海上油气井采油树升高机理及其计算方法

中国南海某气田投产采气后发生了采油树升高现象,影响了平台结构布局并引起生产管线弯曲变形,严重时还可能会出现生产管线断裂,采油树升高机理及其计算方法研究成为保障海上采气平台安全的重要内容。为此,通过建立采油树升高力学分析模型来确定采油树升高机理;建立多层套管耦合系统轴向刚度计算模型,综合考虑井筒温度场、压力场和压力端末效应等影响因素,提出了一种采油树升高计算方法,使计算模型更接近于工程实际。最后,以我国南海某气田为例,进行了采油树升高计算并与现场实测值进行对比分析。结果表明：投产采气后未固井段套管温度场和压力场变化是引起采油树升高的主要原因,采油树升高计算值与现场实测值吻合良好;随着水泥返高距泥线距离的增大采油树升高值增大,其中技术套管的水泥返高对采油树升高影响较为明显;随着产气量的增大采油树升高值增大,但增大的幅度逐渐减小。     

基于CAESARⅡ软件的井口管道优化设计与疲劳分析

井口区是海洋石油井口平台安全等级最高的区域,井口管道布置和支架设计是否合理,直接影响整个平台的安全。井口平台投产后发生采油树上升现象,如果不采取适当措施,将会造成管道应力超标、管道支架脱空和井口管道疲劳失效。为了有效解决采油树上升产生的问题,以某海上气田项目井口管道布置方案为例,应用CAESARⅡ管道应力分析软件优化井口管道布置,编制了应力分析和疲劳分析工况,详细介绍了井口管道应力分析和疲劳分析的计算方法和分析思路,校核了持续应力、位移应力、偶然应力和疲劳应力,评估了采油树油嘴和G-Clamp卡箍的受力情况,为井口管道布置和计算提供工程参考。     

水下立式单通道采油树技术分析及应用案例

水下立式单通道采油树是常用的水下油气田的开发设备,作业效率较高,已在国外得到广泛应用。针对我国的水下油气田主要使用水下卧式采油树且很少使用水下立式采油树的现状,有必要介绍水下立式单通道采油树的技术特点及应用。该文详细分析研究了两种不同结构的水下立式单通道采油树的技术特点、应用案例及作业步骤。水下立式单通道采油树既适用于距离现有平台设施几公里之内的边际油田,又适用于控制距离上百公里的水下油气田,建议在我国海上油气田逐步推广水下立式单通道采油树。该文为水下油气田采油树优选提供参考,具有实际工程参考意义。     

海上平台采油树辅助液压系统研究

海上平台采油树钢丝作业过程中,为了防止采油树液控主阀意外关闭而切断钢丝,目前采用的是给液控主阀戴帽的方法,此方法存在很大的安全隐患.设计了采油树辅助液压系统,在钢丝作业过程中采用双液压源控制采油树液控主阀,提高了钢丝作业过程的安全性.     

一种新型井口保护器的研制与应用

为解决海上油田采油树耐压等级低,难以在不更换井口装置的情况下进行施工压力高于采油树耐压等级的解堵措施作业问题,开发应用了一种新型井口保护器。这种井口保护器将施工管汇与油管悬挂器连接,高压液流与采油树内腔完全隔绝,使施工液体不经过采油树而直接进入井内,从而实现了对采油树的保护。新型井口保护器具有结构简单、操作和维修保养方便、占用空间小、动用物资少、密封可靠、安全性高、通用性强等特点,尤其适用于海上平台使用。实践表明,使用新型井口保护器能保证高压作业的顺利进行,高压作业后,采油树试压合格并能正常安全使用,使用井口保护器将大大节约井口装置更换费用和修井费用,缩短了作业周期,提高作业效率,可进一步推广使用。     

水下采油树防护装置结构优化设计

水下采油树是水下生产系统不可或缺的核心设备之一,可以控制油气的开采速度,实时监测和调整生产情况。但在长期水下作业环境下,水下采油树容易遭遇多种环境及非环境荷载,如坠落物的冲击力、渔网的拖拽力、洋流的作用力等,对采油树造成危害。为避免或降低上述作用力对水下采油树的影响,需在水下采油树周围布置防护装置,以确保水下采油树在役期内的作业安全。本文针对渤海海域海床特点,利用结构建模和分析软件,对防护装置底部和主框架结构进行了结构优化设计,对驳船运输工况、海上吊装工况、在位作业工况进行了校核,确保了防护装置在役期内的结构安全。     

