pdgd DGD井底壓力，Mpa；Hw水深，m；Pw 海水密度，g/cm3;PdgdDGD鉆井液密度g/cm3。圖3-1所示為常規(guī)鉆井和雙梯度鉆井鉆井液靜水壓力曲線圖。由于深水海底疏松的沉積和海水柱作用，地層壓力曲線和破裂壓力曲線距離很近。 常規(guī)鉆井鉆 井液的靜水壓力曲線是從海面鉆井船延伸的一條直線，該靜水壓力在很短的垂直距離上穿過鉆井液密度窗口，所以很難將井眼環(huán)空壓力維持在這兩條曲線中間， 容易發(fā)生井漏

4、事故。因此，為了保證井身的質(zhì)量，需要下多層套管柱。而采用 DGD方法可將海底環(huán)空壓力降低至與周圍海水壓力相當(dāng)，DGD鉆井液靜水壓力 曲線是從海底延伸的一條直線，直線的斜度大大減小，因此孔隙壓力和破裂壓力 之間的間隙就相對變寬，有一個相對較大的垂直距離用于鉆井。 這樣一方面可以 減小隔水管的余量，另一方面，海底以上隔水管內(nèi)流體密度與海水密度相等，所有的壓力以海底為參考點，從而可以減少套管柱使用的數(shù)量、使用小的鉆井船， 降低鉆井費用。(a)(b)圖3-1雙梯度與常規(guī)單梯度靜水力學(xué)梯度對比一壓力梯度二 壓留度一圖3-2雙梯度鉆井原理圖31(2)雙梯度鉆井的優(yōu)點32 33減少了套管數(shù)量，可以節(jié)省3層套

5、管，每層套管可節(jié)省2百萬到3百萬美 元。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，采用雙梯度鉆井技術(shù)可以將建井周期縮短約 65%,每口井 可節(jié)約鉆井成本500萬-1500萬美元；增加了調(diào)節(jié)鉆井液密度的窗口，可以降低鉆井液的漏失；提高了工作效率，通過使用標(biāo)準(zhǔn)計量孔鉆井技術(shù)(例如，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向和多邊 技術(shù))可以明顯降低非作業(yè)時間；鉆穿產(chǎn)油層時可以保持大井眼鉆進，實現(xiàn)快速、大油管完井；對環(huán)境影響減少。立管內(nèi)不再充滿泥漿，因此，當(dāng)出現(xiàn)緊急狀況要進行立 管分離操作時只會有很少的泥漿釋放到環(huán)境中；可使隔水導(dǎo)管內(nèi)、外受力平衡，并且可避免泥漿通過隔水導(dǎo)管內(nèi)的環(huán)空， 降低了環(huán)空流動摩阻，進而解決了泥漿在隔水導(dǎo)管內(nèi)反速過低和巖屑攜帶方面的 問

6、題等；可降低深水鉆井作業(yè)對鉆井平臺和鉆機等鉆井裝備的要求。 與常規(guī)鉆井技 術(shù)相比，可以用更小、更便宜的鉆井設(shè)備鉆更深的深水井，可以采用 3D鉆井系 統(tǒng)作業(yè)；可減少隔水管余量，平臺緊急撤離時更為安全，出現(xiàn)井噴等較大事故的可 能性及對海洋環(huán)境污染的可能性也大大降低；同時可減少泥漿的用量，使成本降 低；從理論上講，雙梯度鉆井技術(shù)對水深沒有限制，能夠在任何水深中進行鉆 探。(3)雙梯度鉆井的缺點33需要增加新設(shè)備，在一定程度上會增加鉆井成本；相關(guān)技術(shù)不成熟，會帶來一定的作業(yè)風(fēng)險；檢測和處理井涌會有一些困難，會出現(xiàn)井控等安全方面的問題。2 雙梯度鉆井技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀雙梯度鉆井技術(shù)是國外20 世紀(jì) 60 年

