遥感技术对油气田开发中海冰影响的监测——以南堡海域为例

海冰监测是海上生产作业和运输的重要保障之一,遥感技术以其范围大、多时相、快速、准确等特点成为海冰监测的重要手段。采用最新发射的国产卫星HJ-1A/B星CCD数据,对冀东南堡海域2008年11月29日到2009年2月21日的冬季冰情进行全程监测,建立了基于面向对象的信息提取技术的滩海冰情遥感监测快速处理流程,并运用处理流程对南堡海域各时相的影像解译结果进行统计分析,绘制了整个冰期的冰面积变化统计图。根据冰面积变化统计图、各时相海冰分布图,结合历史气象信息进行分析,得出该海域海冰冰期划分结果:初冰期(2008年12月初至2008年12月底),盛冰期(2008年12月底至2009年1月底)及融冰期(2009年1月底至2009年2月底)。此冰期划分结果对正在建设中的南堡4号构造人工岛冬季冰期的安全施工起到了重要指导作用,表明遥感技术能对油田滩海冰情进行及时、全面、准确的监测,是油田滩海工程冬季海冰安全监测实用、有效的技术手段。图5表3参16     

渤海油气田开发工程中的冰技术应用

渤海冰区油气田在开发工程中步及到冰工程学的多方面技术问题。在吸收和借鉴国际冰工程科技成果的基础上，冰工程技术在辽江湾油气田；开发工程中已经和到了广泛的和快速的发展。本文主要介绍渤海油气田在开发工程中对海冰调查和冰情监测技术的应用，对海冰和冰区结构物相互作用引起的冰荷载研究成果的应用以及渤海油气田冬季生产危险冰情预警和海冰管理方法。     

渤海油气田开发工程中的冰技术应用

渤海冰区油气田在开发工程中涉及到冰工程学的多方面技术问题。在吸收和借鉴国际冰工程科技成果的基础上,冰工程技术在辽东湾油气田开发工程中已经得到了广泛的应用和快速的发展。本文主要介绍渤海油气田在开发工程中对海冰调查和冰情监测技术的应用,对海冰与冰区结构物相互作用引起的冰荷载研究成果的应用以及渤海油气田冬季生产危险冰情预警和海冰管理方法。 海冰设计标准是决定冰区油气田开发工程的关键因素之一,并且成为渤海冰区边际油气田开发工程中的一个关系重大问题。本文提出一个基于全概率方法合理选择海冰设计标准的新思路,为海洋工程结构设计向可靠度设计过渡和发展提供了重要的基础。     

海冰对海上油气工程的破坏及减灾措施

海冰能够封锁港口、堵塞航道、损毁海上油气工程结构物,酿成重大海难事故。我国的渤海和北黄海,每年冬季都产生结冰现象,历史证明我国的海冰是能够造成灾害的。文章回顾了渤海海冰灾害,分析了1990年至今以来渤海和北黄海的冰情,阐述了海冰对海上结构物的破坏模式和预防海冰灾害的措施,并重点介绍了国内防冰灾和抗冰灾研究及工程措施方面所取得的成果。     

滩海油田开发生产中的抗冰技术

总结了我国滩海油田的冰情及其抗冰问题。介绍了自持抗冰能力的浅海油田固定式生产设施,如人工岛、混合(混凝土)结构重力式平台、抗冰锥形主体桩基平台等的结构、应用范围及应用实例。论述了浅海油田海上平台和设施的外设抗冰防护技术,包括抗冰桩;以抗冰桩为骨架的模块化自稳式(堆积冰重力式)防冰堤;以混凝土沉箱防冰堤模块为骨架的模块化重力式防冰堤;由防冰堤和桩基平台组成的浅海油田生产设施;坐底式钻井平台的水下基台。提出了发展滩海抗冰技术的建议,今后应加强和完善冰情的监测和资料的积累,加强冰情及抗冰技术的研究。     

2009至2010年度冬季渤海冰情分析及防冰措施初探

海冰对海洋资源尤其是滩浅海石油天然气勘探开发有严重影响。文章概述了2009至2010年度在渤海作业海域的海冰冰情,总结了该年度冰情的特点,分析了海冰对海上油气设施的作用、影响及危害,探讨了防冰抗冰措施,对今后冰期海上石油勘探开发工作提出了建议。     

海冰管理系统在渤海的应用

针对渤海湾冬季油气生产受海冰严重影响,提出一套计算机管理系统,该系统中集成了海图、结构报警和预测预报等信息。根据冰区平台的安全性及某一个振动等级下设备和人员的承受能力,计算机系统作出不同等级的报警,为油气田的生产决策提供依据。     

海冰对滩浅海油气设施的影响及防冰措施

海冰对海洋资源尤其是滩浅海石油天然气勘探开发有严重影响.本文基于海冰知识,概述渤海冀东南堡油田海域海冰冰情,分析了海冰对海上油气设施的作用机理、影响及危害,结合实际探讨了防冰抗冰措施,提出下步研究重点.     