复杂位移采油树动态软管回接技术研究及应用

为化解东海某项目自升式钻井平台改造为生产流程平台过程中可能产生的巨大风险,通过研究优选了改造方案,开展了软管路由、长度和固定方案优化设计,设计中采用"反校核"方法弥补了采油树位移基础数据不足的问题。高压动态软管与工艺管线回接的首次成功应用,较好地解决了因风、浪、流和立管内外温差造成钻井平台采油树不同方向的大幅度复杂位移问题,为类似移动钻井设施生产功能转换提供了借鉴。     

深海水下采油树下放安装过程分析与研究

通过对深海水下采油树下放安装工艺流程进行分析,确定了不同安装阶段的载荷情况和边界条件,建立了水下采油树下放安装过程下放钻杆的力学分析模型,对模型进行了有限元计算,分析不同边界条件和载荷作用下下放钻杆的应力、横向位移和变形情况。分析结果表明,深海水下采油树下放安装过程中,下放钻杆在波浪、海流和平台偏移的共同作用下,会产生较大应力,最大应力值达到166.064 MPa;水下采油树还未安装到位与水下井口连接的工况条件下,下放钻杆与平台连接处附近承受的最大总应力为137.841 MPa,下放钻杆下端横向位移最大可达59.64 m;水下采油树安装到位并与井口连接的工况条件下,水深40 m附近总应力达到最大为166.064 MPa。     

海上采油树的完整性检验

采油树是海上平台油气开采中的关键设备,随着海洋石油勘探开发事业的快速发展,越来越多"三高"井设备投入生产,由于井口装置生产作业的条件"恶劣"(高温、高压、高产),对采油树的要求也越来越高.许多平台的采油树的使用年限较长,资料信息不足,且外表面有腐蚀,其能否承受后续生产所需工作压力未知.而且在运行过程中面临着腐蚀、冲蚀、...     

海上热采井高效注汽及监测工艺研究与应用

渤海油田采用现有热采注汽管柱注汽时井底蒸汽干度低,达不到方案设计要求,同时注汽管柱自身无长效测试功能。 为进一步提升海上油田注汽工艺管柱性能,开展了高效注汽及监测工艺管柱研究。 通过模拟计算,明确了影响注汽管柱隔热效果的影响因素,研制了气凝胶隔热管＋隔热接箍组合管柱,提升了注汽效果;以高温光纤测试技术为基础,结合海上热采井特点和测试需求,优化设计了长效测试工艺。 现场试验表明,高温光纤测试工艺首次成功实现了海上热采井全井筒长效测试,可满足海上热采井长效测试技术需求;通过高温监测数据进行拟合计算,应用高效注汽工艺后,井底干度可达 0.50 以上,注汽效果大幅提升。 配套形成的高效注汽及监测工艺管柱将进一步提高海上稠油规模化热采开发效果。     

海上天然气平台投产经验浅析

本文结合我国海上天然气平台在投产过程中出现的常见问题,如采油树升高、小流量下的控制阀失效、井底生产压差过大、管线堵塞等,对投产过程中出现的现场问题进行原因分析,并根据具体情况提出了相应的风险控制措施,提出气井动态管理的思路,为同类海上天然气生产设施投产提供了一定的借鉴意义。     

海上油田生产井口抬升原因及应对策略

探讨了海上油田生产井口抬升的原因、应对策略，并借助某井为案例，探讨了井口抬升的原因及表现形式，并提出了相应的复产解决措施。以期为海上油田生产井口抬升问题的解决提供一定借鉴价值。     

海上热采井生产套管井口升高控制装置研制

稠油热采过程中经常发生生产套管破坏变形,最终导致套管升高、井口抬升,给海上热采井井口安全作业带来挑战。根据海上典型热采井井身结构和注热参数计算了生产套管伸长量范围,在此基础上研制了热采井井口升高控制装置,该装置由下法兰、热采阀门、悬挂器、采油树帽、隔热管短节等组成。室内测试试验结果表明,所研制的井口升高控制装置具有良好的密封性能,可满足海上热采井生产套管井口升高控制要求,从而保障海上热采井井口作业安全。     

BT-4000半潜式平台采油树下放导向装置设计

采油树通过月池下放过程中可能会因为半潜平台横摇、纵摇、垂荡与平台结构发生碰撞,威胁设备及平台本身的安全。本文从BT-4000半潜式平台采油树下放导向的需求出发,设计了一套采油树下放导向装置,通过有限元计算验证了该导向装置可以在一定风、浪、流等环境条件综合作用下满足采油树下放导向的强度需要。本文设计的采油树下放导向装置装配简易、完全可拆,搭配采油树导向臂、钻杆导向臂和连接臂可以适用于不同尺寸的采油树,与采购设备相比成本可降低80%,在海洋工程油气开采装备领域具有广泛的推广应用价值。     