7、代提出，90 年代快速發(fā)展的一項技術(shù)。在 1996 年左右開始的四個項目開始研究雙梯度鉆井技術(shù)，即 DGD， 應(yīng)用與水深超過5000ft。 （目前可應(yīng)用于水深超過10000ft 的深水鉆探）這四個項目是Shell石油公司項目、海底泥漿舉升（SMD）聯(lián)合項目、Deep Vision項目和Maurer技術(shù) 的空心玻璃球項目。目前實現(xiàn)雙梯度鉆井的方法主要有3 類： 無隔水管鉆井、海底泵舉升鉆井液、和雙密度鉆井。國外的康納和石油公司（Conoco） 、美國貝克休斯公司、TransoceanSedco Forex公司、殼牌石油公司、毛勒技術(shù)公司、AGRSubse赤司、路易斯安那大學(xué)等都在致力于雙梯度鉆井

8、技術(shù)的研究。組建于 1996 年的 SMD JIP 研發(fā)海底泥漿舉升鉆井系統(tǒng)，SMD JIP 是唯一進行全尺寸海上試驗的雙梯度鉆井系統(tǒng)，SMD JIP 使用平臺“Diamond New Era”，于 2001 年 8 月 24 日至 2001 年 10 月 14 日在墨西哥灣綠峽136 區(qū)塊進行海上試驗，目前已投入工業(yè)應(yīng)用。DeepVision JIP 研發(fā) DeepVision 雙梯度鉆井系統(tǒng)，項目于 2002 年成功完成包括海底泵和控制系統(tǒng)在內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備的室內(nèi)試驗。Shell 公司海底泵系統(tǒng)的研究于1996年啟動，項目于2002 年下半年進入應(yīng)用階段。挪威AGR Subsea公司開發(fā)的無隔

9、水管鉆井液回收（RMR）系統(tǒng)，獲得2005 年度的海洋技術(shù)會議（OTC）新技術(shù)獎，該系統(tǒng)已通過挪威研究委員會的認(rèn)證，已 在黑海West Azeri油田進行工業(yè)應(yīng)用，取得良好的經(jīng)濟效益。由美國Maurer技術(shù)公司承擔(dān)的 美國能源部的項 目“欠平衡鉆井產(chǎn) 品的開發(fā)與 試驗 （DE-AC21-9431197）”提出空心球雙梯度鉆井的概念。路易斯安那大學(xué) （LSU）和 巴西國家石油公司（Petrobras共同研究了隔水管氣舉雙梯度鉆井技術(shù)。國內(nèi)目前對雙梯度鉆井的研究只停留在調(diào)研和理論研究階段。中國石油大學(xué)（華東） 的陳國明教授等人對雙梯度鉆井進行了細(xì)致的調(diào)研工作，并對相關(guān)的理論進行了研究。中國海洋研究

10、中心也正在積極進行這方面的研究。另外， 江蘇油田工程技術(shù)研究院、中國石油大學(xué)（北京） 等部門也展開了對雙梯度鉆井技術(shù)的研究。 我國石油勘探開發(fā)近年將揮師南海，南海深水石油的勘探開發(fā)將會遇到一系列的問題。所以，現(xiàn)在我們要努力學(xué)習(xí)、研究國外先進的深水鉆井技術(shù)，并積 極進行自主創(chuàng)新，為開發(fā)南海打下堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。3 雙梯度鉆井技術(shù)詳述（ 1）雙梯度鉆井實現(xiàn)方法目前實現(xiàn)雙梯度鉆井的方法主要有3 類： 海底泵舉升鉆井液、無隔水管鉆井、和雙密度鉆井。具體情況如圖3-3 所示：海底泵舉開鉆井液海底泵舉開鉆井是一種雙梯度控壓鉆井技術(shù)， 在鉆井作業(yè)時，隔水管內(nèi)充滿 海水（或不使用隔水管），采用海底泵和小直徑管線

