基于LedaFlow的深水海管清管模拟分析

清管操作可以清除海底管道中沉积的蜡、沥青质、水合物等杂质,降低管线内压降,提高管道流通能力。使用新型多相流瞬态模拟软件LedaFlow模拟了南海某深水油田清管操作过程,计算得出水下管汇处的压力、压降及清管速度,评估了不同井口产量、生产水流量等参数对清管过程中水下管汇压力的影响,给出了建议的清管策略。该模拟分析为工程实际提供了参考,对保证海底管道的安全运行有重要意义。     

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     

考虑温度影响的水下井口疲劳损伤计算方法

水下井口系统与隔水管系统共同构成连接平台与地下油藏的通道。钻井、完井、修井作业过程中泥浆循环导致井筒温度发生变化，并且平台运动、波浪等产生的循环动载荷通过隔水管作用于水下井口，造成水下井口疲劳损伤。首先建立深水井筒温度场计算模型，将温度场计算得到的井筒温度分布施加于水下井口精细有限元模型，采用局部等效方法得到水下井口的等效梁模型，把等效梁模型作为子模型代入隔水管-井口耦合模型中进行水下井口动态响应和疲劳损伤计算，研究泥浆循环作业过程中井筒温度对水下井口疲劳热点处疲劳损伤的影响，并研究不同水泥环返高对水下井口疲劳损伤的影响。结果表明，对于水泥环返高无缺陷的水下井口，50 h内不考虑温度影响时最大疲劳损伤发生在导管接头处，其值为1.00×10^-2；考虑温度影响时最大疲劳损伤发生在套管接头处，其值为3.59×10^-2。当水泥环返高缺陷分别为-2 m和-5 m时，与水泥环返高无缺陷相比，套管（接头和焊缝）的疲劳损伤减小，而导管（接头和焊缝）的疲劳损伤增加，最大损伤均发生在套管接头处，其值分别为3.55×10^-2和3.48×10^-2。     

水下清管发射技术及其装置

为了提高海底管道输送效率,加快海洋油气田开发步伐,实现水下清管系统的国产化,详细介绍了水下清管发射技术及国外具有代表性的水下相关产品的特点,对水下清管发射装置的设计要素进行了分析。水下清管发射技术经历了从传统的平台清管发射、回路清管发射到水下清管发射的过程。水下清管发射装置设计时要考虑安装方式、驱动流体、生产流体、连接到管汇的方式与操作方法、发射机构和机械结构设计等要素。     

深水油气田水下生产系统双管输送流动安全研究——以流花21-2油田为例北大核心CSCD

深水油气田水下生产系统采用双管输送,海管路由和立管构型的不同、管汇生产井布置、各井产量的差异、流体物性及流型等因素都可能导致两侧管道输量分配不均,给管道安全流动带来风险。以流花21-2油田水下生产系统双管输送为例,采用OLGA软件建立了从水下井口到FPSO分离器的双管输送模型,分析了双管输送偏流和段塞流形成的原因,并对提高管道运行背压、压力与液位高选控制以及管道出口温差控制等3项措施对偏流和段塞流的控制效果进行了对比分析。结果表明:对气油比较低的油气田,提高管道运行背压可消除段塞流,但偏流仍严重;采用压力和液位高选控制,可有效减弱偏流和消除段塞流,气、液偏流率分别降至6.3%、9.6%,且管道输送系统和分离器运行稳定;而采用出口温差控制,对偏流和段塞流控制效果不佳。因此,流花21-2油田最终采用了压力和液位高选控制措施对该油田双管输送进行控制。本文研究为类似油气田双管输送工程设计和生产操作提供了借鉴。     

