无隔水管深水井口系统切割回收工程化应用

深水水下井口系统切割回收作业是深水钻井工程无隔水导管作业之一。介绍了我国自主研制的深水外悬挂水下井口切割回收工具系统各关键设备的研制、试验和改进完善进程。统计了10口井的实际作业简况,与国外技术进行比对,证实所研制的深水机械切割系列和动力切割系列装备都达到工程化应用水平。还进行了刀片受力分析和工程系统水力学设计,说明了作业排量和割刀喷嘴直径合理选配的重要性。     

深水弃井作业套管切断的判断方法

在进行海洋石油弃井作业后,必须把水下井口系统从泥线以下切割回收到地面。目前主要采用水力机械内切割技术进行套管拆除。在深水弃井作业中,判断套管是否被切断是提高弃井作业效率的关键。如果套管未被切断,将造成取不出套管甚至出现打捞工具被拉断等井下事故。针对这个问题,提出了一种通过冲次和立管压力现场数据来判定套管是否被切断的方法,并通过现场试验验证此方法的可靠性。     

Q1井弃井作业复杂情况处理与认识

Q1井在弃井作业过程中遇到复杂情况,对套管的切割回收带来了很大的困难。由于Φ244.5 mm套管外水泥环返至井口,使得套管在割断后无法提出,经过多次上移套管切割深度后,采用特殊的作业手段将套管提拉出井眼;后续在回收Φ762 mm套管和Φ508 mm*Φ339.7 mm变径套管时,由于Φ244.5 mm套管割深过浅,使得Φ508 mm*Φ339.7 mm变径套管的可切割长度极短,通过设计非常规的切割钻具组合、非常规的打捞方法才得以完成回收。详细介绍了打捞钻具组合设计、打捞方法,对水下井口的非常规弃井回收作业有借鉴意义。     

深水弃井套管切割技术

深水水下井口尺寸大、强度高,由于水深增加导致切割过程中管柱受力复杂,加上切割工具的不成熟和作业经验缺乏,导致我国前期自营深水井在套管及水下井口切割弃井时遇到了很大的技术挑战,在作业时出现了不同程度的复杂情况。针对自营深水井及国外深水弃井施工案例,深入分析了深水弃井套管切割的风险点和技术难点,总结了作业失败的原因,从技术方案、弃井工具和施工参数等方面提出了针对性的改进方法,全面分析了深水弃井作业的风险点,并给出了相应预防控制措施,并在第2批深水井实施中得到了成功应用,提高了深水作业的安全性和时效性,证实了之前的改进思路的正确性,解决了深水弃井技术难题。     

深水井口系统切割回收工具设计研究

我国已经进入深水勘探阶段,由于受到钻探区域海况的影响,用传统的切割回收方法回收海底井口系统变得非常困难。鉴于此,分析了现有井口系统切割工具的结构及工作原理,采用提拉式水力驱动切割,设计了深水井口系统切割回收工具。分析了作业过程中不同状态下对工具的受力,对关键零部件进行了有限元分析,结果表明卡爪、定位基座及解锁卡壳体均满足强度要求,整体结构设计安全。并针对C13-8-42割刀进行了切割参数优选。研究结果可为螺杆钻具选择及作业过程的顺利实施提供参考。     

深水弃井作业一体化技术及关键工具研究

现有的深水弃井作业程序需要多趟钻才能完成,作业成本高,且注水泥管柱下入困难。为了提高弃井的作业效率,研究了深水弃井一体化工艺,设计了关键工具,并进行了试验验证。结果表明,该技术可以一趟钻完成切割套管、注水泥封固井口、回收井口头作业,可以降低弃井作业成本,简化作业程序,提高作业的可靠性。     

深水轻型与中型修井水下系统分析

在深水油气生产采用水下生产系统模式时,常规修井作业须动用半潜式钻井平台,由于高昂的修井成本限制了深水修井频率,使深水油气田在投产之后几乎很少实施后续的增产作业。但是,部分修井作业可以在不动生产管柱的条件下进行,例如采用小尺寸的修井隔水管及水下井口压力控制系统,单体工程船即可以实施修井系统的安装和修井作业,可提升修井的作业效率。 分析了深水水下井口修井的作业类型,针对不动生产管柱的轻型、中型修井作业,分析了修井系统的配置及关键设备特点和设计时应考虑的主要因素,给出了典型修井作业程序及作业风险应对方案,可为深水修井技术和装备的研发提供参考。     

半潜式钻井平台水下井口扶正技术及其现场实践

半潜式钻井平台水下井口的稳定性对整个钻井作业的安全及顺利施工至关重要,井身结构、表层固井质量、海况条件等是主要影响因素,其中任何一个出现问题都会导致水下井口失稳,造成水下井口严重偏斜甚至井眼报废.在井眼发生偏斜后,为了减少经济损失和恢复正常作业,需要纠正偏斜的水下井口.文中阐述了南海西部油田YC13-8-1井水下井口扶正施工的作业程序、工艺特点及注意事项.通过该井水下井口的扶正施工,摸索出了一套成功解决水下井口偏斜的技术,可为今后海洋钻井工程类似事件的处理提供技术参考.     

