中国海洋深水油气工程技术与装备创新需求预见及风险分析

 着眼于中国南海油气工程技术与装备创新发展问题,通过专家咨询调研,梳理了深水油气工程技术与装备发展现状,并将其分成深水油气勘探技术与装备、深水油气田高效开发工程模式、深水钻完井关键技术与装备、深水油气生产与输送关键技术与装备4个领域,构建了相应的4级层次评价模型,运用德尔菲法和权值因子判断法对深水油气工程技术与装备进行了量化分析和重要性排序,并对相应的关键装备系统进行了风险分析。研究结果表明,在深水油气工程中比较重要的技术与装备内容包括：深水油气勘探技术、油气田开发先进井型技术、浮式钻井平台/钻井船总体结构设计制造技术、深水钻井隔水管安装与作业控制技术、水下井口系统设计制造技术及其安全高效安装技术、深水钻完井安全高效作业技术、浮式生产平台总体结构设计制造技术、水下采油树系统设计制造技术及其安全控制技术以及电液复合式控制系统设计制造技术等;深水油气工程装备组成复杂,海洋环境和作业工况恶劣,导致泥浆循环、深水钻井隔水管、水下井口与采油树、油气处理、水下管汇及水下生产控制等系统出现失效的风险较高,可通过优化设计控制降低装备失效概率。     

冷家油田水平井修井技术的应用和研究

随着水平井技术的推广、应用井口数量的增加,水平井的修井技术日显重要.文中从水平井自身特点分析,结合水平井修井经验、研发配套工具的设计加工等,详细介绍了冷家油田水平井修井工艺的现状和应用技术后取得地效果,对今后如何提高水平井修井技术提供了很好的理论数据和研究方向.     

基于局部等效方法的深水水下井口半解耦分析模型

波致、涡激和浮式钻井装置运动引起的疲劳是深水水下井口失效的主要形式之一,井口动力分析方法的选取直接影响水下井口疲劳评估的效率和准确性。针对采用局部精细模型对井口进行动态响应分析时的耗时和精度低等问题,提出基于局部等效方法的深水水下井口半解耦分析模型,研究隔水管-井口整体分析模型中的井口局部等效方法,考虑管土作用建立水下井口局部有限元模型,建立梁和弹簧组合的井口局部等效数学模型,推导梁单元和弹簧单元参数计算公式。采用该半解耦模型进行南海深水水下井口分析,将静力分析结果与精细有限元模型分析结果进行对比,并将动力分析结果与解耦、全耦合两种方法进行对比。结果表明,提出的井口等效模型计算精度高、效率高,可为开展水下井口系统动态响应分析和疲劳评估提供一种高效算法。     

修井作业浮动式井口防溅保护器的研制

修井作业中,井口的废液对施工效率及人身安全的影响巨大。如何防止废液四溅显得非常重要。针对目前应用的防溅保护装置的不足,提出了一种新颖的浮动式井口防溅保护器,并对该装置进行了材料的优选以及关键部件受力计算。该装置设计新颖、操作简单、废液收集效率高,可广泛应用于修井作业中。     

液压举升油管枕的研制与现场使用

采油井口较高,导致在修井作业时井口操作人员挂吊卡困难,这也存在较大的安全隐患。为了减轻工人的劳动强度,保障施工作业安全,研制出一套利用修井机液压源进行液压自动举升的装置,该装置使用修井机液压源,通过液压举升,达到举升和下放油管的目的。该装置的使用减轻了工人的劳动强度,增加了施工作业的安全性。装置结构简单,工作可靠,能充分利用现有修井设备的液压源,可明显改善修井作业的工作条件,有助于实现油田修井作业的自动化。     