深水油气田水下生产系统双管输送流动安全研究——以流花21-2油田为例

深水油气田水下生产系统采用双管输送,海管路由和立管构型的不同、管汇生产井布置、各井产量的差异、流体物性及流型等因素都可能导致两侧管道输量分配不均,给管道安全流动带来风险。以流花21-2油田水下生产系统双管输送为例,采用OLGA软件建立了从水下井口到FPSO分离器的双管输送模型,分析了双管输送偏流和段塞流形成的原因,并对提高管道运行背压、压力与液位高选控制以及管道出口温差控制等3项措施对偏流和段塞流的控制效果进行了对比分析。结果表明:对气油比较低的油气田,提高管道运行背压可消除段塞流,但偏流仍严重;采用压力和液位高选控制,可有效减弱偏流和消除段塞流,气、液偏流率分别降至6.3%、9.6%,且管道输送系统和分离器运行稳定;而采用出口温差控制,对偏流和段塞流控制效果不佳。因此,流花21-2油田最终采用了压力和液位高选控制措施对该油田双管输送进行控制。本文研究为类似油气田双管输送工程设计和生产操作提供了借鉴。     

吉林油田二氧化碳捕集、驱油与埋存技术及工程实践

系统总结吉林油田在CO₂捕集、驱油与埋存技术研究和工程实践方面形成的成型技术和矿场应用经验，阐述形成的全产业链配套技术系列。采用“模拟计算+中试试验+矿场应用”方法，研究证实了不同CO₂浓度捕集工艺在油田的适应性，研发了以新型活化剂为主的低耗能活化N-甲基二乙醇胺脱碳工艺技术，建立了主干网CO₂气相输送、井口超临界注入、采出流体气液分输的运行模式。根据不同气源条件，应用液相、超临界相、高压密相增压技术和设施，形成了气密封管、连续油管等井下注入工艺及配套防腐防堵技术。驱油实践中研发了锥形水气交替驱、CO₂泡沫驱、高气油比CO₂驱等采油技术与采出流体处理技术。通过数值模拟和现场试验探索，形成了直接回注、分离提纯后回注、混合回注3种产出气循环注入CO₂驱技术，并完建10×10⁴ m³/d循环注入站，实现了伴生气“零排放”。形成了碳通量、流体组分、碳同位素等监测一体分析的CO₂埋存安全监测技术，并确...     

陆丰22-1油田悬挂式组合底盘安装工艺

悬挂式组合底盘是挪威KOS海洋工程公司近两年研制开发的井口底盘。1996年12月,南海陆丰22—1油田所使用的悬挂式组合底盘井口系统是目前世界上第2套,是我国海上油气田的第1套。悬挂式组合底盘设计灵活实现了化整为零构思,具有体积小利于运输,结构简单便于操作,满足常规钻井/完井规范以及经济性好等特点,尤其适合于深水海域中小油田的开发。     

深水气田水下井口开发水合物抑制研究

采用水下井口方式开发的深水气田井底压力高、海水温度低,极易发生水合物堵塞事故,从而严重影响水下设施的运行安全。以拟开发的PY35-1气田为例,采用OLGA软件作为计算平台,通过对水下井口及海底管线输送流体进行瞬态和稳态流动模拟分析,开展了开井时生产水量对水合物抑制的影响研究与海底管线抑制剂注入量模拟计算,并提出了水合物堵塞工况下水下泄压解堵措施。     

螺旋增压式串联旋流器分离性能试验研究

基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)软件Fluent,以螺旋增压式串联旋流器为研究对象,采用Eularian-Eularian方法模拟,分析了不同处理量及分流比条件下旋流器的分离性能,并完成室内及井口分离性能试验设计,开展了旋流器分离性能试验研究。结果表明,处理量在2.4～7.2 m³/h变化时,旋流器的分离效率随着处理量的增大逐渐升高; 处理量大于4.8 m³/h时,分离效率增幅缓慢。分离效率随分流比的增大呈现出先增加后减小的趋势,得出最佳分流比为32%,最佳处理量为4.8 m³/h,试验结果与模拟结果吻合良好。     

超临界含杂质CO2管网停输再启动对水合物生成的影响

目的 在CO₂管道输送过程中,输送管网的工艺参数在停输再启动工况下会发生变化,容易生成水合物堵塞管网。预测和分析CO₂输送过程中水合物及水含量的生成规律,以保证管输的效率和安全性。方法 基于延长油田一期36×10⁴ t/a输送管网设计,利用OLGA软件建立超临界含杂质CO₂输送管网模型,在稳态输送下水合物生成的研究基础上,预测和分析停输再启动工况对水合物的生成位置和生成量等的影响。结果 在停输工况下,水合物生成温度和压力降低,水合物生成位置发生前移,在管网入口5 km处开始有质量浓度为0.18 kg/m³的水合物生成;而在再启动工况下,水合物生成温度增加,水合物生成量峰值为0.9 kg/m³,水合物生成区段减短且生成位置后移至管网20 km处。结论 模拟结果可以较好地指导延长油田管网设计,为管网的安全运行提供理论依据。     

