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。     

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。     

深水无隔水管钻井MRL选型及参数优化

无隔水管钻井液举升钻井是解决深水表层钻井难题的有效方案,钻井液举升管线作为该系统中海底钻井液返回平台的唯一通道,其选型和设计影响到整个系统的正常运行。在对钻井液返回管线(MRL)压耗分析的基础上,通过分析不同MRL规格对钻井液流速、压耗等性能的影响,得出适合于不同水深的MRL内径的解决方案;同时对不同水深作业情况下返回管线的选型进行研究,提出较浅水优先选用柔性管线,深水和超深水情况下选用钢制管线的选型原则。该研究对深水无隔水管钻井液举升钻井系统的研究具有一定的指导意义。     

海洋深水钻井隔水管动力分析

随着海洋油气钻井向深水领域发展,钻井隔水管的受力越来越复杂,随着水深的增加,钻井隔水管的动力学分析显得越来越重要.文章考虑了隔水管所受的三维载荷,运用有限元法,采用三维动力学模型对深水钻井隔水管的动力特性进行了计算分析.研究表明,顶部张力对隔水管的自振频率影响明显,随着顶部张力的增大,隔水管的自振频率增大;深水隔水管常规使用下的高阶频率与常见海浪频率接近,在设计和施工中应特别注意.调节隔水管顶部张力可在一定范围内改变隔水管系统的自振频率,以避开与海浪产生共振的频率.     

深水钻井隔水管顶张力计算方法

通过隔水管受力分析,提出了既能保证隔水管稳定性又能满足底部过提力要求的深水钻井隔水管顶张力计算方法,以南中国海某超深水井为例对其进行验证,并与两种常用计算方法进行了对比。基于管柱力学原理,分析了真实轴向力与有效轴向力对隔水管力学行为的影响,结果表明:真实轴向力决定隔水管底部对隔水管总成的拉力,有效轴向力决定隔水管稳定性。通过隔水管在内、外压作用下的受力分析,建立相应的力学模型,推导出新的顶张力计算方法,弥补了美国石油协会(API)算法和法国石油学院算法的不足。现场应用实例分析结果表明:采用该方法计算的顶张力设置值与现场实际作业时顶张力值基本一致,且计算结果优于API算法及法国石油学院算法的计算结果,可以用于指导隔水管设计及施工。图5表1参11     

深水钻井隔水管单根寿命管理方法

深水钻井隔水管面临多种失效模式,对隔水管单根寿命进行管理有助于提高隔水管服役的可靠性。基于深水钻井隔水管系统完整性管理流程,提出了隔水管单根寿命管理方案:根据隔水管事故统计结果识别深水钻井隔水管的主要失效模式;建立隔水管单根失效风险矩阵,详细阐述深水钻井隔水管单根失效概率分析和失效后果分析的过程及方法;最后确定隔水管单根的检测要求、检测方法与维修方法。      

海上深水钻井隔水管振动特性研究

针对海上深水钻井隔水管特点和实际钻井作业中的具体情况,建立了深水钻井隔水管受力模型,并通过能量法求解得到了较为精确的隔水管挠曲变形方程;在此基础上,采用结构力学研究和分析方法,得到了深水钻井隔水管固有频率的简便计算方法和表达式.本文所提出的海上深水钻井隔水管振动特性分析方法简便易行,对指导室内设计和现场作业有重要意义.     

深水钻井隔水管增压排量对井筒温度分布的影响

由于受深水低温特性的影响,深水钻井中,井筒流体温度分布的计算与陆地钻井中井筒流体温度分布有所不同。隔水管增压管线排量的存在使流体温度进一步降低,因此深入了解增压管线内排量对深水钻井井筒流体温度分布的影响规律十分重要。基于无隔水管增压排量下深水温度分布的计算方法,考虑突扩孔道流动的问题,结合热力学相关理论,对加隔水管增压管线排量时的深水钻井井筒流体温度分布进行了研究,建立了该情况下温度分布的预测方法,得到了井筒流体温度分布。研究结果表明:隔水管增压管线排量对深水井筒流体的温度分布影响明显,且影响区域较大;较管柱而言,增压排量对环空内井筒流体温度场分布的影响更为明显;因钻井液和流动方向的不同,较环空而言,管柱内钻井液温度受增压排量的影响更深。因此,研究深水钻井中的深水温度分布时,隔水管增压排量的影响必须加以考虑。      

