南海某油田隔水导管施工溜桩风险分析

隔水导管溜桩风险预测是近海钻井前期的一项重要工作,然而在实际研究中存在着诸多问题。为了实现安全高效钻进、准确控制钻井进程的目的,通过研究并优化打桩控制技术,提出了"海上隔水导管施工溜桩深度预测理论模型",其核心是准确确定海底土极限承载力、隔水导管管柱载荷分析以及对溜桩机理的研究,建立溜桩初期以及打桩时期的力学模型。该模型在南海某油田数口井的隔水导管施工作业中得到了成功应用,隔水导管施工预测深度范围与实际溜桩深度基本一致,为隔水导管施工风险评估提供了理论基础,确保了海上作业的安全性。     

南海西部乌石海域■508 mm隔水导管简易井口稳定性研究

南海西部海域常规探井简易水上井口前期普遍采用■762 mm×25.4 mm大尺寸隔水导管,作业成本较高。从隔水导管桩土承载力、海底土浅层破裂压力、极端海况下隔水导管强度等方面分析■508 mm×25.4 mm隔水导管稳定性。结果表明:隔水导管最小入泥深度为45 m时,能满足井口承载1 000 kN要求;极端海况下隔水导管能满足强度要求,在水面及泥线下2 m附近出现最大弯矩与应力,泥线以下10 m后应力较小。现场应用表明,乌石海域采用■508 mm隔水导管可实现后续安全钻井作业,相比■762 mm大尺寸隔水导管方案,可降低作业工期与费用。     

埕北油田隔水导管入泥深度计算及稳定性分析

隔水导管管体轴向受到井口压载和海底土提供的承载力,横向上受到风浪流等环境载荷,因此需要入泥一定深度和尺寸规格以提供安全的轴向承载力并满足管体的稳定性。本文结合埕北油田海底土质特征,计算得到了隔水导管入泥深度,并优化建立隔水导管有限元模型对隔水导管稳定性进行了校核分析,为海上现场施工提供了有力技术支持。     

南海深水表层导管水下打桩安装技术适应性分析

为了提高深水钻井表层导管施工的安全性和时效性,针对深水浅层钻井难题,基于锤击沉桩原理,通过理论分析和工艺研究,对深水钻井表层导管水下打桩安装技术进行了分析。深水钻井表层导管水下打桩安装技术采用水下液压打桩锤系统将表层导管锤入地层,可在工作船上实施作业,不占用钻机时间。针对我国南海深水浅层地质特点和油气开发需求,对该技术在南海深水钻井表层导管施工作业的适应性进行了研究。结果表明,与目前采用的表层导管钻孔/固井和喷射法安装技术相比,水下打桩技术可分别节省65%和43%的作业时间、79%和46%的作业费用。表层导管水下打桩安装技术可有效提高深水浅层钻井的安全性和经济性,对我国南海深水钻井表层导管施工具有很好的适应性。      

崖城13-1气田表层隔水导管快速打桩技术

由于崖城13-1气田开发需要,从2009年12月到2010年10月先后进行了4口大位移调整井的钻完井作业,其中A10和A15井表层?660.4 mm隔水导管采用钻机打桩方式完成。以这2口井的打桩作业情况为基础,结合相关理论研究计算,进行了地层基础承载力分析、打桩锤的优选及快速安装设计、深穿刺引鞋的设计、替打短接的设计,应用了Pile driving monitor数据采集系统及快速打桩工艺,形成了完整的快速打桩工艺理论,经过现场作业的检验,取得了较好的应用效果。崖城13-1气田打桩作业的技术关键,对未来海洋钻井打桩作业模式具有重要的借鉴意义。     

渤海油田探井隔水导管整体力学特性分析

在海洋探井钻井过程中,隔水导管的强度及稳定性对于安全钻完井作业具有重要意义。文中介绍了渤海油田常规的探井井口结构,研究了海风、海浪、海流及海冰作用对钻井隔水导管强度及稳定性的影响,建立了探井钻井隔水导管的受力分析模型。应用通用有限元软件ANSYS建立了钻井隔水导管有限元计算模型,并且对钻井隔水导管及组合管柱结构进行了强度和稳定性校核。以渤海油田某探井为例。对25a-遇海洋环境条件下钻井隔水导管的强度及稳定性进行了计算与分析,研究成果能够为该地区今后的探井钻井作业提供科学依据和技术指导,从而保证海上钻完井施工作业的安全。     

