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。     

CML双梯度钻井瞬态井筒温压耦合场

针对CML双梯度钻井井筒温压耦合场的相关研究较少。为此,基于CML双梯度钻井的工艺特点,考虑井筒内钻井液的流动特点以及温度、压力对钻井液物性参数的综合影响,建立了井筒温压耦合场数学模型,并结合钻井数据进行了数值计算和敏感性分析。计算及分析结果表明：返回管线与海水之间为单管横掠式传热,受到周围环境温度的影响较大,其温度分布与海水温度分布类似,井筒温度对钻井液密度的影响要大于压力的影响;在CML钻井中,通过动态调节钻井液帽的高度可以灵活控制井筒压力;通过对钻井液帽高度、泵压、排量进行优化设计,可以更好地满足对目标井底压力的控制需求。所得结论可以为深入研究CML双梯度钻井的控压钻井工艺设计提供理论参考。     

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。     

深水双梯度钻井技术研究进展

深水双梯度钻井技术主要包括海底泵举升钻井液、无隔水管钻井、双密度钻井等,可以很好地解决深海钻井中的技术难题。目前已发展了多个双梯度钻井系统：Conoco公司和Hydril公司的海底钻井液举升钻井系统,Baker公司和Transocean公司的DeepVision钻井系统,Shdl的SSPS海底泵系统,AGRSubsea公司的RMR无隔水管钻井液回收系统,MTI公司的空心微球双梯度系统以及路易斯安那大学的隔水管气举、稀释系统。与常规钻井比较,双梯度钻井优势明显,它能以更低廉的成本、更短的建井时间、更安全的作业、更高的产量实现深水油气勘探开发,因此,双梯度钻井技术在中国深水油气开发中具有显著的优势和巨大的潜力。图4参30     

深水无隔水管钻井液回收钻井技术

为解决深水钻井作业中遇到的复杂问题，挪威AGR 公司进行了无隔水管钻井液返回钻井技术（RMR）研究。RMR技术在钻井中不采用常规海洋隔水管，而是用海底吸入模块将从井眼环空中返回的岩屑和钻井液分流出来，在海底泵的作用下 通过一条小直径回流管线由海底返回至钻井平台，从而实现无隔水管钻井液循环。分析了RMR 技术原理，介绍了海底吸入模 块、海底举升泵模块、钻井液返回管线、控制系统等关键装备，概述了RMR 技术在国外应用现状。对RMR 技术今后发展提出展望，对国内应用推广该技术有一定指导意义。     

深水无隔水管钻井液回收钻井水力学计算

为解决深水钻井中遇到的一系列难题,国外研发出无隔水管钻井液回收钻井技术(RMR),该技术去除了隔水管,利用相对较小的回流管线将钻井液和钻屑从海底泵送回钻井平台。由于RMR技术是最新发展的技术,目前尚无合适的水力学计算理论和方法。根据无隔水管钻井液回收钻井系统的工作条件及特点,推导出无隔水管钻井液回收钻井系统的水力学计算公式,编制水力学计算软件,进行了算例分析,并与文献中数据进行了对比,验证了计算公式和程序的正确性。     

海洋深水双梯度钻井用水下装备

根据我国勘探开发深水油田的需要，介绍了用于深水的先进的双梯度钻井工艺，给出了实现双梯度钻井的几种方案，提出了双梯度钻井所需要的水下设备。     

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。     

促进深水海域钻井工业技术进步的相关工艺技术

20 0 1年 12月 ,在美国新奥尔良举行的SPE年度技术研讨与技术展览会议期间共交流与讨论了 32篇涉及各种不同专题的钻井工艺技术。这些论文涉及到井控、井眼净化、双梯度 (dualgra dient)钻井系统的开发研究与现场试验、钻井液工艺技术进展、固井与欠平衡钻井技术、创新型的深水钻井工艺技术、钻井问题的有效防止与治理技术和钻井优化工艺技术     

海洋深水钻井的钻井液研究进展

在参阅大量海洋深水钻探方面的技术文献资料的基础上 ,对海洋深水钻探中的钻井液使用作了归纳和总结。目的在于借鉴国外成功经验 ,为我国今后开展这方面研究工作做一些技术信息方面的铺垫 ;还结合国外海洋深水钻井液研究现状 ,提出了对海洋深水钻井的钻井液研究的几点建议。     