陆丰22—1油田悬挂式组合底盘安装工艺

悬挂式组合底盘是挪盘ＫＯＳ海洋工程公司近两年研制开发的井口底盘。１９９６年的１２月，南海陆丰２２－１油田所使用的悬挂式组合底盘井口系统是目前世界上第２套，是我国海上油气田的第１套。悬挂式组合底盘设计灵活实现了化整为零构思，具有体积小利于运输２，结构简单便于操作，满足常规钻井／完井规范以及经济性好等优点，尤其适合于深水海域中小油田的开发。     

注水海管反向输气在渤海某油田的探索与实践

受到混输海管输送能力以及井口平台各系统承压能力不足的影响,使得渤海某油田井口平台的日常运行缺乏足够的安全性、秩序性与稳定性,需要在该项目中采取将注水海管更改为反向输气海管的作业,从而实现液体与天然气分通道输送的目标,在降低混输海管输送压力的基础上,全面性地提升油田的产量。为保障油田井口平台运行的稳定性以及实际生产流程的可控性与安全性,针对注水海管反向输气进行理论研究与进一步的实践探索。     

深水石油钻采工程模拟试验装置的研制

深水恶劣的海洋环境及复杂的地质条件,使得深水油气田在钻采过程面临巨大的挑战。为此,研制了深水石油钻采工程模拟试验装置。该装置可以模拟3 000～5 000 m水深的海底环境。在试验装置底部加装海底土后能够进行深水喷射法下表层套管、深水浅层地质灾害预测、深水水下井口稳定性、深水水下采油树力学分析及深水石油装备等模拟试验,也可以开展自升式钻井平台桩腿插拔桩等模拟试验研究。该装置具有环境压力高、内部空间大、土质置换方便、操作简单、数据采集可靠以及试验过程可视化等特点。深水模拟试验装置为我国深水钻完井模拟试验提供了一个良好的试验平台。     

陵水17-2气田深水水下生产系统工程设计关键技术北大核心CSCD

陵水17-2气田位于琼东南盆地深水陆坡区,其水下生产系统设计面临大高差、大跨距、海底低温等带来的井位分散、远距离油气水多相混输系统中水合物防控、液塞控制、水下远程通信和供电以及安全运行等挑战。本文通过对7口探井转开发井的可行性分析,确定了气田的井位布置方案,并确定了水下4井式从式双管管汇的水下生产系统应用模式;开展了从油藏-井筒-水下井口-海管的流动安全保障分析,确定了海管及立管的最大气速,使海管及立管的内径比常规设计小了一个等级,并基于不同抑制剂浓度下水合物生产相平衡曲线,制定了水合物的防控策略;通过对深水远程通信及供电分析,论证了采用电力载波通信和常规低压交流供电方式的可行性;针对深水长距离回接立管中存在较多可燃物可能导致事故升级的问题,提出了将水下隔离阀位置设置在平台浮箱上,降低了事故风险及工程投资;此外还探索了应对气田开发后期井口产水量高问题的水下气液分离与增压技术。本文相关成果为陵水17-2气田的成功开发提供了技术支持,也为推动深水水下生产系统的工程应用和技术的深入研究、助力中国深水油气田自主开发提供了参考。     

