深水钻井液举升钻井技术的水力学计算

为解决深水钻井过程中遇到的一系列问题,石油工业界提出了海底钻井液举升钻井(SMD)技术,由于该技术是用于深水和超深水钻井的新技术,迫切需要新的水力学计算方法和理论。海底钻井液举升技术采用相对较小的回流管线从海底回输钻井液,而隔水管内充满海水,在回流环路中形成两个压力梯度。根据海底钻井液举升钻井技术的使用环境及特点,推导了海底钻井液举升钻井系统的水力学计算公式,并编制水力学计算程序,依据算例对该系统的特点进行了分析,为深水钻井操作提供了理论依据。     

深水海底泥浆举升钻井技术及其应用前景

为了解决深水钻井中遇到的问题，由Conoco公司领导的工业联合项目组研发了海底泥浆举升钻井（以下简称SMD）技术。采用该技术进行深水钻井时，隔水管内充满海水，泥浆用小直径管线从海底返回，在返回环空中形成两个压力梯度，实现双梯度控压钻井。文中着重介绍了SMD的理论依据、系统工作原理、系统关键设备以及SMD井控程序的HAZOP分析等。从技术适用性、经济性、装备以及可能存在的风险等方面对该技术在南中国海钻井中使用的可行性进行研究，并展望其应用前景。     

海底泵举升双梯度钻井技术进展

海底泵举升钻井液方式的双梯度钻井技术是一种非常规钻井方法,它依靠海底泵和1条小直径上返管线把钻井液和钻屑从海底循环到海面。海底泵举升钻井液钻井技术主要分为SMD系统、DeepVision双梯度钻井系统及SSPS双梯度钻井系统。在介绍海底泵举升钻井技术优势及风险的基础上,对双梯度钻井技术的发展现状进行了阐述。我国的双梯度钻井技术研究刚刚起步,主要是对注空心球、隔水管气举等方案的双梯度钻井原理、水力学计算及实施方案等进行研究。建议加快我国深水油气资源的勘探步伐,形成一套能指导我国深水油气开发的钻井技术体系。     

南海荔湾超深水表层导管喷射设计与实践

超深水钻井作为深水钻井的一部分,具有海水深(超过1500m)、温度低、海床不稳定、海底潜流大、海底浅层地层松软等难点,对超深水钻井构成了严峻的挑战。超深水表层导管的下入,是建立水下井口、确保后续钻井作业正常进行的基础,如何克服这些挑战并确保表层导管顺利下入是超深水钻井必须克服的难题之一。结合LW-A超深水井的设计与施工,阐述了超深水表层导管的尺寸、强度、长度选择,导管下入风险和控制措施,对超深水钻井技术的发展和成熟奠定了基础。     

深水双梯度海底举升钻井系统水力参数优化设计

针对深水钻井中遇到的地层压力与破裂压力余量过窄的问题,Conoco和Hydril公司共同研发了深水双梯度海底钻井液举升钻井技术(Subsea Mudlift Drilling,简称SMD)。基于SMD钻井系统的工艺原理,结合钻井水力学基础知识,建立了一种适合SMD钻井系统的水力参数计算模型,以最大钻头水功率为目标进行SMD钻井系统水力参数优化设计。对国外发表文献中的实钻数据进行验证,该水力参数计算模型得到的各管汇压耗与实际压耗误差在5%以内,计算结果表明该水力参数计算模型具有较高的精度。     

海底钻机及其研究进展

为节省钻井成本及避免海洋环境和恶劣天气对钻井作业的干扰,提出了海底钻机的概念。阐述了海底钻机的原理,介绍了国外2种海底钻机的结构、运作程序以及钻机关键设备的功能,对比分析了海底钻机与常规浮式钻井装备预期的经济效益。最后针对海底钻机国产化提出建议:国内应加强对海底钻机材料及自动化程度的跟踪研究;在石油工程相关领域的技术研发和装备制造过程中可以借鉴海底钻机模块化设计技术、加工制造技术、水下安装技术、智能作业技术以及远程控制技术等;国内可以从用于深水海底自动取样、浅钻设备入手,开始关键设备的研发试验。     

新型RMR钻井系统泥浆返回管线海底锚泊方案

无隔水管海底泥浆举升钻井（RMR）是应对深水复杂环境下表层钻井的有效方案。在深水RMR系统配置方案研究的基础上,针对无隔水管泥浆举升钻井泥浆返回管线的工况要求,对当前常用海底锚泊方案进行分析,提出适合深水条件的泥浆返回管线海底锚泊方案,并对该方案进行原理分析和结构设计。     

