含硫气井定量风险分析方法

随中国经济对石油天然气能源依赖程度的加深,大力开发含硫化氢气田成为重要任务,而定量评价含硫气井的风险显得更加必要和迫切。提出了含硫气井井喷事故硫化氢泄漏扩散过程中个人风险定量计算方法,根据相关统计资料,提出了井喷事故概率的参考值．将该方法应用于川渝地区某含硫气井。获取了该井周边区域个人风险等值线,并与可接受风险水平进行对比分析。结果表明,由于地形条件的影响。在气井周边不同方向的个人风险水平差异很大,可接受风险水平上限值等值线距井口的距离在不同方位上相差可达1000m。在对气井进行定量风险分析时必须充分加以考虑。该方法可为油气田开发企业、安全监管部门对含硫气井开发过程实施定量风险评价和管理提供有效技术手段,并为应急计划区的划分及边界确定提供参考。     

深水钻井井筒水合物生成风险评估研究进展

国内外对于水合物在集输与采油过程中水合物生成堵塞研究较多,但深水钻井工况下水合物生成堵塞研究很少,水合物生成堵塞风险综合评估仍有待进一步研究。深水钻井过程中水合物易造成井筒堵塞,并诱发系列的井下事故风险,本文针对在深水钻井过程中在井筒低温高压条件下水合物在钻进、起下钻、压井等工况中的水合物生成堵塞风险评估开展理论与实验方面的调研。通过系统介绍天然气水合物的生成风险类型,水合物的生成风险评估环境分为钻遇含天然气地层井筒和在正常深水钻井井筒两种情况。当前深水钻井水合物生成风险预测模型：①基于V-P模型推导、②基于络合溶解理论、③基于智能算法等;水合物生成风险实验评估主要包括基于光学检测、基于超声检测、基于电学检测、基于CT技术、基于核磁共振成像技术等。水合物生成风险定量评估方法主要基于过冷度和无量纲施工参数。综合分析发现深水钻井过程中现有的水合物生成风险预测模型存在计算复杂,无法很好的深水钻井工况契合;而水合物生成风险实验评估都存在无法很好的模拟还原深水钻井循环,起下钻,关压井等复杂工况下生成堵塞风险。结合琼东南深水气田群开发钻完井关键技术研究子课题深水钻井多边界条件下水合物生成风险评估与处理方法研究项目对来深水钻井天然气水合物生成风险的研究重点进行了展望。     

东方1-1气田低渗疏松砂岩气藏伤害机理研究

低渗疏松砂岩气藏不仅具有常规低渗气层孔喉细小、敏感性矿物含量高、毛细管压力大的特点,同时储层胶结疏松,在钻完井、开发过程中易受到损害。以南海DF1-1气田低渗疏松砂岩气藏为研究对象,针对气藏自身特点并结合现场施工工艺,改进了石油天然气行业标准对工作液伤害的评价方法,并系统评价了气藏的伤害机理。研究结果表明:PRD钻完井液体系对气层主要损害机理为有机固相堵塞和水锁;生产过程中微粒运移伤害程度弱。改进后方法的评价结果更加符合现场生产实际。建议在后期开发井钻完井设计中优化PRD钻井液体系配方,加入5%粗粒刚性封堵颗粒,有效降低有机固相、液相侵入程度;增加完井液中破胶剂用量至6%,提高破胶效率。     

“三高”气田固井水泥体系研究

针对高压、高产、高含硫化氢(H2S)气体("三高")气田在固井过程中面临的难点,探讨"三高"气田对固井水泥浆的要求,在分析水泥腐蚀机制的基础上,提出"三高"气田水泥防腐策略;采用水泥浆不同配料组分的颗粒粒径合理级配原理优化设计水泥,通过正交试验筛选出可形成致密水泥石、防腐性能优良的低密度高强度水泥和纤维-胶乳-微膨胀水泥2种体系4个配方,对其形成的水泥石进行抗硫化氢和二氧化碳(H2S/CO2)腐蚀性能评价试验,包括水泥石强度、渗透率、质量损失、腐蚀深度和腐蚀前后内部结构的变化情况,依据试验数据从理论上预测水泥石的抗腐蚀寿命。龙岗气田现场应用表明,所筛选的水泥浆的固井质量得到明显提高,可用于"三高"气田固井,并能延长气井寿命。     

稠油、高凝油侧钻水平井完井方法优选研究

针对稠油、高凝油地层,开展了侧钻水平井完井方法优选研究,获得了水平井的防砂判据和生产过程中井眼稳定性判据,推出了砂岩油藏侧钻水平井完井方式选择的流程图,从室内实验入手测定了各种目数地层砂充填层的渗透率,导出了16种侧钻水平井完井方式的产能预测数学模型。研究了水平井产量动态分析方法及经济效益评价模型,完成了稠油、高凝油侧钻水平井完井方法优选软件,实现了软件商品化。     