深水钻井表层套管固井井口稳定性及防下沉实践

深水表层土壤松软,导管通常采取喷射的方式下入,井口径向稳定性能薄弱,尤其在深水新区块探井海底地质情况不明确、浅层土质强度参数不准确的情况下,水下井口径向稳定性问题尤为重要。为提高水下井口径向载荷的稳定性,针对现场作业中表层套管在固井前循环及注水泥固井期间出现的井口下沉现象,进行导管在表层套管固井期间的径向受力情况分析,结合现场作业实践,提出了防止井口下沉的方法,并且在作业实践中得到了成功应用,提高了水下井口径向载荷的稳定性,有效促进了深水表层作业的顺利、安全进行,保证了深水钻井的安全性。     

高效割捞一体打捞器在弃井作业中的应用

根据海洋石油弃井规范规定:在中华人民共和国的内海、领海、大陆架以及其它属于中华人民共和国海洋资源管辖海域内进行的油气勘探、开发及生产作业结束后,需要对井口设施进行清除,即弃井。弃井作业分为常规弃井和深水弃井,水深400米以内为常规水深,400米以上为深水作业。深水弃井时,通常采用特殊功能的切割打捞一体工具,在切割套管时,补偿潮汐对钻具深度的影响。浅水弃井不受潮汐影响,常采用切割打捞两趟作业。此次使用的新型割捞一体打捞器将切割和打捞两项作业结合,采用一趟钻具组合完成,节省一趟钻的时间,提升作业效率。介绍了BZ9-6井割捞一体打捞器成功弃井的作业案例,为后续类似作业提供借鉴。     

深水钻井关键装备现状与选择

与陆地和浅滩相比,深水钻井海况环境更为复杂,对钻井装备和技术的要求更高。针对深水钻井的特点,对深水浮式钻井所需要的钻井装置、水下器具、水下井口等装备进行了阐述,分析了其发展现状、技术特点和关键参数,提出了选择这些装备应考虑的因素。     

水下吸力锚基础式带控制系统中心管汇制造技术

随着海洋油气田开发不断向深水延伸,水下生产系统已经成为深水开发中的主要模式。水下中心管汇是水下生产系统中油气资源集输、水下控制的关键装备。通过对国内外水下中心管汇项目进行系统研究,选择深水典型水下吸力锚基础式带控制系统中心管汇作为研究对象,从其组成、关键设备接收技术要求、制造及测试工艺流程、技术风险点等方面阐述了水下吸力锚式中心管汇的制造、测试技术,为我国水下生产设施的制造提供借鉴。     

海洋油气水下处理系统研究现状和发展趋势

介绍了当今世界上已经投入使用或正在试验开发的油气水下处理技术,包括水下多相混输技术、水下海水分离技术、水下气体分离技术及水下多相分离技术,阐述了水下处理系统的种类和应用现状。在深入分析海洋油气田不同开发时期水下处理系统开发模式的基础上,总结了多相混输系统、海水分离回注系统和油气水三相分离系统等3种典型的水下处理系统设计开发流程。最后对国内海洋油气水下处理系统的研究开发提出了建议。     

基于FTA定性的简易水下井口设计可靠性分析

水下井口作为水下生产系统的核心装备,下端连接导管和套管,上端支撑防喷器组和水下采油树等水下装备,是整个水下生产系统的重要组成部分。特别是在浅海作业环境中,外部易受到风浪影响,一旦发生失效,将会造成严重的后果。基于浅水水下井口的结构特点,建立了水下井口失效事故树模型(FTA),划分了基本事件和最小割集,分析了基本事件结构重要度,对水下井口装置关键部件的风险程度进行了评估。结果表明:低压井口头、环形密封总成、高压井口头、套管悬挂器、防磨补芯装置和导向基座是水下井口设备发生失效的关键部件。针对失效关键部件提出设计优化建议,从而提高海洋油气生产的整体安全可靠性。为建立一套适用于浅水简易水下井口及采油树风险评估与安全可靠性技术体系提供了重要参考依据。     