深水无隔水管泥浆举升钻井系统配置及安装流程

在对深水无隔水管泥浆举升钻井系统关键设备和水力学计算结果分析的基础上,提出了水深500m和1 500m情况下的无隔水管泥浆举升系统配置方案。针对不同水深情况,给出系统布放方案选择的原则,提出舷侧布放和月池布放2种方案,并对不同布放方案的优缺点进行分析。结合目前无隔水管泥浆举升钻井工艺应用情况,对不同水深情况下系统安装的平台准备和水下设备下入流程进行分析。通过对无隔水管泥浆举升钻井系统与现有海洋装备的匹配及其配置与安装流程制定的研究,对于经济有效地达到钻井目标具有重要指导意义。     

深水钻井隔水管漂浮减重技术

为了降低深水钻井作业成本的压力,钻井平台有向着小型化发展的趋势,为适应这种趋势,有必要对钻井隔水管自身重力进行控制。分析了隔水管的主要结构组成部分,提出了隔水管结构重力减小的几种技术,包括采用新型轻质材料的隔水管、超静定集成结构隔水管和变刚度结构隔水管,通过减小隔水管的自身重力,可以增加隔水管的极限作业水深,改善隔水管的动态性能,使其固有频率避开共振区,从而延长其疲劳寿命。     

深海石油钻采技术

中国能源消耗剧增,供给不足,深海勘探开发势在必行。介绍了国外海上钻井技术的发展概况,提出了国内深海 钻采面临的各种困难;概括了半潜式钻采平台、深水钻井船、浮式生产储油卸油装置、张力腿平台、深吃水柱筒式平台5 种深海钻采平台的特点,并对国内选取平台提出了一些建议;总结了4 种深海开发模式,根据国内实际海洋开发环境建议选用 “FDPP+WHXT+ FPSO/FSO”模式比较合理;最后展望了深海钻采技术的发展趋势——大型化,先进化,联合化,可燃冰也将成 为新的关注热点。学习国外先进技术和走自主开发的路线是国内深海石油钻采技术发展的必然选择。     

空气钻井条件下的综合录井技术

作为一种钻井新工艺,空气钻井由于其大幅度提高钻井时效的优势,在钻井施工中广泛应用.为了使综合录井技术适应空气钻井提出的新要求,综合录井应从工艺、手段及方法上进行改进和调整,为此在介绍空气钻井原理的基础上,结合空气钻井在川东北普光气田的应用情况,提出了空气钻井条件下综合录井气体和岩屑采集、岩屑描述、异常预报监测等提高地质录井质量的有效方法,并在工程异常监测方面,系统分析了地层出水、钻具断落和井下燃爆的识别方法,对空气钻井条件下的综合录井作业具有一定的指导意义.     

无隔水管钻井泥浆举升系统参数计算

为解决深水钻井过程中遇到的难题,无隔水管钻井技术（RMR）使用单梯度泥浆,但通过将海底泵的入口压力减小到接近海水静液压力来模仿双梯度,系统在钻井过程中不再采用隔水管,岩屑和钻井液经一条小直径回流管线返回钻井平台。根据无隔水管钻井泥浆举升系统的参数要求和两相流理论,确定了举升系统的参数计算方法,对500 m 水深举升系统参数进行计算和研究,分析了岩屑参数对举升系统参数的影响,得出颗粒的尺寸、体积分数是举升系统水力设计需要考虑的关键参数。研究结果为无隔水管钻井泥浆举升设备的设计提供了理论依据。     