基于三角模糊数的钻井井控风险定量评价研究

加强钻井井控风险评价是有效降低井喷事故发生率、减少事故损失的基础工作。为了解决钻井井控风险评价中模糊的不确定的变量难以量化、不能准确量化的难题,将三角模糊数运用到井控风险评价中。针对钻井井控风险的特点,结合现场数据提出了11个关键的钻井井控风险诱因,归纳、分类建立了层次指标体系。结合三角模糊数的理论建立了基于三角模糊数的钻井井控风险定量评价模型。以罗家16H井为例,提取评价所需要的诱因参数,运用该模型进行计算分析,结果表明该井的综合风险值为0.624,属于高度风险值范围,故确定为高度风险等级,该风险等级评价结果与罗家16H井实际情况基本相符。研究表明该井控风险定量评价模型具有一定的准确性和实用性,可以用于现场对单井进行钻井井控风险评价。     

套管开窗侧钻技术在海上某气田中的应用

套管开窗作业广泛应用于处理井下事故,老井眼侧钻等作业中,其目的在于可以尽可能多地利用老井眼、从而适当地节约钻完井作业时间,从而到达节约作业成本的目的。此次侧钻开窗应用在海上某气田X1S井,取得了成功。该井存在侧钻点深、井斜大、井眼深、钻井周期长、起下钻次数多等困难。本次开窗侧钻作业应用了一种新型的快速开窗侧钻工具,一趟钻实现斜向器坐挂、套管开窗并钻出一个口袋,是深井开窗侧钻作业的一次成功实践。为今后套管开窗侧钻作业提供了宝贵的技术实践。     

基于欧式贴近度的钻井井控风险定量评价方法研究

加强钻井井控风险评价是安全钻井的重要工作之一,而井控风险定量评价又是井控事故预防和消减的基础。针对钻井井控风险的特点,建立全面合理的钻井井控风险评价指标体系。在模糊物元分析的基础上,结合欧氏贴近度的概念,提出了基于欧氏贴近度的钻井井控风险评价模型,该模型采用定性与定量相结合的层次分析法确定各评价指标的权重。应用该模型对实例井数据计算分析,确定了其风险等级,所得结果与现场基本一致。研究表明该井控风险评价模型合理、可行,可以用于现场对单井进行钻井井控风险评价。     

5000 m井架式修井机在金县1-1油田的应用

为了适应海上油田后期灵活、适时调整开发,在钻修井机具选型方面,渤海金县1-1油田修井机创造性地配备了315t提升系统（具备5000 m钻完井作业能力）,循环系统和其它配套设备仍按照180t常规修井机配置。5000 m井架式修井机在多功能生活支持平台的配合下,可实现油田后期钻完井作业。该设计能在兼顾油田修井、调整井作业的同时,有效降低油气田开发初期钻完井作业投资,提高油气田开发效益。     

建设项目的环境风险评价

讨论开发工程环境风险评价的必要性和风险评价的主要内容。核电站、拦河大坝、化学工业及其它涉及有毒、易燃、易爆物质的建设工程。如发生危险事故，会造成重大损失。故必须进行风险评价，研究事故发生的可能性及其对环境的危害程度，提出预防措施，以保障工程安全。     

城市地下燃气管线系统定量风险评估

随着快速的城市化进程,地下管线系统越来越复杂,地下管线系统的风险显著增加。我国地下燃气管线事故数量较多,而且其事故造成的伤亡后果远远高于其它地下管线。其它地下管线在运行过程中对地下燃气管线系统的造成的风险也受到燃气领域人员的关注。为了对地下管线系统进行定性、定量和系统的风险评估,本文综合STAMP和BN两种系统分析方法建立STAMP-BN模型,基于STAMP模型识别系统风险和因果因素,基于STAMP结果和安全控制结构,采用BN建模进行定量风险评估。应用建立的STAMP-BN模型进行地下管线系统风险评估,结果表明造成地下燃气管线泄漏的主要中间原因是三方公司的动土作业,并揭示了第三方公司和燃气公司脆弱的根本原因。可见加强第三方公司运营层协调和燃气公司协调安排、事件应急、对其它地下管线造成的慢性危害识别方面的能力是消减风险的关键。     