BT-4000半潜式平台采油树下放导向装置设计北大核心CSCD

采油树通过月池下放过程中可能会因为半潜平台横摇、纵摇、垂荡与平台结构发生碰撞,威胁设备及平台本身的安全。本文从BT-4000半潜式平台采油树下放导向的需求出发,设计了一套采油树下放导向装置,通过有限元计算验证了该导向装置可以在一定风、浪、流等环境条件综合作用下满足采油树下放导向的强度需要。本文设计的采油树下放导向装置装配简易、完全可拆,搭配采油树导向臂、钻杆导向臂和连接臂可以适用于不同尺寸的采油树,与采购设备相比成本可降低80%,在海洋工程油气开采装备领域具有广泛的推广应用价值。     

渤海油田稠油热采注汽锅炉选型要点

为降低海上平台空间有限、燃料及淡水资源宝贵等制约因素对注汽锅炉选型的影响,从燃料种类、燃料适用性和锅炉用水角度,结合锅炉型式、总体布置、余热利用和清洁维修,对渤海油田海上平台注汽锅炉的选型设计进行分析,并结合选型要点及国内厂家调研情况提出降本增效的建议,使注汽锅炉的选型在更好地适应海上平台严苛环境的同时,降低平台全生命周期投资,优化选型思路。     

深水水下采油树界面系统模拟测试技术分析

针对深水水下采油树处于高压、低温等严苛的海底工作环境且采油树内部流动着高温高压高腐蚀性流体的特性，形成验证井口和采油树匹配性的水下采油树-水下井口界面系统模拟测试技术。该技术通过自主化测试工桩及设计步骤，采用虚拟装配和集成测试实现水下采油树与水下井口密封性能、连接界面物理匹配、倾斜测试等的检验，保障采油树海上安装时的可靠性。技术成果成功运用于国内多个气田项目采油树SRT接收测试，具有广阔的发展空间和应用前景。     

深水水下采油树下放作业窗口研究

深水水下采油树的下放安装作业环境载荷非常复杂,确保采油树的下放作业安全是亟待解决的问题。为此,分析了水下采油树下放作业过程,建立了下放管串力学模型,确定了采油树下放作业准则,建立了采油树下放作业窗口分析方法及流程,并研究了采油树质量、波浪周期、浪向角和水深对采油树下放作业窗口的影响。研究结果表明,在表面流速小于0.85 m/s、波高小于7.2 m的情况下,采油树可实现安全下放;采油树质量增大导致下放作业窗口变小,主要影响作业窗口的最大有效波高;波浪周期在9~11和15~29 s时下放作业窗口较大,不同浪向角下推荐平台艏向与波浪成45°;随着水深的增加采油树下放作业窗口逐渐变小,水深对窗口的最大有效波高影响较大,对最大表面流速影响很小。     

海上水平井蒸汽驱长效光纤监测技术研究与应用

海上稠油热采工艺已逐渐由单一的吞吐热采向注采一体化、蒸汽驱工艺发展,通过有效的监测手段获取井筒沿程及水平段的温度数据,对于海上蒸汽驱注汽井尤为重要。分布式光纤监测技术是近几年来发展起来的一项井下测试新技术,与传统测试技术相比,具有实时、稳定、长效等特点,具有无可比拟的技术优势。但海上热采井多为水平井且工艺管柱复杂,应用工况恶劣,安全要求高,监测难度大。结合海上热采井特点和蒸汽驱监测工艺,开展了水平井蒸汽驱光纤监测技术研究,并研制了关键配套工具,形成了一套水平井管内外穿越转换光纤监测工艺。该项测监工艺不仅能监测油管环空温度,了解注汽管柱隔热效果,而且能监测水平段的温度,了解水平段吸汽情况。现场应用结果表明,该监测技术具有耐高温、耐高压、实时、长效的特点,能为海上稠油蒸汽驱以及规模化热采开发提供科学依据,具有较好的应用前景。     

渤海旅大27-2油田蒸汽吞吐先导试验注采工程

借鉴国内外蒸汽吞吐技术的开发经验,从地质-油藏工程方案、注采方案、地面(平台)方案几个方面进行研究,并结合现场实施情况进行综合分析。确定了油藏开发方案和注汽参数,研发了地面小型化、撬装化的蒸汽发生器及配套的海水淡化系统、高纯氮气系统,设计了油管注汽工艺、油套环空注高纯氮气工艺、伴注除氧剂的注汽工艺及井筒防腐措施;在海上首次采用了高温电潜泵(耐温250℃)进行热采稠油举升,并对高温井进行温度压力监测;首次在渤海旅大27-2油田进行了稠油先导性试验,取得了较好的试验效果,为下一步大规模开发渤海稠油油田提供了良好的依据和基础。