深水钻井重大事故防控技术研究进展与展望北大核心CSCD

深水钻井具有水深大、离岸远、自然环境恶劣、人员设施集中、作业地层风险高等特点,因此钻井井控事故应急救援难度大。本文从普遍的井喷事故和南海特有的台风事故防控技术着手,重点阐述了井喷早期溢流智能预警技术、水下井口应急封堵技术、深水救援井技术及深水钻井防台策略和应对方案等技术研究进展。展望了我国深水钻井重大事故防控技术下一步研究方向,主要包括深水油气开采重大安全事故演化灾变机理研究、深水井喷智能预警技术研究、水下应急封井装置研制、深水救援井设计和作业技术体系建设、适合南海海况的新型防台应急技术及装备研究、深水油气开采事故应急救援平台搭建等方面。本文成果可为我国深水油气开采重大事故防控技术研究提供参考。     

深水钻井重大事故防控技术研究进展与展望

深水钻井具有水深大、离岸远、自然环境恶劣、人员设施集中、作业地层风险高等特点,因此钻井井控事故应急救援难度大。本文从普遍的井喷事故和南海特有的台风事故防控技术着手,重点阐述了井喷早期溢流智能预警技术、水下井口应急封堵技术、深水救援井技术及深水钻井防台策略和应对方案等技术研究进展。展望了我国深水钻井重大事故防控技术下一步研究方向,主要包括深水油气开采重大安全事故演化灾变机理研究、深水井喷智能预警技术研究、水下应急封井装置研制、深水救援井设计和作业技术体系建设、适合南海海况的新型防台应急技术及装备研究、深水油气开采事故应急救援平台搭建等方面。本文成果可为我国深水油气开采重大事故防控技术研究提供参考。     

南海深水钻井作业面临的挑战和对策

深海油气开采是高风险、高投资、高技术、高回报的行业。我国南海海域石油储量巨大,属于世界四大海洋油气富集区之一,其中70%储藏于深水区。南海深水钻井面临的主要挑战是:浅层气和浅层流、深水低温、深水井控技术、缺乏深水作业经验和南海的灾害环境,在分析这些挑战可能造成的危害的基础上,从浅层流控制措施、钻井液优选、水泥浆优选、深水钻井井控措施、建立台风应急预案等方面,给出了技术对策。以2006年在南海钻成的作业水深1 481 m的LW3-1-1井为例,详细介绍了深水钻井施工情况。      

南海深水钻完井技术挑战及对策

南海深水区海洋环境恶劣,台风和孤立内波频发,深水钻完井工程设计和作业难度大、风险高。为提高我国深水油气勘探开发技术水平,实现海上钻完井技术研发、工程设计和作业能力由浅水向深水和超深水的跨越式发展,经过十余年技术攻关和作业实践,形成了具有自主知识产权的深水钻完井关键技术体系,首次建立了深水钻完井作业指南、技术标准和规范体系,克服了南海特殊环境条件下的技术挑战和作业难题,满足了深水油气钻完井安全、高效的作业要求,并钻成了最大作业水深近2 500 m的第1批自营深水井,开启了我国油气勘探开发挺进深水的新征程。     

应对深水井喷的简易防喷器应急技术研究

为有效解决深水井喷失控问题,研究了简易防喷器应急技术.采用预先危险性分析方法评估了简易防喷器作业风险,建立了隔水管-简易防喷器-导管耦合系统力学模型,研究了简易防喷器组合类型和配置方案的确定方法.以南海深水某油井为例,研究了顶张力、钻井船偏移、海流和关井压力对简易防喷器作业性能的影响,并基于极差分析和方差分析方法确定了影响简易防喷器作业性能的主要因素.研究表明,简易防喷器闸板数量对导管应力影响较小,为提高简易防喷器系统的可靠性,可选取五闸板简易防喷器;影响导管最大等效应力的因素依次为钻井船偏移、关井压力、海流流速和顶张力.根据简易防喷器应急技术研究结果进行应急预案制订和现场作业设计,可保障深水井喷应急作业的安全开展.      