海冰管理系统在渤海的应用

针对渤海湾冬季油气生产受海冰严重影响，提出一套计算机管理系统，该系统中集成了海图、结构报警和预测预报等信息。根据冰区平台的安全性及某一个振动等级下设备和人员的承受能力，计算机系统作出不同等级的报警，为油气田的生产决策提供依据。     

海上导管架平台结构健康监测技术研究及应用北大核心CSCD

目的通过研究适合在役导管架平台结构的健康监测技术,梳理1套能够实现平台结构全生命周期风险管控的实时监测系统开发方案。方法对比了实际监测数据与数值分析结果,结合实际管理风险需求和实际监测效果对评估和预警指标确定方法进行研究。结果设计了集成监测系统与独立远程监控系统,采用C++程序、LabView工具及北斗通信技术,实现对不同类型数据的同步采集、存储和远程传输。找到了通过特征提取和模式识别对监测数据进行处理的方法,实现对平台状态模式和健康状况的实时评估和预警。结论该系统和方法能够有效地反馈平台结构的健康状况,并辅助设施完整性管理人员对异常情况进行科学决策,为今后开展导管架结构监测、数字化、智能化提供了良好的工程实践经验。     

渤海海冰漂移模型

本文提出了一个适用于渤海中等尺度海冰的动力学模型。该模型在计算冰内力项时,对高密集度的连续冰盖采用粘性—塑性本构关系;对于中、低密集度的边缘冰带则采用基于浮冰块碰撞原理的碰撞本构关系。观测结果表明,数值预报结果基本上反映了该海域流冰的漂移性质。如果给以合适的初始条件和大气及海洋对冰的作用力,该模型可用作渤海的短期海冰预报模型。     

基于ANSYS软件实现平台结构的冰激振动分析

通过考虑冰抗压强度与应力速率的函数关系,对Matlock模型作了适当修改,使之能够较全面地反映平台结构的冰激振动特性,同时适用于刚性结构和柔性结构动力分析。利用ANSYS软件建立了平台结构的有限元模型,并选用不同的海冰参数对渤海某导管架平台结构的动力响应和冰力进行了计算与分析,计算过程充分体现了冰与结构物相互作用的耦合,计算结果符合该平台实际冰激振动情况。     

华北油田水力压裂实时预警系统

砂堵是导致水力压裂失败的重要原因之一,为此研发了一套压裂实时监测及预警系统。该系统在实时监测压裂施工关键参数的基础上,通过油压-时间、套压-时间双对数曲线的斜率进行压裂实时预警。在调研多口井压裂数据资料的基础上,分析了压力-时间双对数曲线的3种模式,通过实时判断当前压裂施工状态处于何种模型进行预测在该模式下可能出现的风险;同时根据成熟的二维裂缝模型PKN、KGD和Penny径向模型可以计算出裂缝的缝长和平均缝宽,并以此来确定裂缝走向是否与设计相符;如果发生偏差可以考虑是否要减小动态参数,来改变裂缝走向。现场应用结果表明,该系统集实时监测数据、预警于一体,具有较好的应用价值。     

新型北极冰区半潜式钻井平台及其系泊定位能力分析

为降低北极海上油气勘探开发成本,迫切需要适合北极作业的海洋工程装备。针对这一问题提出一种可以用于北极海上钻井作业的新型半潜式钻井平台概念。该平台采用6立柱双浮筒形式,平台立柱上部设计为倾斜形式以降低作用在平台上的冰载荷。为保证破碎后的海冰不影响钻井作业,平台设计立管防护装置和锚链防冰装置。分别对平台设计条件、主尺度、系泊系统设计情况进行介绍,并采用商业分析软件对平台在夏季和有冰季节的系泊定位能力进行分析。分析结果表明：该半潜式钻井平台可在北极夏季开阔水域和冬季海面结冰情况下进行钻井作业;平台可在1.0 m厚的海冰作用下保持作业能力,在1.5 m厚的海冰作用下保持自存能力;平台系泊定位能力满足北极钻井作业的要求。     

“双边工程”的风险监测预警及应急管理

石油化工建设项目在施工过程中普遍存在边生产边施工("双边工程")的情况,生产装置潜在的风险可能给建设项目带来事故隐患,如果忽视不加防范可能引发更大的风险。结合实际项目及真实案例,进行风险辨识,以实现对潜在风险的有效隔离、在线监测预警和快速响应为目的,探讨建立了"双边工程"的风险监测预警系统和应急管理措施,制定了风险防范和应急响应方案,有效降低了项目的施工风险,提高了施工现场的应急响应能力,提高了项目的应急管理水平。     

油气工程技术企业安全监管数字化及其应用——以中国石油川庆钻探工程公司为例

安全风险预警是石油企业安全管理的重要内容。以预警理论为基础,结合石油企业生产特点,建立了基于模糊综合评判技术的事故风险预警模型,在该模型的基础上,开发出了生产安全预警系统。安全监督、安全管理和各级管理者将陷患、违章基础数据分类录入,系统对信息数据同步分析计算,得出公司各层面的风险值,当达到预警临界值时系统自动报警。该系统通过安监数字化分析结果,生成风险趋势图,为企业现场生产端和机关管理端（监管者）提供有效的预警信息,是目前较为完整的生产安全预警系统,为评价企业安全生产状况提供重要判定指数,实现了企业安全生产状况评价由定性向定量的转变,取得了较好的现场应用效果。     

锦州9-3油田双沉箱海冰爬升和堆积研究

海洋冰区双结构物的设置,不仅影响该区域的流场,而且影响局地的海冰运动。应用涡极子理论,分析了海上双结构物设置时的流场变异,讨论了海冰对沉箱的破坏作用,研究了双沉箱设置下的海冰爬升和堆积机制。研究发现(1)当海流流向与双沉箱的中心连线相近时,双沉箱对峙区的流速明显减小;(2)双沉箱外侧区域的海冰爬升和堆积与单沉箱时基本相同,其爬升和堆积与海冰的速度和厚度、天文潮高等有关;(3)双沉箱设置时,对海冰爬升和堆积会起到有效的屏蔽作用,对峙区内的双沉箱顶上不再有海冰堆积。