基于FTA定性的简易水下井口设计可靠性分析

水下井口作为水下生产系统的核心装备,下端连接导管和套管,上端支撑防喷器组和水下采油树等水下装备,是整个水下生产系统的重要组成部分。特别是在浅海作业环境中,外部易受到风浪影响,一旦发生失效,将会造成严重的后果。基于浅水水下井口的结构特点,建立了水下井口失效事故树模型(FTA),划分了基本事件和最小割集,分析了基本事件结构重要度,对水下井口装置关键部件的风险程度进行了评估。结果表明:低压井口头、环形密封总成、高压井口头、套管悬挂器、防磨补芯装置和导向基座是水下井口设备发生失效的关键部件。针对失效关键部件提出设计优化建议,从而提高海洋油气生产的整体安全可靠性。为建立一套适用于浅水简易水下井口及采油树风险评估与安全可靠性技术体系提供了重要参考依据。     

全部电测仪器打捞工具在海洋钻井中的应用

井下落物打捞是石油钻井工程的一个十分棘手的难题,井下落物可以使一个井段甚至一口井报废,另外带放射源的井下落物会污染产层。井下落物打捞耗时费力,由于海洋钻井日费率高,快速高效打捞显得尤为重要。打捞过程中的事故分析、打捞思路和打捞工具的选择是打捞成功的关键。     

水下导管出泥高度对井口稳定性的影响研究

针对工程中的具体问题,提出了导管允许高度与井口倾斜角相互关系的计算方法和模型,并对番禺35-2气田进行了导管出泥高度分析评价研究。对于井口的分析采用力学等化计算方法,把位于井口以上的设备对井口的力进行传递等化,在不同作业工况下采用统一的计算模型进行井口的校核模拟。分析结果表明,对于水下井口而言,最危险工况为完井作业工况,完井工况的侧向力比钻井工况大一个数量级,并且完井工况的弯矩也较大;井口允许导管出泥高度和井口倾角之间近似为二次曲线关系。     

下部钻具组合上切点的位置确定方法

下部钻具组合的上切点始终处于井眼底边这一假设条件,并不适用于下部钻具组合静力学分析的所有情况。基于建立的适用于下部钻具组合静力学分析的三维坐标系及其变换关系,提出了描述井壁上上切点位置的方法;根据最小势能原理,提出了一种确定上切点位置的迭代计算方法;以光钻铤钻具组合为例,讨论了井眼几何参数与钻井参数对上切点位置及钻头侧向力的影响规律。结果表明:在二维问题的力学分析中,当钻头处井斜角很小、井眼的井斜变化率很大时,下部钻具组合的上切点将有可能处于井眼的高边;与对上切段长度的影响相比,井斜方位变化率对上切点井壁方位角的影响更大;与对钻头井斜力的影响相比,井斜方位变化率对钻头方位力的影响更大;钻压和钻头扭矩对上切点位置及钻头侧向力的影响都很小。      

南海流花11-1礁灰岩油田储层敏感性评价

借鉴砂岩油储层敏感性评价方法,对南海流花11-1礁灰岩油田B1和B3层进行了速敏性、盐敏性、酸敏性、碱酸性、温度敏感性以及应力敏感性评价,并根据评价结果对油田开发工作提出了具体建议。     

深水油气井关井期间井筒含天然气水合物相变的气泡上升规律研究

深水油气井关井期间天然气水合物的生成会导致气泡迁移滞后,影响钻井安全作业周期,为此利用室内垂直圆筒模拟深水井筒环境,实验研究了甲烷气泡表面水合物膜生长特性,提出了考虑自然对流传热的水合物横向生长模型及水合物膜厚度预测方法;分析了水合物气泡变形率与莫顿数、拖曳力系数及雷诺数之间的相关性,据此建立了关井条件下井筒中含水合物相变的气泡上升速度综合预测模型,并对南海某井的安全作业周期进行了预测和分析。通过实验和模拟分析发现,建立的自然对流传热模型对水合物膜横向生长速率和厚度具有较高的预测精度;水合物气泡的变形率随莫顿数增大而减小,拖曳力系数随雷诺数增大先减小然后逐渐增大,并拟合得到了气泡变形率、拖曳力系数计算公式。研究表明,气泡表面水合物的生成显著降低了气泡的上升速度,延长了安全作业周期,但气体到达海底井口后水合物堵塞风险增加,现场应根据关井时间采取针对性的井控措施。      

南海XX油田水平井完井防砂方法研究

根据南海XX油田的特点,优选了该油田水平井的完井防砂方法为裸眼内直接下优质防砂筛管完井防砂,并预测了防砂完井后的产能,研究了不同表皮系数对水平井产能的影响.在分析地层砂粒度分布的基础上,通过室内出砂模拟实验,确定了该油田各油层的防砂筛管挡砂精度.     

新型水下钻井基盘及其安装技术

为了提高海上边际油气田开发效益,研发出了新型水下钻井基盘及其安装技术。陆丰13-2油田应用实践表明,采用新型水下钻井基盘及其安装技术,可以避免驳船的使用,降低安装期对气候和海况的依赖程度,节省大量时间和费用,具有明显的经济效益。     

泥饼可液化处理的UltraFLO钻井完井液

在分析传统无固相钻井完井液体系利弊的基础上,研制出了全部材料可液化的无黏土相钻井完井液体系——Ultra FLO钻井完井液。该体系在配合简易隐形酸完井液完井时能够将泥饼全部液化,并且该体系抗温140℃;具有较好的抑制性、润滑性、抗污染性(15%钻屑);具有较好的储层保护效果,即使在直接返排的情况下,其渗透率恢复值也能够达到89%,在经过简易隐形酸完井液完井后,渗透率恢复值提高到了96%,这说明简易隐形酸能够进一步解除伤害,保护储层。室内研究和现场实践证明,Ultra FLO钻井完井液体系简化了施工工艺,节省作业时间,具有较好的储层保护效果,现场应用3口井产量均超预期,应用效果较好。     

深水水下井口完井作业窗口分析

完井作业窗口是进行完井作业的各种极限环境条件,对于指导深水海底井口完井作业具有重要意义,根据完井作业模式可分为下钻刮管窗口、完井管串下放窗口和极限连接窗口等。完井作业时,隔水管强度、井口与导管强度、井口倾斜角度、完井工具的通过性以及挠性接头的转角等都是限制完井作业的重要因素。通过建立张紧器–隔水管柱–井口及导管和土壤的耦合模型,研究并量化影响深水海底井口完井作业最重要的限制条件隔水管上、下挠性接头转角,并结合其他限制条件形成海底井口完井作业的作业窗口确定方法。对南海某探井进行了实例计算,明确了该井完井作业各种模式所允许的极限环境条件,为深水油气田开发的完井作业提供参考。