隔水导管腐蚀工况下静力学稳定性研究

隔水导管作为隔离海水、支撑油气井口的重要部件,在生产平台设计阶段,需要考虑由于腐蚀而附加壁厚裕量,保证隔水导管的稳定性。以南海东部某生产平台结构数据为基础,运用ANSYS软件,按照南海东部海况条件极限值,模拟隔水导管在不同腐蚀程度情况下的井筒稳定性。模拟分析结果表明,从静力学角度考虑,该平台在最大井口载荷为200 t工况下,受到1年期或100年期海况条件时,隔水导管腐蚀比例不超过75.99%,隔水导管强度依然满足设计要求。研究结果为油气井安全生产和后期隔水导管修复或更换决策提供理论依据。     

南海北部湾打入式隔水导管承载力CPT设计方法

钻井隔水导管承载力和下入深度设计对井口稳定性具有重要意义。基于静力触探试验(CPT)的单桩承载力计算理论,研究了砂土密实程度、隔水导管下深对隔水导管摩阻力及承载力影响。研究结果表明:随隔水导管下深增大,桩侧单位摩阻力出现退化,与密实砂土相比,中等密实砂土摩擦疲劳效应显著;与CPT法相比,API法计算密实砂土中隔水导管承载力偏低,计算中等密实砂土中隔水导管承载力偏高,导管下深50m时高估幅度达134.8%。结合北部湾工程实际,验证了CPT法计算承载力具有较高的准确性,可为隔水导管承载力计算提供参考。     

渤海某油田隔水导管入泥深度研究

海上钻井隔水导管连接海上钻井平台与海底浅层土体,主要功能是隔离海水、形成钻井液循环通道。如果钻井隔水导管入泥深度下入过浅,将不能完全承受上部的井口载荷而导致在施工过程中井口的失稳、下陷等海上复杂事故,会造成很大的经济损失。如果隔水导管入泥深度下入过深,会使隔水导管用量过度增加而造成经济上的过多浪费。渤海某油田水深较深,海浪、海流和海冰等海况条件对钻井隔水导管强度和稳定性产生很大的影响。为了保障海上钻井施工的安全,对该地区钻井隔水导管入泥深度开展综合性研究,减少海上导管施工的盲目性和作业风险,降低海上钻井施工成本。     

渤海隔水导管整体拆除技术

随着部分海上油田陆续进入老龄化,海洋油气设施弃置需求逐年增加。为解决海洋油水井弃置过程中隔水导管拆除时间长、价格高昂以及安全风险高的难题,提出并论证了采用浮吊整体拆除隔水导管技术的可行性。该技术合理安排拆除上部组块或拆除导管架的浮吊与驳船资源拆除隔水导管,能够利用相对价格低廉的浮吊,短时间内完成隔水导管的拆除,而不是长时间占用昂贵的钻井平台,该技术模拟分析论证,该技术在渤海区域海洋环境条件下可行。通过在渤海某8口井弃置项目中成功应用,大幅缩短了工期并提高了安全性,取得了良好的经济效益,具有广泛的推广前景。     

南海深水钻井表层导管喷射作业实践

深水钻井表层导管喷射就是在钻井的过程中边钻孔边完成导管下入,导管下入到位后无需固井作业。结合中海油在南海白云、流花、荔湾区块的成功实践,介绍了在深水进行导管喷射施工的风险分析、作业准备、作业方法和风险防范等措施。深水导管喷射钻井技术能够有效地规避常规钻孔、下导管、固井的作业风险,且能显著节约钻机占用时间,降低成本,具有推广应用的价值。     

南海西部油田复杂储层测井综合解释技术

论述了南海西部油田复杂储层的特点及测井评价遇到的问题,针对浅层泥质粉细砂岩泥质含量计算的难题,有针对性地提出了由NDS(中子-密度间隔)曲线、核磁共振测井及电成像测井计算泥质含量共3种非常规方法;针对复杂成岩环境下,岩石组分的不确定性及由此带来的测井孔隙度计算参数的敏感性,提出了由电成像或元素谱测井确定岩石组分、基于岩...     

钻井隔水导管临界载荷及弹性稳定性研究

从海上钻井实际出发,假定隔水导管为一端嵌固、一端铰支约束的典型受力杆件,根据能量守恒准则和弹性稳定性理论,推导出了在有端部集中载荷及自重均布载荷联合作用下其临界载荷的计算方法,并对不变刚度结构和变刚度结构两种不同组合形式的隔水导管的临界载荷进行了实例计算与分析。对于自升式平台钻井隔水导管,采用本文提出的模型及方法求解其临界载荷,这在原理上和技术上都是可行的;在现场作业中,采用本研究方法中的变刚度结构隔水导管组合形式是可操作的。这些研究成果对于进一步提高海上钻井作业的安全性以及合理使用现有设备和降低成本均具有一定的指导意义。     

钻井隔水导管稳定性校核模型改进与应用

隔水导管作为海上油气资源开发的重要井口持力结构,其安全稳定性对于钻完井作业以及后续的油气生产过程至关重要.基于ANSYS有限元模拟软件,针对隔水导管受力情况,综合考虑风浪流、腐蚀、附着海生物、海底土作用等多种影响因素,建立了隔水导管有限元模型.提出了以限位层分段校核隔水导管稳定性的方法,优化了隔水导管管身结构.采取分段...     

