应用事故树法对深水井控进行风险评估

深水井喷事故危害极大，严重时可导致井眼报废、船毁人亡等恶性后果，预防和控制深水井喷是国内外石油界的一个技术难题。文中利用风险树分析引发深水钻井工程事故的顶事件，重点讨论各底事件的相互联系及对系统的影响程度，分析顶事件的发生概率，为最大程度地减少深水井控事故的发生提供理论依据。通过对深水钻井过程中存在的风险进行分析，构建了深水井控风险分析事故树，并对其进行了定性与定量分析。通过风险分析，认为深水井控最主要的影响因素是关井及压井时设备故障、设计方法及操作失误的影响超过安全极限。分析表明，降低基本事件的发生概率对预防井喷作用明显，基本事件发生概率提高1倍，井喷发生概率提高近10倍。针对深水井控过程中存在的风险因素，从工艺、装备及人员要求方面提出了预防深水井喷的措施。     

基于机载通信自动测试系统的智能手动测试系统设计

为了解决机载被测设备可测性较低与测试自动化需求较高之间的矛盾,本文提出了基于某型机载通信自动测试系统平台建立智能手动测试系统的思想.同时给出了手动测试解决方案,并在现有自动测试平台上实现了智能手动测试软件的设计与开发.     

Deepwater gas kick simulation with consideration of the gas hydrate phase transition简

The hydrate phase transition presents new problems and challenges for the deepwater well control in the drilling processes. A simulation model is built for deepwater gas kicks with consideration of the hydrate phase transition. The model is based on the multiphase flow governing equations and the hydrate phase transition calculation equations. The influence of the hydrate phase tran-sition on the gas kick hydraulics is investigated through numerical simulations. It is shown that the diameter of the gas bubbles can significantly influence the hydrate phase transition effect. The influence of the hydrate phase transition on the gas kick hydraulics in-creases with the decrease of the average gas bubble diameter. The hydrate phase transition adds a＂hidden＂nature for the well kick in deepwater and hinders the early detection of the gas kick. The influence of the hydrate phase transition on the gas kick hydraulics is also studied in the case when the hydrate inhibitor is added to the drilling fluid.     

深水司钻法压井模拟计算

针对深水钻井井控的特点,考虑油、气相变,建立了深水司钻法压井过程中的多相流控制方程,并给出了具体的求解方法。模拟计算结果表明,随着循环流量的增加,节流管线摩阻迅速增加,而且不同尺寸节流管线摩阻之间的差距也随着循环流量的增加逐渐增大;动态安全余量随着泥浆池增量的增大而减小;第1及第2循环周的最大循环流量随着节流管线内径的减小而减小。第1循环周的最大流量随着泥浆池增量的增加而减小,而泥浆池增量对第2循环周最大流量的影响不大。在压井过程中,节流压力随着循环流速的增加而降低,实际应用时需要优化设计。     

钻井液添加剂JLX-B抑制天然气水合物形成的实验研究

利用模拟深水井筒条件的实验设备,对纯水-甲烷体系中的天然气水合物进行了实验,建立了基础对比体系,并对钻井泥浆添加剂JLX-B抑制天然气水合物形成的作用进行了室内实验,得到了聚合醇JLX-B在不同浓度和相同浓度不同初始压力下的温压曲线.实验结果表明,在深水钻井用的钻井液中加入一定质量分数的聚合醇类处理剂JLX-B,可以延迟天然气水合物的形成.在添加剂量允许的条件下,加入质量越多,抑制效果越明显.     