防台风钻井隔水管技术现状及适用性分析

随着我国南海深水油气的开发,频发的南海台风导致深水钻井隔水管出现严重事故,造成较大损失,需要开发一种有效的防台风钻井隔水管以提高海上钻井安全。为此,阐述了防台风钻井隔水管系统的发展历程及应用情况,详细介绍近海面脱离总成和浮力罐系统2个关键技术,从防台风钻井隔水管安装过程、紧急脱离过程和回接过程3个方面介绍防台风钻井隔水管作业技术。以我国南海某井为例进行了防台风钻井隔水管适用性分析。分析结果表明,与常规钻井隔水管相比,防台风钻井隔水管的连接钻井作业窗口稍微偏小,基本不影响正常钻井性能;在南海台风条件下防台风钻井隔水管可以保持结构完整性,具有良好的防台风性能,同时大大缩短了作业时间,降低了作业费用。     

南海超深水井钻井隔水管悬挂模式的环境适应性分析

每年7月至11月为南海海域台风高发期,频繁的台风严重影响了深水钻井作业效率和安全。对于超深水(水深大于1 500 m)钻井,在台风到达井位之前完成井口处理和隔水管回收,时间是一个严峻的挑战,因此一旦遭遇台风,撤离钻井平台须考虑悬挂隔水管的备用方案。以南海某超深水井(水深2 460 m)为例,分析了钻井隔水管硬悬挂和软悬挂模式下影响隔水管安全的主要因素,探讨了各个因素对波浪和海流的适应能力与敏感性。研究结果表明,多数条件下软悬挂隔水管模式对波浪和海流的适应能力更强,硬悬挂模式下隔水管系统的安全性主要受限于应力和挠性接头转角,软悬挂模式下隔水管系统的安全性主要受限于挠性接头转角和伸缩节冲程。上述认识可对深水钻井隔水管系统安装和应急悬挂条件下的作业安全提供参考。     

深水钻井重大事故防控技术研究进展与展望

本文通过对于常规的勘探开发中钻井事故和深水区域独有的台风事故的相关预防技术入手,分析钻井事故早期的智能预警和水下井口的及时封堵技术等技术的研究和展望。我国在深水钻井方面的关于重大事故的防控技术的研究方向,主要是关于开采过程中的安全事故的防控,深水井井喷的智能预警技术分析,水下紧急封闭装置的更新,深水钻井中的作业操作和人员营救研究,适合南海台风状况的对于钻井的相关设备研究,深水下油气开采的相关救援通道的构建和应援等方向。     

国外深水油田开发模式

深水油气田与浅海及陆上油气田勘探开发相比,具有诸多难题和挑战:技术要求高,作业难度高,投资风险大.深水油田的开发目前已经成为世界投资的热点,但对于深水油田开发模式方面的研究报道还比较少.通过研究国外典型深水油田的勘探开发过程,从油藏特征、开发策略和动态开发规律等方面分析深水油田的开发模式,为深水油田高速开发模式的建立奠定基础,同时为中国南海海域深水油田的开发提供参考.     

南海深水救援井设计技术浅析

海洋钻井面临较高的风险和挑战,深水井控是深水钻井的重大挑战,为应对深水钻井井控风险,提高深水井三级井控应急处理能力,在充分借鉴国内外救援井设计技术的基础上,针对南海深水井作业情况,对南海深水救援井设计技术进行了整理和分析,包括救援井井位选择、连通设计、定向井设计、井身结构设计、钻井液及固井设计、压井设计等,研究结果可为南海深水救援井设计提供参考。     

深水井测试安全控制技术

防止深水油气井测试事故发生的关键之一,就是必须进行安全评估与控制,提高测试工艺水平。我国南海深水海域有其特殊的区域环境特点:油田离岸距离远、夏季台风频繁、冬季季风不断、存在沙坡、沙脊和内波流等,而且油气藏特性复杂,给深水井测试带来更多的挑战。结合南海深水井测试实践,对深水井测试的主要潜在风险进行了分析,认为存在测试管柱及工具失效、地面流程失效、天然气水合物堵塞、储层出砂、台风影响等风险。针对这些风险提出了具体的防范措施。     