海上边际气田水下井口排水采气工艺技术

为了降低海上边际气田水下井口排水采气成本,提高边际气田开发的经济效益,通过借鉴国内外排水采气的先进经验, 利用水下井口的脐带缆系统、化学药剂注入系统等配套设施,将泡沫排水采气、高压气源气举排水采气、高压邻井气举排水采气和 气举辅助泡沫排水采气等4 种工艺应用于水下井口,总结并设计出相应的工艺流程。应用结果表明：水下气井采用上述4 种工艺技术, 具有经济、可靠、高效的优点,在气井转入排水采气生产阶段时不需要进行修井作业,可降低排水采气成本,提高海上边际气田采收率, 可作为开发边际气田水下产水气井的技术手段。结论认为,在海上边际气田开发工程的设计及建造阶段,要对气田的全生命周期开 发形势做出充分地预测及评估,并确定合适的人工举升方式,设计与安装的脐带缆管线、水下井口阀门、生产管柱及气举阀要满足 气田中后期开发的排水采气工艺要求。该配套工艺技术为南海深水油气开发提供了技术储备。     

开发海上深水边际油田的尖端技术装备(一)

陆丰２２－１深水边际油田开发最与众不同之处在于采用无生产平台的采油方式。油田租用１艘以多功能单点系泊系统系泊的生产储卸油轮，配以全自动控制的水下井口生产系统，与世界海上石油界首次在采油树上使用的泥线增压泵相结合，安全、高效地实施油田的前期开发和后期生产管理。被称为“组块搭接式控制系统”的水下井口生产系统，荟萃了当今世界的尖端技术，包括双定位水下卧式采油树、电／液控制系统、泥线增压泵、电缆系统、折叠式钻井底盘系统和遥控作业机器人等。浮式生产储卸油轮是世界上首次使用多功能旋转接头与半沉没式单点系泊结合的油轮系统，具有电力供应、原油净化处理等功能，高峰日处理液量为１２５万桶，日处理油量为６万桶     

环空带压对深水水下井口疲劳损伤的影响规律

海洋深水油气井测试过程中,高温产液上返时会加热周围套管及多层套管环空内的液体,引起液体在密闭井筒环空中膨胀,产生环空带压。环空带压的存在会改变水下井口疲劳热点处的应力状态,进而对水下井口疲劳损伤产生不利影响,制约了深水油气井长期安全高效运行。为了给深水油气井的长期安全运行提供更加科学的指导,考虑环空液体物性参数、井筒环空液体热膨胀和环空体积变化的耦合影响,建立了水下井筒环空带压计算模型,采用迭代法对环空带压进行了求解,将获得的环空带压施加到水下井口有限元模型上,然后以高压井口头与表层套管的焊缝为研究对象,研究了环空带压条件下水下井口疲劳热点处的应力状态;在此基础上,分析了环空带压、水泥浆返高和高压井口头出泥高度对水下井口疲劳损伤的影响规律。研究结果表明：①环空带压的存在会加剧水下井口的疲劳损伤,压力越高,疲劳损伤越严重;②表层套管外水泥浆返高与泥线的距离越大,水下井口的疲劳损伤越小;③高压井口头出泥高度越大,水下井口疲劳损伤越大。结论认为,有效地控制水下井口的环空带压与合理地设计井身结构,有助于减少水下井口的疲劳损伤。     

陵水17-2深水气田开发钻井关键技术研究及应用

陵水17-2气田群为我国南海西部海域首次自营开发的深水高产大型气田,平均作业水深为1500 m。深水油气开发不仅需要克服恶劣的海上环境条件,而且面临浅部地层成岩性差、隔水导管及钻柱力学机制复杂、井控要求高等诸多技术难题。针对这些难题,采取周密的钻井技术措施,包括钻机能力评估、高精度水下定位系统、安全避让距离设计及定向井轨迹设计等,并重点应用隔水导管及水下井口稳定性分析、表层导管入泥深度校核、喷射钻进下表层导管等关键技术,安全高效地完成了钻井作业。陵水17-2项目顺利开发,进一步固化海上深水钻井安全高效的作业模式,为后续深水油气田的勘探和开发提供参考和借鉴。     

水下井口回接工艺在边际油田开发中的应用及改进

水下井口回接是海洋石油钻井工程中的一项特殊工艺。为降低开发成本,提高边际油田的开发效益,利用临时弃井的井进行水下井口的回接,并在此基础上建造小型生产平台是开发边际油田一项不错的选择。于1988年钻探的BZ34-3-2D井,试油显示较好,采用了保留水下井口的临时弃井。介绍了井口回接工艺以及该工艺在BZ34-3油田的应用中遇到的困难,对常规井口回接工艺进行了改进与创新,利用水下摄像技术观察水下井口情况,最终回接成功,对今后水下井口回接作业有一定的指导作用。     

深水深层井钻井关键技术发展与展望

随着海洋油气勘探开发的不断深入,深水深层井(简称双深井)已成为全球勘探开发热点.双深井比常规深水井面临更加复杂的井下地质环境、海洋环境,作业的风险更大.近年来,随着深水钻井作业的不断进步,当前已初步形成了一套双深井钻井关键技术,包括井身结构、控压钻井、钻井液体系、固井工艺、井控、水下井口、井筒完整性等7个方面.双深井钻...