中国海洋石油深水钻完井技术

回顾了中国海洋石油深水工程技术的发展历程,探讨了国内深水工程技术的发展方向。进入21世纪以来,中国海洋石油总公司加快了进军深水的步伐,无论是在投资规模还是技术储备以及人才培养等方面都高度重视,逐步形成了深水技术、深水科研、深水管理的三大体系,经过海外和国内两个方面的作业实践,建成了适应不同水深梯度的钻井装备,具备了国内外深水自主作业能力,积累了深水实践的组织管理能力,5年时间内实现了从深水到超深水的跨越。     

非开挖定向钻穿越泥浆净化与回收装置的研制

针对目前非开挖定向钻穿越中泥浆净化与回收系统存在使用常规振动筛跑冒泥浆、除砂器和除泥器不配套、泥浆中细小颗粒无法清除等问题,研制了一套新型非开挖定向钻穿越泥浆净化与回收装置。该装置由3个泥浆罐、ZX—100泥浆净化装置、除泥器、WX—Ⅲ涡旋混浆装置及其配套设备组成,解决了目前泥浆净化与回收系统出现的问题,满足非开挖定向钻泥浆配制、回收及循环使用,保证泥浆性能稳定,减少井下事故,同时节省工程成本,保护了环境。     

Addax OML137区块深水控压钻井技术

Addax OML137区块位于尼日利亚近海,水深约83~496 m,下部井段地层孔隙压力当量密度1.92 g/cm3,破裂压力当量密度2.10 g/cm3,安全密度窗口较窄,约为0.18/cm3。采用常规钻井技术无法钻达目的层,控压钻井技术是针对窄安全密度窗口的有效技术,因此有必要开展控压钻井技术适应性评价与优选,为科学地进行选井、选层、控压方式优选和控压参数设计提供理论依据。文中建立了OML137区块控压钻井适应性评价方法,即“三步法评价体系”,主要包括必要性评价、可行性评价、经济性评价。进行了控压方式和系统优选、建立了控压钻井精细流动模型,提出了深水控压参数设计原则和井底恒压设计方法,根据优选的控压系统进行了设备配套,最后在Asanga-2井进行了应用,为以后的控压施工积累了经验。     

油基钻井液和PDC钻头钻探中录井技术的改进

介绍了油基钻井液和PDC钻头钻井技术在阿尔及利亚OuedMya盆地的应用及其对传统录井的影响,着重从改进岩屑采集和识别方法,气测仪器硬件改造,以及采用核磁共振技术等方面来降低该钻井工艺对录井的影响,从而更好地实现准确识别岩屑,及时发现评价油气层的录井要求。     

对几个与钻井有关的录井技术问题的思考

钻井过程中,录井不仅应该提供随钻监测钻井信息以保障其安全钻进,而且更应该在水平井地质导向、深井钻井提速、井控、非常规储集层钻探等方面有所作为,以达到拓宽服务市场的目的。因此,需要进一步提升录井的服务价值,从现有的录井信息中挖掘、提炼出对钻井技术发展有促进作用的信息,切实地形成系统的、配套的、可信的、有效的录井高端技术服务体系。从录井行业管理的高度,针对行业内部在地质导向、深井钻井提速、井控、非常规储集层4个方面存在的认识误区,以及录井服务有待提升的空间进行了探讨,指出录井行业今后发展方向应是:外"创"市场,进一步扩大技术服务领域,为钻井提供优质技术服务,扭转钻井工程方面对录井的偏见;内"修"实力,努力创新、完善对钻井技术发展有明显作用的检测设备与测量方法,以便在石油勘探开发中发挥更大作用。     

钻井废弃泥浆固化处理技术的研究与应用

油田三大公害之一的钻井度弃泥浆的处理受到广泛关注,化学固化法已成为各油田处理度弃泥浆的重要方法。针对江苏油田泥浆组分及气候特点,论述了钻井废弃泥浆固化处理的机理,对比研究了钻井废弃泥浆固化配方,确定了具有经济实用、施工方便的废泥策无害化固化处理技术。实际使用证明该处理方法是可行的,值得推广。