深水钻井对综合录井的影响因素探讨

深水钻井由于其钻井设备与工艺都与常规海洋钻井作业有很大的不同，给综合录井作业带来了一定的影响。通过对深水钻井作业设备和工艺方面特点的分析以及深水钻井录井实践，探讨了深水钻井对综合录井的影响因素，进而归纳提出了相对应的弥补方法和所采用的一些有效手段。     

深水钻完井工程设计要点分析

深水钻完井工程设计存在水文地质条件恶劣、作业成本高昂等一系列设计难点,这在一定程度上制约着我国深水油气田开发的进程。基于钻完井工程设计的流程及特点,以南海某深水油田的钻完井设计方案为例,选择井眼轨迹及井身结构设计、工作液设计、钻柱及钻具组合设计、井控工艺设计等主要的钻完井工程设计部分,进行了设计理念以及设计结果的分析。得出了深水钻完井工程设计适宜采用的关键技术以及基本设计思路,提出了简化井身结构、简化钻具组合、注重浅层气井控、采用批次作业等针对性的设计建议,能够为深水钻完井工程设计提供有益借鉴。     

深水表层无隔水管固井用玻璃纤维管优化设计

深水表层套管的稳定性直接决定着后续钻井及采油作业的安全高效实施,固井作业是保障深水表层套管安全稳定的基础。针对深水表层套管固井过程中常见的插旗杆、固井后试压不成功等复杂情况进行了分析,提出固井内管柱(玻璃纤维管)是否能高效顶替是造成这些复杂情况的关键因素,并通过大型有限元软件进行顶替模拟分析证实了这一观点。提出了一种新型侧壁开孔型玻璃纤维管结构,并进行了三维有限元顶替模拟分析,分析结果表明新型结构可以有效地避免现行结构的缺陷,避免插旗杆、混浆等复杂情况,可进一步推广应用。     

淡水钻井液侵入对双感应和双侧向测井响应的影响

钻井液侵入储集层将导致储集层含水饱和度、地层水矿化度、地层电阻率等的径向变化。由于双感应和双侧向测井测量原理的不同，地层电阻率的径向变化对其测井响应特征影响也不同。实测资料统计和数值模拟计算结果均证实，水层双侧向测井受淡水钻井液增阻侵入影响较大，钻井液愈淡，水层的侧向测井值愈高；而在好油层双感应测井受淡水钻井液减阻侵入影响较大。针对目前勘探较多的低电阻率油层，结合淡水钻井液侵入对双感应和双侧向测井响应特征影响的差异，建立了应用双感应测井或双感应、双侧向测井联合的油、水层识别方法，并在此基础上建立了油层含油饱和度的定量评价方法，提高了低电阻率油层的测井识别评价能力。图7参19     

深水钻井隔水管静态有限元求解器设计

借助仿真分析来确定钻井作业的最佳参数,对于降低钻井过程中隔水管系统失效危险性意义重大。在对深水钻井隔水管系统静态有限元求解研究的基础上,采用Matlab程序设计深水钻井隔水管静态有限元分析求解器,以1 500 m水深某井为例进行实例分析,并对分析结果进行了验证。设计时隔水管单根采用二维梁单元进行模拟,所支持的单元类型包括所有关键的隔水管部件,隔水管张力以恒定载荷的形式施加在隔水管系统顶部。研究结果表明,软件的计算结果与ABAQUS的计算结果吻合,二者形状规律一致,在数值上也很接近。     

深水钻井井喷事故情景构建及应急能力评估

深水油气开发面临着巨大的风险和挑战,尤其是在油气开发过程中如果发生井喷失控事故,应急救援将十分困难。采用重大事故情景构建方法,建立南中国海某深水探井在钻井期间发生井喷失控事故情景,包括从溢流发生到井喷失控、平台发生火灾爆炸、平台倾覆沉没、水下应急封井及打救援井、溢油回收处理及生态恢复,并对应急救援必须的工程技术、设备、人员等需求进行分析和评估,对我国下一阶段开展应急救援技术研究提出建议。研究结果对我国自主建立深水钻井井控应急救援工程技术体系有一定参考意义。