11、旁路返回泥漿來降低隔水管環(huán) 空內(nèi)流體的密度使之與海水相當(dāng)，降低海底環(huán)空周圍的液柱靜壓力，有效控制海 底泥面下井眼環(huán)空壓力、井底壓力，更好地匹配地層壓力和破裂壓力之間狹小的 間隙，實現(xiàn)安全鉆進。按泵類型和驅(qū)動動力可將海底泵分為三種：海水驅(qū)動隔膜泵、電力驅(qū)動離心 泵、電潛泵。雙梯度鉆井一SD海底鉆井液舉升系統(tǒng)DeepVision海底泵系統(tǒng)SSPS海底泵系統(tǒng)圖3-3雙梯度鉆井方法分類無隔水管鉆井無隔水管DGD鉆井技術(shù)主要應(yīng)用在深水環(huán)境中，一般用來鉆深水上部井眼。 所使用的設(shè)備有：水下旋轉(zhuǎn)控制設(shè)備（SSRCD）和遠(yuǎn)程控制設(shè)備（ROV）。遠(yuǎn)程控制 設(shè)備（ROV）又稱水下機器人，可以通過調(diào)節(jié)泥線上的節(jié)流閥

12、來調(diào)節(jié)回壓。如果 ROV關(guān)閉了水下節(jié)流閥，則井底壓力（BHP）將增加。這將導(dǎo)致鉆井過程處于輕微 過平衡狀態(tài)。如果使用海水鉆進，則返出的海水和巖屑就可以直接排到海中。雙密度鉆井雙密度鉆井是在隔水管中注入低密度流體 （空心微球、低密度流體、氣體）, 降低隔水管環(huán)空內(nèi)返回流體的密度，使之與海水相當(dāng)，按照注入流體的不同又分為：注空心球、注氣和注低密度流體3種方法。雙密度鉆井方法需要隔水管，無 需使用海底泵，大大地減少海底裝置的數(shù)量。目前主要研究的項目有：隔水管氣 舉（注氣）方案（riser gaslift）（見圖3-4）和Maurer注空心玻璃球（HGS）方案（見圖3-5）。圖3-4隔水管氣舉（注氣）

13、方案水耕廠泥漿振動荒泥漿泵 國心洋）祜桿 鉆井液和空心球a 混漿泵 （鉆井液）BHA井口和BUP詁井液和空心苗e牖水管：圖3-5 Maurer注空心玻璃球系統(tǒng)30（2）雙梯度鉆井各類系統(tǒng)介紹30Conoco、Hydril海底鉆井液舉開鉆井系統(tǒng)海底鉆井液舉開鉆井系統(tǒng)（SMD）的結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。SMD系統(tǒng)由兩大 類設(shè)備組成：常規(guī)的鉆井設(shè)備和具有特殊用途的新型鉆井設(shè)備，其中地面設(shè)備與 常規(guī)鉆井設(shè)備一樣（或者經(jīng)過升級改造），系統(tǒng)需要開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備和裝置包括： 套管閥、鉆柱閥、固相處理裝置和鉆井液舉升裝置， 其中鉆井液舉升裝置由旋轉(zhuǎn) 分流器、海底鉆井液舉開泵和柔性管組成。在進行鉆井作業(yè)時，鉆井液經(jīng)過

14、鉆桿、 鉆柱閥和鉆頭進入井眼環(huán)空。在海底井口的一個海底旋轉(zhuǎn)分流裝置將井眼環(huán)空和 隔水管環(huán)空分隔開，鉆井液進入固相處理裝置。固相處理裝置處理包括巖屑在內(nèi) 的所有直徑大于40mm的固相顆粒，處理后的固相顆粒進入放置在海底的鉆井液 舉開泵，鉆井液舉開泵通過單獨的回流管線將鉆井液和鉆屑循環(huán)至海面進入鉆井 液循環(huán)池。在該鉆井方法中，充滿海水的隔水管可以對鉆柱進行導(dǎo)向或者在緊急 情況下備用，使得能夠轉(zhuǎn)換到常規(guī)鉆井方式。根據(jù)系統(tǒng)的硬件設(shè)備、水深、循環(huán) 速度和其它意外情況，可使用多路回流管線和其它的設(shè)備。SMD系統(tǒng)采用井控程序HAZOP分析為系統(tǒng)提供安全保證，包括由鉆井作 業(yè)、隔水管分析、設(shè)備設(shè)計、培訓(xùn)和試井

