深水浅层钻井液水合物抑制性能优化

深水浅层地质条件复杂,土质疏松、作业压力窗口窄、海底泥线温度低、井筒内易生成水合物,钻井液面临着井壁稳定、低温流变性调控难度大以及环境污染等问题,钻井安全作业风险高。为此,以南海某深水井浅层钻井为研究对象,总结分析了深水浅层钻井液应用现状,建立了深水浅层钻进ECD计算模型和井筒温度场计算模型,分析了深水浅层钻井期间的井筒温度场分布规律和水合物生成风险,结合数值模拟和室内实验,进行了浅层钻井液体系水合物抑制性能优化。研究结果表明,建立的深水浅层钻进ECD计算模型和井筒温度场计算模型,与实测数据对比模型计算平均误差小于8%;计算得出深水浅层钻进期间井筒水合物生成区域范围随着钻井深度的增加逐渐减小,但钻进准备期间及钻进初期,井筒内仍存在水合物生成风险;常规半防钻井液体系优化为HEM+14%NaCl+6%KCl,可满足正常钻进期间作业需求。结论认为:通过深水浅层钻井液体系优化,可以减少钻井液体系中水合物抑制剂的加入,简化钻井液配方,降低钻井成本,提高作业效率,为深水油气钻探钻井液设计提供指导。      

九自由度牙轮钻头动力学模型研究

根据牙轮钻头动态和受力互为因果关系的特点,分别建立了钻头体和牙轮的动力学模型,并建立了9个自由度的牙轮钻头动力学模型。新建的牙轮钻头与岩石相互作用模型中考虑了扭矩、弯矩、横向力的平衡以及这些因素对钻头破岩过程的影响,并在此基础上建立了轮速比计算模型、牙轮钻头位移模型和岩石破碎仿真模型。通过仿真计算,得到了两种工况下牙轮钻头的位移和轮速比,模拟了破岩过程,为研究钻头与岩石相互作用机理提供了理论依据。     

深水测试管柱动力学分析

深水测试对于及时发现和准确评价海洋深水油气藏具有重要意义,而深水测试的成功率和效果则是通过深水测试管柱力学研究的结果来评价的,其中测试管柱动力学分析可用以评价测试管柱在各种海况下的安全性。为此,提出了使用幅值响应算子（RAO）来计算钻井船纵荡水平运动和升沉运动的位移随时间响应的方法。把通过大钩补偿系统补偿后的升沉运动载荷作为测试管柱顶端的力边界条件和钻井船的纵荡水平运动位移作为测试管柱顶端的位移边界条件,应用有限元方法对测试管柱进行了动力学分析。研究得出以下结论：①在波浪的作用下,钻井船的升沉运动在3 m内,而钻井船的纵荡位移较大;②随着波高的增大,测试管柱的位移和应力波动幅度增大,而应力平均值则变化不大;③波高在10 m以内,测试管柱是安全可靠的。     

深水测试设计影响因素分析

深水地层测试是世界石油勘探技术难题之一,国内受设备及技术限制,水深大于1500 m后,测试设计和施工受到严重的限制,许多深水探井钻到目的层后因风险高而无法测试,难以实现勘探目的,或测试失败。通过对国外深水测试资料调研,分析国内深水测试技术规范建立所面临的困难。     

深海浅层非成岩天然气水合物喷射破碎压控滑套的研制

为了解决海洋天然气水合物固态流化开采过程中射流喷头作业过程不可控、不可重复使用且需要多次起下钻柱等问题,基于节流压降原理与天然气水合物固态流化开采工艺,针对深海浅层非成岩天然气水合物的特点,设计出了一种可控制射流喷头开启与关闭且作业过程不受水深和井深影响的压控滑套,并对其进行了仿真分析与室内实验评价。研究结果表明:①所研制的压控滑套入口处锥面角度越大,滑套所产生的压降与轴向力越大,但钻井液对锥面的冲蚀越严重,因此综合考虑上述因素,滑套锥部角度选择30°为最佳;②钻井液通过滑套的流量越大,滑套内部产生的压降与滑套轴向力越大;③验证实验表明,在钻井液的作用下滑套能够滑动并开启射流喷头,喷头的全开启流量为833 L/min,与设计流量的误差值为4.13%;④试压实验表明,压力滑套内部压力的变化不能驱使滑套运动,有效地验证了其工作状态不受环境压力的影响。结论认为,该工具的研制和应用将有助于促进海洋天然气水合物固态流化开采技术的进步。     

南海M深水气田完井关键技术分析

我国在深水钻完井方面处于起步阶段,中国海油围绕国家深水开发战略,积极参与南海油气风险勘探开发,在南中国海珠江口盆地M区块M深水气田完成水深1 350~1 500 m的深水气井9口,初步形成了高精度出砂预测、深水防砂设计、压裂充填工艺及流动安全保障措施等完井关键技术。结合南海M深水气田完井作业实践,对深水完井作业中的可能风险点和现场应对技术措施进行总结和梳理,为后续项目设计和作业提供参考、借鉴。     

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。     

基于B/S模式的有杆抽油泵故障诊断系统研制

有杆抽油方法是国内外应用最为广泛的一种人工举升采油法,但有杆抽油泵所处的复杂和恶劣的环境,经常会导致有杆抽油泵系统发生故障,严重地影响油田的正常生产.开发基于网络的有杆抽油泵故障诊断系统,及时准确地了解有杆抽油泵系统工作状况,明确油井生产存在的问题,为制定合理的技术措施提供技术依据,这对避免井下作业的盲目性、降低采油成本和提高油井的科学管理水平具有重要的意义.本文着重阐述了基于B/S模式的有杆抽油泵故障诊断系统的设计思想、系统功能和实现方法,该系统实现对有杆抽油泵快速、准确的故障诊断,用户端为统一的浏览器,使用维护方便,具有较高的实用价值.     

筛管悬挂器投球下落速度计算方法

在使用筛管悬挂器完井时,正确计算憋压球下落速度,进而较准确地估算球下落到球座的时间,有助于提高悬挂器坐挂的成功率。由于没有统一的憋压球下落速度计算方法,将斯托克斯定律、表观粘度计算法和牛顿-雷廷格公式3种计算方法进行了比较,并通过实例验证确定出使用牛顿-雷廷格公式计算憋压球下落速度最为准确。     

深海浅层非成岩天然气水合物喷射破碎压控滑套的研制

为了解决海洋天然气水合物固态流化开采过程中射流喷头作业过程不可控、不可重复使用且需要多次起下钻柱等问题，基于节流压降原理与天然气水合物固态流化开采工艺，针对深海浅层非成岩天然气水合物的特点，设计出了一种可控制射流喷头开启与关闭且作业过程不受水深和井深影响的压控滑套，并对其进行了仿真分析与室内实验评价。研究结果表明：①所研制的压控滑套入口处锥面角度越大，滑套所产生的压降与轴向力越大，但钻井液对锥面的冲蚀越严重，因此综合考虑上述因素，滑套锥部角度选择30°为最佳；②钻井液通过滑套的流量越大，滑套内部产生的压降与滑套轴向力越大；③验证实验表明，在钻井液的作用下滑套能够滑动并开启射流喷头，喷头的全开启流量为833 L/min，与设计流量的误差值为4.13%；④试压实验表明，压力滑套内部压力的变化不能驱使滑套运动，有效地验证了其工作状态不受环境压力的影响。结论认为，该工具的研制和应用将有助于促进海洋天然气水合物固态流化开采技术的进步。