海洋水下井口控压钻井系统装备配置方案探讨

控制压力钻井技术是解决窄密度窗口地层钻井井控问题的有效技术保障，在全球陆地、浅海和深水都得到了成功运用。深水是我国油气勘探开发的重要接替区，我国南海油气资源丰富，但是面临高温高压、窄密度作业窗口等难点，井筒压力控制难度较大，给安全高效作业带来了较大困扰。在当前深水控压钻井设备、工艺几乎被国外垄断和深水钻井作业量加大、钻井风险等级升高的背景下，拥有我国自主的深水控压技术及装备是必然的选择。由于水上、水下井口控压钻井技术和装备体系存在较大差异，现有水上井口控压钻井技术无法直接移植到深水。因此，基于我国深水钻井作业现状，提出海洋水下井口控压钻井关键装备自主化配套建设探讨方案。将环空背压的控压钻井系统作为自主化建设的主线，对水上井口的控压系统进行工艺适应性移植，通过综合比较分析，推荐水下井口控压钻井系统ATR配置方案。     

基于Unity3D的车载修井装备虚拟现实系统开发

为了使用户对开发的新型修井装备进行直观的了解,对车载式修井机进行了详细的研究,开发了油田车载修井装备的虚拟现实系统。利用3DMax软件对复杂的模型进行优化建模,材质渲染,贴图烘焙,使其能在短时间导入Unity3D并提高交互运行速度。在Unity3D中构建了车载修井机的虚拟工作环境。该系统实现了在虚拟环境中真实体现油管的扶正,对中,上卸扣等井口机械化运动过程。整个系统操作简单,环境真实,临场感高,对新型产品的推广具有一定价值。     

水下机器人在深水海底电缆维修中的应用

随着海洋石油开发向深水区域的发展,对于包括海底电缆、海底油气输送管线、水下井口等在内的水下设施的维修工作日益增多。本文通过实例,介绍了水下机器人作为一种实用的水下作业工具,能够在深水海底电缆维修项目中代替饱和潜水作业,并具有突出的经济性,其在海洋石油工程项目中的作用将越发重要。     

大修井中复合修井思路的应用

在大修井作业中,采用复合修井思路打捞井内腐蚀的油管,需要用到各种不同的修井工具以及工艺技术。本文就针对复合修井思路在大修井中的应用展开讨论。     

石油修井企业的单机单井核算模式初探

长庆石油勘探局第二采油技术服务处下属的修井公司是一支专业化检泵作业队伍,近年来,修井公司推行以市场为导向的单机、单井核算模式,提高了单机、单井运营能力,增强了企业竞争能力,企业经济效益和社会效益稳步攀升.作者力图以多年来担任修井公司经理的实践经验和总结思考,为同行业相关人员提供一种新的核算模式借鉴.     

基于触变水泥浆的套漏井不留塞封堵技术

套漏井不留塞封堵工艺要求封堵剂在地层里能驻留、井筒里能冲洗出来,油田常用的G级油井水泥性能难以满足要求。针对水泥浆封堵剂不留塞封堵工艺的要求,开展触变水泥浆配制和性能评价。在室内不同温度下对触变水泥浆的流变性、静切力、静置增稠和剪切稀释特性、稠化性能和水泥石的抗压强度等进行了测试,分析了触变水泥浆作为不留塞封堵剂比G级油井水泥的优势。根据不留塞封堵施工过程封堵剂的状态,采用常压稠化仪模拟了封堵套漏井的施工过程;了解触变水泥浆在施工过程稠度变化规律,为优化封堵施工各道工序完成时间提供依据,尤其是确定反冲洗时间这一关键参数,为不留塞封堵施工成功和确保施工安全提供了参考。现场采用触变水泥浆实施不留塞封堵施工获得成功。     

连续油管在增产技术中的应用

连续油管作业技术与装备是一项具有巨大潜力和生命力的实用性技术。目前,该项技术的应用日趋活跃,备受关注。本文结合连续油管的特点,介绍了连续油管作业机的结构,重点研究了连续油管在增产作业方面的应用技术,以及配套设备的应用。     

智能完井综合系统

智能完井系统是带有井下传感器 ,并能实时采集有关数据的遥测与控制系统 .可允许操作人员从地面实时地对单井多层段油、气生产或对多分支井中单分支井眼的油、气生产进行监测和控制 ,最大限度地减少油气井生产期间的修井次数 ,保持有效的开采速度 ,获得较高的油气采收率 ,降低油气生产成本 .该系统可以通过控制油层的流动特性来恢复油层能量 ,延迟地层水侵入采油层段 ,增加油、气产量 .该系统特别适用于调整井和修理费用高或复杂环境下的油井 ,如海上油井、深水油井、多分支井、水平延伸井、直井、远距离操作的油井等     