超深水海洋双梯度钻井技术

在海洋超深水钻井过程中遇到了一系列问题,为解决这些难题,石油工业提出了双梯度钻井技术的概念,并研制了海底钻井液举升系统。文中介绍深水海洋钻井所遇到的困难,双梯度钻井技术的概念和优点,海洋钻井液举升系统的组成。     

考虑海底增压的深水钻井当量循环密度预测方法

针对深水井筒ECD预测与控制方面存在的不足,建立了考虑温度和岩屑影响及有海底增压管线举升系统情况下的深水钻井ECD预测模型,以实例计算分析了深水钻井中有海底增压管线举升系统情况下ECD变化。结果分析表明,钻柱内的排量一定时,增注排量越大,ECD值越小;在有海底增压管线举升系统时,本计算条件下ECD值均未超过漏失压力,因此该种参数工况下应该为安全状况;在无海底增压时,随着排量的降低,环空ECD逐渐增加,且ECD增加值较大;当排量小于一定值时,ECD的增加会导致在钻井过程中的地层漏失。因此在深水钻井过程中应该特别注意在隔水管段的井眼清洁问题,除了控制机械钻速、泵入清扫液等措施以外,还应适量采取增加排量来及时清除钻屑,保持井眼清洁。最后对比分析了模型的有效性,在本计算条件下与PWD实测值偏差最大1.36%,对深水钻井水力参数优化设计及井控具有一定的参考意义。     

超深水钻井浅层气识别与后评估

随着海上勘探向超深水领域发展,危及深水钻井作业安全的海洋地质灾害调查便成为重中之重,防范事故发生是确保钻井安全与降低作业成本的最有效措施.海底浅层气是引起浅层灾害的主要形式之一.超深水海底浅层气危害严重,完全识别较为困难.本文论述了超深水浅层气的危害、判断存在的依据、国内外预测方法,重点介绍了利用高分辨率2-D地震资料...     

超深水半潜式钻井平台设计的技术创新分析

本文对超深水半潜式钻井平台设计的技术创新进行了分析,阐述了超深水半潜式钻井平台设计的技术创新的必要性,对技术创新的关键环节和关键技术进行了说明,总结了技术创新的重点及要点,旨在促进超深水半潜式钻井平台设计的技术发展,提高钻井的安全性和作业效率。     

南海东部荔湾22–1–1超深水井钻井关键技术

荔湾22–1–1超深水井位于南海东部海域,作业水深2 619.35 m,是目前国内作业水深最深的超深水井。针对该井钻井中存在的水深、海底低温、安全密度窗口极窄、浅部地层成岩性差、隔水管及钻柱力学行为复杂等技术难点,采取了周密的钻井工程设计和现场精细化管理,并应用了喷射下导管技术、FLAT-PRO恒流变合成基钻井液、低温早强水泥浆表层套管固井技术、钻井液当量循环密度随钻监测技术等关键技术措施,安全高效地完成了钻井作业,创造了国内外相同水深钻井周期最短纪录,工程质量全优。荔湾22–1–1超深水井的成功标志着我国超深水钻井技术取得重大突破,不但为我国超深水井钻井积累了宝贵的经验,也对国内外超深水钻井技术的发展具有一定的促进和借鉴作用。      

无隔水管海洋钻井技术

无隔水管钻井液回收技术是一种顶部井眼钻探系统, 使用海底泵系统将井眼环空返回钻井液和岩屑通过泥浆返回管线泵送回海面钻井船。该技术很好地解决了深水钻井技术难题, 安全钻探深水顶部井眼, 在国外获得了广泛的商业应用。目前, 已经从最初的浅水发展到深水、 超深水回收技术。同时,Ａ Ｇ Ｒ公司的控制钻井液压力钻井技术基于无隔水管钻井液回收技术, 可与常规隔水管和海底防喷器组联合使用, 钻探表层井眼外的其余井眼段, 具有双梯度钻井和控压钻井优点。实践表明该技术能够以更低成本、 更快、 更安全的作业方式以及更低的环境影响程度钻探深水井。因此, 在我国深水油气开采中有着极大的应用潜力和优势。     

深水窄压力窗口控压钻井技术进展及应用

深水钻井通常都面临恶劣海洋环境、海底低温高压、窄压力窗口、浅层地质风险、作业成本高等严峻挑战。为了解决深水钻井中遇到最具挑战的窄压力窗口难题,业界提出并发展了控制压力钻井技术。主要介绍了控制压力钻井技术概念以及在深水钻井中应用的几类控制压力钻井系统,包括表层动态压井钻井系统、连续循环钻井系统、环空压力动态控制钻井系统、双梯度钻井系统、泥浆帽钻井系统等。最后,通过介绍控压钻井系统在中海油墨西哥湾盐下超深水井的实际成功应用,为后续其他深水项目提供一定的借鉴。     