隔水导管桩竖向承载力分析

以渤海地区常用尺寸的隔水导管与表层套管为研究对象,利用有限元方法分析两者组成的隔水导管桩竖向承载特性。开展不同土体模型尺寸、土体网格尺寸、土体弹性模量对计算结果影响的敏感性分析,确定最佳计算参数,在此基础上,计算不同结构参数下的隔水导管桩竖向承载力变化规律。结果表明:上桩段结构参数对竖向承载力影响较大,其桩径、桩长的增大都可有效提高隔水导管桩竖向承载力,而增加下桩段桩长来提高隔水导管桩竖向承载力则需要牺牲较大的桩顶位移。研究成果可为使用隔水导管桩部分替代原有钢管桩基础提供参考。     

涠洲某油田隔水导管腐蚀检测及强度评估技术研究

海上固定式导管架结构生产平台隔水导管位于海水飞溅区和潮差段的部分由于常年受到海水冲刷、温度及应力变化等作用,普遍出现锈蚀、孔洞或裂缝变形等损害,结构和强度受到损坏。根据涠洲某油田隔水导管的实际情况制定了腐蚀检测方案,并建模对其结构强度及使用寿命进行了模拟核算和评估,研究表明该平台隔水导管普遍存在麻坑腐蚀及孔洞腐蚀现象,该方法对海上油气田开发平台的隔水导管检测和再利用具有很好的参考价值。     

北部湾WX油田隔水导管最小入泥深度研究

隔水导管是海洋钻井关键部分,确定合理的下入深度对于安全钻完井作业具有非常重要的意义。随着WX油田开发,针对隔水导管下入深度问题,此文根据隔水导管不同工况,建立了基于钻井液安全循环和基于最大地层承载能力导管最小入泥深度计算模型,提供了计算方法及步骤,该计算模型指导了北部湾WX油田隔水导管入泥深度设计和现场施工作业,满足了开发的要求。     

隔水导管复合管柱载荷转移技术

为降低导管架平台建造成本,采用将导管架平台载荷转移至隔水导管-水泥环-表层套管复合管柱结构的方式以提高导管架平台承载能力的方法。分析导管架平台与复合管柱结构相互作用的机理,并建立复合管柱结构与导管架平台刚性连接时的载荷转移效率计算模型及复合管柱结构极限承载力计算模型。以渤海典型六腿平台为例进行平台载荷转移分析,采用载荷转移方式在保证复合管柱结构强度和稳定性的前提下可将导管架平台12.5%的载荷转移至复合管柱结构且减少导管架平台桩管入泥深度,为导管架平台结构优化设计和简化施工提供理论指导。     

?609.6mm隔水导管开窗技术

涠洲A油田隔水管前期锤入时底部变形严重,最严重的一根磨鞋磨铣修复失败,为有效利用槽口,采用?609.6mm隔水导管开窗侧钻。通过设计专用开窗工具,优选开窗位置和方向,优化轨迹控制,增加水力增压器保证开窗作业平稳,优选合理开窗参数,顺利实现了隔水导管的开窗作业,整个过程扭矩平稳,与以往国外小尺寸套管开窗作业相比平台震动基本消除。     

南海西部乌石海域ø508 mm隔水导管简易井口稳定性研究

南海西部海域常规探井简易水上井口前期普遍采用ø762 mm×25.4 mm大尺寸隔水导管,作业成本较高。从隔水导管桩土承载力、海底土浅层破裂压力、极端海况下隔水导管强度等方面分析ø508 mm×25.4 mm隔水导管稳定性。结果表明:隔水导管最小入泥深度为45 m时,能满足井口承载1 000 kN要求; 极端海况下隔水导管能满足强度要求,在水面及泥线下2 m附近出现最大弯矩与应力,泥线以下10 m后应力较小。现场应用表明,乌石海域采用ø508 mm隔水导管可实现后续安全钻井作业,相比ø762 mm大尺寸隔水导管方案,可降低作业工期与费用。