15、小組的代表組成的HAZOP井控小組編寫所有鉆井作業(yè)和井控程序，并對其進行評估、檢查，開展井控實例HAZOP分析，并對其進行修改。Baker、Transocean的DeepVision雙梯度鉆井系統(tǒng)DeepVision系統(tǒng)實現(xiàn)雙梯度鉆井的原理與SMD技術(shù)相似，不同點是DeepVision系統(tǒng)應(yīng)用了連續(xù)管鉆井技術(shù)，海底使用國民油井公司( National Oilwell)制造的電動離心泵。離心泵葉片粉碎巖屑、水泥、橡膠等，保證海底泵 不被破壞。根據(jù)水深和泵的揚程的需要，DeepVision系統(tǒng)可以安裝3級泵，包括 15個離心泵。系統(tǒng)通過自動調(diào)節(jié)離心泵的速率控制井底壓力。鉆井液和鉆屑通 過隔水管外的

16、回流管線返回海面。在DeepVision系統(tǒng)中，采用旋轉(zhuǎn)控制頭將隔水管和井眼隔開，隔水管內(nèi)充滿海水，隔水管用于下放和回收海底設(shè)備和離心泵 系統(tǒng)，以及支撐動力和控制管纜。利用DeepVision研究的海底馬達和離心泵，推出了 DeltaVisionTM、 DeltaVision PlusTM 兩個升級方案，DeltaVisionTM、DeltaVision PlusTM 的概念是將 海底泵組下入到適當(dāng)水深(900-1500m),補充環(huán)空當(dāng)量循環(huán)密度偏差，而不是 將泵組下入海底舉開海底以上的整個鉆井液柱。該升級方案具有雙梯度鉆井的大部分優(yōu)點，同時降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。Shell海底泵系統(tǒng)鉆井液處理圖

17、 3-7 SSPS 系統(tǒng) 34SSPS實現(xiàn)雙梯度鉆井的原理與 SMD和DeepVision類似，不同的是 SSPS 采用電潛泵，用6臺串聯(lián)水下電潛泵系統(tǒng)把鉆井液回輸?shù)降孛妫?所用的電潛泵為 油田常用電潛泵。系統(tǒng)同時包括水下固相處理裝置，這套設(shè)備一方面將大的鉆屑 分離留在海底，另一方面，在鉆井液進入海底電潛泵前破碎鉆井液中外徑大于 6mm的鉆屑，使返回海面的鉆井液中巖屑含量少于1%,增加了系統(tǒng)的可靠性。AGR海底RMR系統(tǒng)挪威AGR Subsea公司開發(fā)的無隔水管鉆井液回收系統(tǒng)采用重的抑制性鉆井 液鉆上部井眼，能夠收集裸眼層段的返回物，可使上部井眼的鉆井液得以再次應(yīng) 用，并且能夠控制鉆屑的處理和

18、廢棄。系統(tǒng)硬件組成包括：海底泵和馬達模塊， 吸入和集中模塊，控制下放工具以及密封裝置，海底控制艙以及動力供應(yīng)系統(tǒng)， 回流管線系統(tǒng)，管纜絞車控制裝置，意外事故應(yīng)急關(guān)井控制系統(tǒng)等。該系統(tǒng)的優(yōu) 點有：提高井眼的穩(wěn)定性；減少清洗；提高具有淺層氣和淺層水流動的危險地層 的井控能力。圖3-8所示為RMR系統(tǒng)示意圖。鉆桿抽吸模塊RMR海底泵海床RMR泡漿返回管線圖 3-8 RMR 系統(tǒng) 35泥漿漿一乜（站井液）!->蛤井的水龍頭-Mh夜工J汛常振動啼 我一y：潞鉆竹雄川.液和空心球一匚鉆井裱鉆井液和空心球MTI空心微球雙梯度鉆井系統(tǒng)一口和防噴器海松船外液一I力氐砧具知介圖3-9 Maurer空心微球雙

19、梯度鉆井系統(tǒng)36MTI空心微球雙梯度鉆井系統(tǒng)的原理如圖 3-9所示?？招奈⑶蚝豌@井液在海 面混合形成低密度的鉆井液，泵送到海底并注入隔水管的底部降低隔水管中鉆井 液的密度，使其與周圍的海水密度相當(dāng)。返回海面的鉆井液通過振動篩從鉆井液 中分離出空心微球和鉆屑，空心微球和鉆屑進入海水池，重的鉆屑沉到底部，輕的空心微球浮在水面，可以重新收集利用。通過振動篩后，大部分鉆井液進入鉆 柱，小部分鉆井液與分離出的空心微球重新混合形成低密度流體， 泵送到海底注 入隔水管內(nèi)繼續(xù)循環(huán)。圖3-10低密度鉆井液混合示意圖LSU隔水管氣舉雙梯度鉆井系統(tǒng)隔水管氣舉鉆井技術(shù)由路易斯安那大學(xué)和巴西國家石油公司共同研究。該系統(tǒng)