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。      

南海西部深水区自营油气田勘探开发现状及展望

深水区勘探钻完井作业面临着海水深温度低、安全钻井液密度窗口窄、井控风险高、海底地质灾害、台风等诸多挑战。中海油作为深水区勘探作业者,首次组织深水区勘探作业,成功发现了陵水17-2大型深水气田,推动了深水区油气勘探开发事业的进一步发展,为实现中海油"二次跨越"迈出了重要的一步。为此简要地回顾了南海西部深水区自营勘探及钻完井项目管理经验和作业实践,并对我国南海深水区油气勘探开发技术发展愿景提出展望,以期为深水区油气开发事业的发展提供借鉴。     

中国南海深水油气田开发工程模式及平台选型

介绍了国外深水油气田开发的状况,对国外典型的深海油田开发工程模式进行了对比分析.根据国内海洋工程资源现状、技术与装备状况以及南海的环境条件,提出了适宜中国南海深水油田开发的工程模式.在此基础上,考察了国际上所应用的不同种类的深水钻井及采油平台,分析了各类平台的结构特点及应用状况,提出了中国南海深水油气田平台结构选型的方案,并探讨了我国深水平台技术研究的重点攻关方向.     

南海深水钻井隔水管设计与作业技术

深水钻井隔水管设计与作业技术是深水钻井最重要的考虑内容之一。为此,针对我国南海深水油气钻井作业的迫切需要,考虑了平台与装备的实际条件,开展了深水钻井隔水管设计与作业技术研究,具体包括隔水管系统配置、排列设计和张紧力、钻井作业窗口、下放/回收作业窗口和悬挂作业窗口等。结果认为,排列设计就要确定隔水管具体的下放列表供现场司钻使用,而张紧力的确定既要满足API规范关于最小张紧力的要求,同时也应更适合于现场作业。算例所用基础数据依托南海某深水钻井平台,依据某井位具体的水深和环境条件,最后给出了隔水管设计与作业技术的具体应用情况,设计方案与作业参数已在南海深水钻井实践中得到成功应用。相关结论可为深水钻井隔水管设计与作业提供参考。     

集合预报在深水钻井平台避台气象保障中的可行性探讨

热带气旋在夏、秋两季对我国南海海域钻井平台的袭扰,往往影响了海上油气勘探开发的正常进度,因此准确有效的避台气象预报显得十分必要.本文以南海某深水钻井平台针对热带风暴“海葵”的数值预报为例,对比分析集合预报与确定性预报在不同避台阶段的预报路径和强度,并在此基础上探讨热带气旋长期和中长期集合预报在深水钻井平台避台预报中的可...     

南海深水钻井完井主要挑战与对策

近年来,我国深水油气资源的勘探开发不断取得突破,"海洋石油981"半潜式钻井平台的建成更是将我国深水钻井装备提升到了世界先进水平行列,但是,与国外先进水平相比,我国深水钻井完井还存在缺乏作业经验、工艺及技术水平较低、基础理论研究薄弱等问题。在介绍我国南海深水钻井完井技术研究现状的基础上,分析了南海深水钻井完井面临的技术难点,针对我国南海特殊海洋环境、特殊地质条件及离岸距离远给钻井完井带来的特殊挑战,以安全高效钻井完井为聚焦点,给出了需要进一步攻关的一系列关键技术,并提出了发展建议,以期为我国深水钻井完井技术及理论的发展提供借鉴,最终实现我国南海深水油气资源的高效安全开发。      

南中国海深水区域井漏现状及预防

与浅水钻井相比,深水钻井井漏的处理更加困难,预防井漏尤为重要。针对南中国海深水区域井漏频繁发生的现状,调查了已钻井发生井漏的复杂情况,对漏失现状进行了分析,包括易漏失时的作业工况及漏失性质研究等;结合南中国海深水典型的漏失案列,分析了本地区井漏的主要原因:深水压力窗口小、ECD过高等;并根据南中国海深水井漏失的原因和特点,提出了相应的的预防和处理措施,希望对后续该区域深水井井漏的预防及处理提供一定的参考。