基于模糊数学的修井井喷风险评价方法

修井井喷是修井工程中性质严重、损失巨大的灾难性事故。防止修井井喷需要修井前对井喷风险进行评价,针对不同风险井区采用不同修井措施。目前井喷风险评价因素中主观因素较多,不能客观的反应地质因素对井喷的影响。本文利用模糊数学方法建立了基于地质因素的修井井喷评价模型,通过权重分析得出储层孔隙压力和破裂压力对修井井喷的影响最大,其次是储层的渗透率。利用本模型对各个井区的修井井喷风险进行分级,针对不同的井喷风险井区采用不同的修井设备,不仅提高了修井安全性,而且可以降低修井成本。     

基于线性投影分析的接箍图像识别问题研究

在油田修井过程中,油管接箍不仅起到了管柱之间的连接作用,而且为修井作业等提供位置参照作用。因此,对油管接箍的位置探测显得尤为重要。本文主要阐述了利用线性投影分析方法进行接箍图像识别的问题研究,从而为油田修井过程中接箍位置的探测提供依据。     

修井机底座改造设计计算及结构应力测试

由于修井机底座的底部为四圈封闭的框架结构,在修井作业时无法避让抽油机基础,必须拆除基础后才能进行大修作业。为免去拆除基础的工作量和费用,根据现场需要对ZT135修井机底座进行了改造设计计算及结构应力测试。底座属于空间钢结构,在设计上采用安全系数法。根据安全系数计算出材料的许用应力。通过应用有限元分析软件对改造后的结构进行仿真分析,根据计算结果调整各构件的尺寸及相关结构,使结构的最大应力小于许用应力,满足结构强度要求。采用应力测试的方法对改造设计后的底座承载能力进行测试,确定改造后结构是安全的,说明对修井机底座的改造设计是可行的。     

油井选择性堵水

为控制水从油层产出,建立找水堵水法和不找水堵水法.由于不需找水并能从油层深部控制水的产出,所以不找水堵水法更为重要.不找水堵水法使用选择性堵剂和堵剂选择性注入工艺,达到油井选择性堵水的目的.介绍了选择性堵剂的类型和作用机制,分析堵剂选择性注入工艺中如何利用出水层的特征(高渗透、低流动阻力、高含水饱和度和易于泄压),将堵剂选择性地注入出水层,给出一些油井选择性堵水成功的矿场试验实例.不找水堵水法的应用和发展有广阔的前景.     

复杂小断块油藏水平井井网开发效果研究

针对复杂小断块油藏地质构造、流体性质、油水系统等特点,通过分析研究水平井与直井夹角、渗透率、有效厚度、水平井段长度、油水粘度比、直井完井井段等因素与注采井距的关系,研究不同条件下直井注水、水平井采油和直井采油、水平井注水2种组合井网的开发规律,找到合理的井网组合形式。研究证明,油藏的采出程度随着渗透率的增加、水平井段的增长、油水粘度比的减小而不断提高,有效厚度对采出程度影响不大。采用直井注水、水平井采油的组合井网可以更充分地发挥直井和水平井的双重优势,极大地提高复杂小断块油藏的采收率。     

XJ-1型多功能修井控制仪的设计与应用

介绍了ＸＪ １型多功能修井监控仪系统的结构,工作原理及现场应用情况．该系统在修井作业过程中,通过测量及处理串接在液压动力钳油路中的压力传感器的信号和串接在提升系统死绳端的拉力传感器的信号,来准确控制上卸扣扭矩,指示悬重,记录单根数及总长度,并将采集到的数据记录下来,用来评价修井作业质量,经现场应用取得了满意的效果     

应用人工神经网络预测油井产量和产水量

论述了应用人工神经网络技术预测油井产油量和产水量的方法．利用油井过去实际每个月的日平均产油量和产水量做为网络的训练样本，经网络学习后，输入油井待预测的时间，可预测出相应时间的日平均产油量和产水量．同时，编制的通用软件经胜利油田２１口井实际产油量和产水量检验，结果表明：网络是一种可行性的预测油田单井产量的方法