20、利用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，將氣體壓縮輸送到海底注入隔水管的底部， 降低隔水管中鉆井 液的密度。與氣舉相關(guān)的問題主要包括：隔水管內(nèi)流體具有足夠固相懸浮能力， 以及井內(nèi)流體在經(jīng)過輕流體較大程度的稀釋后，其攜巖能力的變化情況。DGS隔水管稀釋系統(tǒng)DGS隔水管稀釋系統(tǒng)應(yīng)用鉆井基液或鉆井基液乳化劑作為低密度流體，基 液通過輔助管線在海底（或泥線下）注入隔水管內(nèi)，調(diào)節(jié)注入速率，使隔水管內(nèi) 流體密度與海水密度相當(dāng)。除了增加鉆進距離，隔水管流體密度降低引起的井眼 壓力變化增加了鉆井的安全余量，在海面利用為該系統(tǒng)特制的離心分離裝置分離 高密度的鉆井液和注入基液，該系統(tǒng)不需要特殊的海底裝置。DGS系統(tǒng)能在一些第三代鉆井平臺上

21、使用，而且僅需要很少的改造，系統(tǒng)使用普通鉆井液、常規(guī) 鉆井方法和油田常用設(shè)備。如圖 3-11所示為DGS系統(tǒng)示意圖圖3-11 DGS隔水管稀釋系統(tǒng)1-隔水管；2-隔水管充液管道；3-基液的隔水管環(huán)空注入點；4-環(huán)空中向上流的混合流體；5-鉆柱內(nèi)往下流的泥漿；6-環(huán)空中泥漿與鉆屑的混合物。（3）雙梯度鉆井的水下裝備31由于在大于中等水深的深水海域中實施雙梯度鉆井， 均以裝設(shè)海底泵系統(tǒng)為 核心，再與注氣系統(tǒng)或注入空心球系統(tǒng)相聯(lián)合，故按照海底泵所選用的類型不同， 水下裝備組成可以劃分為3大類，如表3-1。表3-1雙梯度鉆井用水下裝備的類型泵類型及其驅(qū)動海水與泥漿分離系統(tǒng)巖屑處理系統(tǒng)電力驅(qū)動電潛集采用

22、水下泥漿、氣體與海水的分離裝置使用振動篩篩選出6.35mm（0.25英寸）以上的巖屑 顆粒，并排入海底。海水動力驅(qū)動隔膜泉使用海底旋轉(zhuǎn)式分離器米用巖屑壓碎設(shè)備將巖屑壓碎成小于 38mm（1.5央寸）的顆粒。電力驅(qū)動離心泵采用水下海水-泥漿分離系統(tǒng)米用刀片切碎機，用刀片將 巖屑切碎到小于12.7mm（0.5英寸）顆粒。水下電潛泵系統(tǒng)裝備該系統(tǒng)包括電潛泵組、分離裝置、巖屑處理設(shè)備、隔離工具總成等。a.電潛泵組 電潛泵組一般由6臺電力驅(qū)動的電潛泵串聯(lián)組成，它們位于海床上井口附近。電潛泵應(yīng)解決海水腐蝕問題。電潛泵將自井筒中返回的泥漿，經(jīng)清除巖屑及分離氣體之后，通過單獨的一條泥漿返回管線， 舉升到水面平