我国海洋深水油气田开发工程技术研究进展

分析了中国海洋深水油气田开发工程技术与国外的差距,详细论述了“十一五”至“十三五”期间国家科技重大专项“海洋深水油气田开发工程技术”项目所取得的重大研究进展。具体体现在:构建了1500 m深水油气田开发工程设计技术体系,基本具备了1500 m深水油气田开发工程设计能力,相关研究成果已在荔湾3-1气田群、流花16-2油田群和陵水17-2深水气田等工程项目中得到成功应用;构建了4大类共16项深水工程实验系统,形成了国内深水工程实验技术及实验体系,为相关深水工程技术研究、设备研发等提供了实验手段;自主研制了一批1500 m水深的水下关键设备和产品,其中深水保温输送软管、深水水下管汇、水下多相流量计等高端产品和设备已初步实现了国产化应用;自主研制的4类深水工程设施监测系统已部分应用于现场监测。相关研究成果带动了我国海洋石油设备制造能力由陆地向海洋、由浅水向深水的跨越式发展。最后结合我国南海及海外深水油气田开发的实际需求,对我国海洋深水油气田开发工程技术的未来研究及发展方向提出了具体建议。     

安哥拉B1506区块深海油气田水下多相泵设计因素考量

为提升安哥拉B1506区块边际油藏开发潜力,解决边际油田长距离管道输送带来的流动保障等问题,水下多相增压泵的选择和应用成为最合理的选择。此文通过对安哥拉B1506区块油藏条件和流体性质的分析,以油藏模型(Eclipse)为约束,结合系统网络模型(Gap)的研究结果,为满足油藏采收率和最大含气量的要求,分析确定了多相泵吸入压力:并通过模拟开发生命期内管线温度,确定了管线的设计最大温降,并制定了保温措施以避免管道内产生析蜡、水合物堵塞等流动问题;同时,通过分析确定多相泵与已建气举模块的逻辑关系,达到与已建FPSO系统匹配的目的,以实现油田减产、关停等情况下的系统的平稳运行。通过对1506区块多相泵选用的相关因素分析,确定了深水多相泵设计的参数和工艺流程,为国内深水边际油气田的开发提供技术储备。     

海洋深水钻井力学与控制技术若干研究进展

深水钻井是深水条件下海洋油气工程关键环节之一。与近海浅水钻井不同，深水钻井必须面对更为复杂的海洋深水环境和作业条件，面临"下海、入地"的双重挑战，需要使用浮式钻井作业平台，采用特殊的深水管具系统（包括深水导管、送入管柱、钻井隔水管、套管柱等）、水下智能控制系统等，建立安全稳定的水下井口与钻井系统，具有高科技、高投入及高风险等基本特征。深水钻井管具是实施深水钻井工程不可或缺的基本工具，深水钻井管具系统在服役过程中受到海洋深水环境载荷和作业载荷的作用，表现出复杂的力学行为。通过主要介绍深水送入管柱、深水导管、深水钻井隔水管及深水水下井口等方面的研究进展，对深水钻井管具力学研究与工程实践具有参考价值。     

海上稠油多元热流体吞吐周期产能预测模型

针对海上稠油多元热流体多轮次吞吐开发周期产能预测难度大的问题,基于渤海油田南堡35-2油田水平井多元热流体吞吐典型井油藏数值模拟模型,利用拉丁超立方实验得到周期产油量影响因素样本集,采用1stopt回归方法建立了多元热流体吞吐多轮次周期产能预测数学模型。模型适用范围：原油黏度为150～1000mPa·s,油层厚度为3～18m,水平井水平段长度为100～300m,油藏渗透率为2000×10^-3～10000×10^-3μm²,注入强度为10～26m³/m,注入热水温度为200～300℃。南堡35-2油田已实施井组预测结果与实际产量相对平均误差为2.89%,达到工程应用精度要求。     

东海某海底管道清管作业实践研究

考虑到实际生产的需求,东海某海底管道需进行清管作业,清管不仅可以提高管输效率,还可以检测管线的完好性。为此,进行了详细清管作业方案的制定,提出了通球作业判定的标准以及通球期间管道运行参数的要求,并运用OLGA软件模拟通球过程,然后根据模拟结果进行了清管作业实践。结果表明:此段管道建议采用渐进式清管;通球期间管道运行参数应保持稳定,当下游平台收到的来液突然增大后,降低海管的进气量至50×104 m3/d;第一至第五次通球模拟结果显示,平台段塞流捕集器的处理能力不能满足清管要求,需有部分段塞流进入下游管线;数值模拟结果在可接受的误差范围内。