新型深水钻井井喷失控海底抢险装置概念设计及方案研究

针对目前深水钻井井喷失控抢险方法及装置极其缺乏,井喷失控后带来重大经济损失和环境污染等问题,通过对深水钻井井喷失控抢险过程中的固体力学和流体力学特征分析,提出了一种新型深水钻井井喷失控海底抢险装置概念设计,并以墨西哥湾"深水地平线"钻井平台爆炸井喷事故为例,验证了所设计的深水钻井井喷失控海底抢险装置的科学性和可行性,在此基础上制定了多种抢险方案。本文成果对深水钻井井喷抢险装置的研发及抢险方案的制定有一定参考价值。     

海底管道行走工程抑制措施浅析

随着国际上海洋油气资源由浅海向深海开采,"短"的高温高压海底管道有相当数量在启动和关闭循环周期后,可能发生行走并威胁管道系统的完整性。这对深水海底管道的设计和油田布局规划产生重要影响。本文结合实际工程,提供了几种有效抑制海底管道行走及缓解行走损害的工程措施或操作方法,可避免深水海底管道发生安全事故,为深水海底管道的设计提供一些指导。     

深水钻井隔水管关键技术研究进展

深水钻井隔水管系统是海洋油气勘探开发的关键设备,其正确设计与使用直接关系到钻完井作业的安全与高效。总结了近年来深水钻井隔水管的几项关键技术研究进展,主要包括深水海底井口-隔水管-平台耦合动力学分析方法,深水钻井隔水管避台撤离分析技术、悬挂隔水管井间移位分析技术及平台漂移下隔水管脱离预警界限分析技术等3项特殊作业技术,以及隔水管电磁检测技术、隔水管监测技术及深水钻井隔水管完整性管理系统。深水钻井隔水管关键技术已在中国南海、西非等11口深水井的钻井隔水管设计中得到了良好应用,解决了现场技术难题,可为我国深水钻井隔水管的设计和作业提供更全面的技术支撑。     

南海超百米水深海底油管道泄露修复实例

以2008年惠州油田120 m水深海底管道抢修项目为例,介绍了国内首例深水海底管道维修项目的实施。通过项目实施,积累了一些深水海底管道维修经验,同时对未来深水管道维修技术提出了更高要求。     

巴西深水盐下钻完井配套技术与降本增效措施

自2006年巴西超深水海域发现巨型盐下油田以来,深水盐下钻完井技术取得了显著进步。本文总结了巴西深水盐下钻完井面临巨厚盐岩层蠕动危害大、灰岩储层漏失严重、地层可钻性差、超深水钻井装备可靠性及应急管理挑战、巨厚储层完井严重漏失等难题,阐述了盐层段安全钻井及套管设计、控制压力钻井技术、钻井工具及工艺优化提高钻速技术、深水应急专项技术、大尺寸智能完井技术等深水盐下钻完井配套技术,并梳理了深水盐下L油田降本增效举措,最后展望了超深水无隔水管钻井、完井管柱湿式解脱工具、混合式智能完井控制系统等深水盐下钻完井新技术,以期为国内深水油气田钻完井技术发展提供借鉴。     

超深水浅层建井关键技术创新与实践

中国南海油气资源丰富,但70 %分布在深水区域。深水钻井实践表明,60 %的钻井事故源自海底以下几百米的未成岩浅层,因此浅层建井是整个深水钻井成功的关键。针对超深水浅层存在海底土力学参数不易获取、浅层地质灾害精确预测困难、井身结构精准设计和作业安全控制不易等难题,从理论模型、室内模拟实验和现场实践等方面开展了研究。根据土体固结理论及声速梯度特征,基于浅层地震剖面数据,创建了深水浅层土体密度、抗剪强度关键参数预测模型。基于超深水模拟实验装置,建立了水下井口实时承载力模型,形成了深水浅层精准井身结构设计方法。基于地震纵波在深水浅部含气或含水地层中产生不同声速响应的特征,建立了含浅层气、浅水流地层纵波速度随水深、地层密度的双参数方程,形成了超深水浅层地质灾害预测模型。基于浅层喷射下表层导管的原理,提出了"表层导管+表层套管"二合一复合钻井作业模式。研究成果成功应用于西太平洋第一口超深水井——荔湾22-1-1井(水深为2 619.35 m)。其中,南海超深水表层导管下入深度达100.1 m,浅层表层导管安装时间仅为2.25 h,保障了荔湾22-1-1井的高效、安全作业。