23、臺（船）上，再由平臺上的普通泥漿泵將處理后的泥漿經(jīng)水龍頭泵如鉆桿內(nèi)。b. 分離裝置分離裝置就是將水下的泥漿、氣體分離的設(shè)備，可將自井筒返回的泥漿中的氣體分離出來。c. 巖屑處理設(shè)備設(shè)備位于海床上，采用機械切割原理，使返回的泥漿在進入電潛泵前，將大于6.35mm 的巖屑切碎，并分離出來。d. 隔離工具總成主要由隔離閥組成，上與隔水管相連，下與防噴器相連。井筒返回的泥漿通過此閥流出，并進入到海底電潛泵舉升泥漿系統(tǒng)。水下隔膜泵系統(tǒng)裝備該系統(tǒng)由隔膜泵、巖屑破碎機、旋轉(zhuǎn)分離器等組成。a. 隔 膜 泵 該 系 統(tǒng) 的 核 心 裝 備 是 3-6 臺 隔 膜 泵 ， 每 臺 泵 的 排 量 為 0.3028

24、m3/min。 隔膜泵是一種特殊結(jié)構(gòu)的往復(fù)泵，它用彈簧隔膜與泵缸組成一個工作容積可以變化而又密封良好的工作室，來吸入及排除泥漿。隔膜由金屬或非金屬彈性薄片制成。此泵采用海水作為動力，可以省去送電到海底的電纜以及電纜絞車和水下電機等裝備，從而降低成本。b. 巖屑破碎機該系統(tǒng)由1 臺巖屑破碎機，可以用來破碎大的巖石、堅硬的黏土以及水泥塊，將其破碎成38mm 的微粒。c. 旋轉(zhuǎn)分離器裝在海床上用以將自井筒返回到海床處的泥漿中的氣體分離出去。旋轉(zhuǎn)分離器采用橡膠元件來密封住鉆柱和旋轉(zhuǎn)體。水下離心泵系統(tǒng)裝備該系統(tǒng)由離心泵組、分離裝置等組成。a. 離心泵組該系統(tǒng)隨水深的不同配備有不同揚程的離心泵1-5 臺，

25、離心泵裝設(shè)在海床上，用于將泥漿舉升到水面的鉆井平臺上。離心泵采用電驅(qū)動，一般多安裝 3 級。離心泵為咀嚼式。b. 分離裝置自海床以上直到鉆井平臺上的隔水管柱內(nèi)的環(huán)空中充滿著海水，因此，該系統(tǒng)配備有海水-泥漿隔離裝置SMIS（ Sea water Mud IsolutionSystem）, 通過該裝置將將自井筒返回到海床處的泥漿與海床以上的隔水管柱內(nèi)環(huán)空中的海水隔離開來。4 雙梯度鉆井的技術(shù)關(guān)鍵雙梯度鉆井技術(shù)作為一項針對深水鉆井的新技術(shù)，雖然近幾年取得了飛速發(fā)展， 各方面的研究正如火如荼地進行著，工藝技術(shù)、設(shè)備等方面都不斷趨于成熟，但是目前也仍有一些問題沒有得到更好的解決，其中一項就是海水環(huán)境污

26、染問題。通過大量文獻的調(diào)研，現(xiàn)總結(jié)雙梯度鉆井的技術(shù)關(guān)鍵如下：（ 1） 將泥漿從海底返回到平臺上，這是實現(xiàn)雙梯度鉆井的的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前一般采用海底泥漿泵將井筒環(huán)空返回的泥漿泵送到平臺上。（ 2）井筒環(huán)空返回泥漿與泥線以上低密度鉆井液的分離，一般通過專門的分離裝置實現(xiàn)此目的，此裝置下接防噴器上接隔水管。（ 3）低密度鉆井液進入泥線以上隔水管環(huán)空，一般通過平臺上的專門泥漿泵將低密度鉆井液從海底處的基液入口點泵入隔水管環(huán)空。（ 4）泥漿與巖屑混合物進入海底泵前的處理問題，為了防止巖屑對海底泵的破壞，必須將大的巖屑提前破碎，并分離出來，這又會遇到另一個問題，就是海水的污染，此問題尚需更完善的方法解決。（ 5） 平臺上泥漿的分離處理，泥漿從井筒返回到平臺上要進行一系列處理，包括固相處理、氣體分離等，利用空心微球技術(shù)時還要進行空心球的分離，分離后還要重新生成重鉆井液進入鉆桿，低密度鉆井液進入隔水管環(huán)空。（ 6）雙梯度鉆井的專門設(shè)備研究，需