控制泥浆帽钻井泥浆帽高度影响因素分析

在控制泥浆帽钻井过程中,主要通过泥浆泵调节泥浆帽的高度实现对井底压力的控制。以多相流理论和控制泥浆帽钻井基本原理为基础,建立了环空多相流计算模型,并利用有限差分法对模型进行了求解。通过仿真算例,讨论了气侵时间、排量、钻井液密度、初始井底压差、气相渗透率、井深、钻井液黏度等对泥浆帽高度的影响规律,结果表明:气侵时间越长、排量越小、钻井液密度越小、初始压差越大、气相渗透率越大、钻井液黏度越小,需要调整的泥浆帽高度越大;在其他条件相同的情况下,井越深,泥浆帽高度的峰值出现得越晚。研究结果为控制泥浆帽钻井过程中泥浆帽高度的合理调节提供依据。     

深水钻井气体沿井筒上升的膨胀规律

深水钻井井筒温度场与陆地钻井井筒温度场不同,而气体沿井筒上升的膨胀规律与温度密切相关,为了更好地进行深水钻井井控,需要求出深水钻井井筒温度场,并在此基础上分析深水钻井过程中气体沿井筒上升的膨胀规律。根据能量守恒定律和真实气体状态方程建立了深水钻井井筒温度场和气体膨胀计算模型,并利用所建立的模型分析了深水钻井时气体沿井筒上升的膨胀规律:气侵发生在井底时,循环期间的气体膨胀明显大于非循环期间的气体膨胀,井深越深两种工况的差别越明显;无论是循环期间还是非循环期间,钻井液密度越小,气体膨胀越明显;气侵发生在隔水管底部时,非循环期间的气体膨胀大于循环期间的气体膨胀,与气侵发生在井底情况相反;气侵速度一定,溢流到达某井深时,非循环期间的溢流体积比循环期间的大。     

酸性天然气与水体系内超临界-气-液-水合物多相平衡模型

针对酸性天然气与水体系内超临界-气-液-水合物多相平衡,构建了基于Gibbs自由能最小化原理的多组分流体多相平衡模型。为了提高其鲁棒性和计算精度,提出了相态稳定性判别的热力学判据和相组成分析的约束优化模型;考虑分子间非对称相互作用,建立了改进的Peng-Robinson状态方程,提出了统一的气体多参数平衡常数关系式,构建了不同相态中的逸度模型;建立了CH₄+CO₂+H₂S+H₂O体系的相平衡实验数据库,提出了对相平衡模型参数进行同步确定的多参数非线性拟合算法。与传统模型对比结果表明,新模型的收敛性更好、计算误差更小。     

筛管压溃强度计算公式及适用性

针对筛管受地层中围压作用压溃失效缺乏通用计算分析模型的问题,利用ABAQUS软件建立了考虑初始椭圆度影响的平行布孔筛管有限元模型,研究外压作用下筛管的压溃行为。通过与文献中的实验结果对比表明,该有限元模型可准确地预测筛管的压溃强度。基于不同几何特征、材料特性以及布孔参数等筛管压溃强度数值模拟结果,建立了筛管压溃强度的简化计算公式。利用该计算公式,计算不同几何尺寸和材料属性的筛管压溃强度,与实验结果相比平均误差为7.0%。为了便于工程应用,分析了利用DNV,API等标准规范确定该公式中筛管对应的布孔前套管的静水压溃强度的可行性。结果表明,所建立的防砂筛管压溃强度计算公式可为实际工程中防砂筛管的强度预测与参数优化提供理论支持。     

不同布孔形式筛管的抗压溃强度有限元分析

为研究不同布孔形式对筛管抗压溃强度的影响,基于弹塑性理论,以ABAQUS软件为开发平台,建立了考虑初始椭圆度的不同布孔形式筛管的有限元模型,并利用试验数据对模型进行了验证,研究了外压作用下平行布孔、交错布孔和螺旋布孔筛管在不同结构参数下压溃强度的变化规律。研究结果表明:当孔密和孔径都较小时,螺旋布孔筛管压溃强度大于其他布孔形式;当孔径和孔密较大时,交错布孔筛管压溃强度大于其他布孔形式;随着孔径或孔密的增大,螺旋布孔筛管压溃强度降低最为明显;在孔径或孔密增大初期,交错布孔筛管压溃强度下降速度近似等于平行布孔筛管。所得结论可为筛管布孔形式的选择及参数优化提供参考。