基于贝叶斯网络的钻井作业现场风险评估

针对高投入、高风险和不确定性的钻井作业现场,展开了安全评价研究。提出了一种基于贝叶斯网络定量评
价钻井作业现场风险、寻找风险源的方法。通过分析历史数据与借助专家经验识别不安全因素,将影响钻井作业现场
安全性的32 个因素分为“人的不安全行为”和“物的不安全状态”,同时构建了钻井作业现场安全性的贝叶斯网络拓
扑结构,并进行了概率推理向前预测和向后诊断,定量评估了钻井作业现场安全性,找出了影响最突出的不安全因素。
将其应用于龙岗气田L 井钻井作业现场,得出人为的不安全行为和物的不安全状态概率分别为0.108 和0.165,整个L
井作业现场不安全概率为0.137,并诊断出过程监控缺陷、安全防护设施缺失、作业导致隐患、井控设备缺陷、生产管
理缺陷不安全因素最突出,与现场实际情况一致。该评价方法为现场安全作业提供较为准确的诊断依据。     

国外枯竭气藏型储气库重大事故经验与启示

目前,中国正处于天然气地下储气库建设的初级阶段,在事故预防、应急与处理等方面经验存在不足。为此,开展了国外地下储气库泄漏事故调研,统计了地下储气库发生事故概率,并分析了主要原因及其危害,以期指导中国储气库安全平稳运行。研究结果表明,气藏型地下储气库发生事故概率最高,危害性最大;主要事故类型包括地面设施损坏、圈闭密封性破坏及井筒完整性失效3种。按照事故发生频次分别为地面设施、圈闭、井筒;按事故危害程度分别为圈闭、井筒、地面设施。在重点剖析了国外气藏型储气库典型泄漏案例后分析认为,应重视储气库圈闭密封性的动态监测;选址评价时应重点开展断裂与老井密封性评价。最后,结合中国储气库建设发展现状,提出了5点建议以期为中国地下储气库高效建设、安全运行提供重要保障。     

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。     

高含硫化氢天然气气侵时的溢流特性

以四川某高含H2S气体的气井井身结构及钻井工况为基础,针对高含H2S气井溢流时的特点,考虑H2S在水中的溶解度,建立溢流期间环空各相流体的质量和动量守恒方程,并用有限差分法对方程进行求解。结果表明:H2S在井底的溶解度远大于CH4的,在距井口约360 m开始大量析出;H2S的含量越高,气体在上升过程中密度变化越大,气体开始剧烈膨胀的位置越接近井口;井底侵入气体量相同的情况下,H2S的含量越高,气体的膨胀倍数越大,泥浆池增量也越大,同时,刚开始气侵时H2S含量越高气相的体积分数越小,而到达井口后H2S的含量越高气相的体积分数越大,导致溢流检测的难度和井控的危险程度增加;高含H2S气井溢流时井底压力的下降值、泥浆池增量、关井套压小于纯烃类的,不能反映真实的气侵程度,而且随着时间的增加情况会更严重;高含H2S气侵时压井过程中套压值与纯烃类的相差不大,因此可以在井口施加一定的压力,抑制H2S气体的膨胀,减缓井喷事故的发生。     

深水钻井导管下深区间确定及风险评价方法

深水钻井导管的下入深度直接关系到海底井口的力学稳定性及后续钻井作业的安全。通过分析,确定导管存在最小下深和极限下深,并给出极限下深计算模型。基于概率统计和地质统计学方法,将目标点邻井的承载力增长系数进行概率统计,并通过差值算法对目标点进行移植预测,得到该系数在目标点处含有概率信息的预测值,将导管最小下深由单值变为含概率信息的分布带,同时结合导管极限下深的概率化分布,对目标井的导管设计下深进行定量风险评价。实例分析表明:承载力增长系数这一区域经验变量对深水导管下深影响很大,尤其当取值较小时,导管下深随着该系数的减小呈指数增长;该方法在给定可信度条件下可计算导管绝对安全下深区间,有效避免了因承载力增长系数不确定等因素导致的导管下深风险。     

连续管全寿命安全评定与管理策略研究

连续管是“万能作业机”的“神经线”，连续管的安全运行关乎整个施工过程，连续管服役寿命是安全运行的重要指标之一。目前对连续管作业时全寿命安全评定研究较少，探索性地利用生存分析方法研究了连续管6个影响因素，20组分变量，采用Kaplan-Meier分析方法对连续管疲劳寿命的单因素生存时间进行描述，并结合连续管服役有效时间采用Cox比例风险模型进行多因素分析，疲劳累积结果与Cox比例风险模型计算结果对比认为，该模型是可行的。研究结果表明，共线性检验和PH假定检验结果显示399个样本用于连续管生存分析是可行的；分类变量中直径、壁厚、腐蚀、焊接对连续管服役风险影响显著；大直径管（直径>50.80 mm）的风险率是小直径管（直径<50.80 mm）风险率的1.484倍；H₂S环境的腐蚀风险率是无腐蚀风险率的2.509倍；直焊缝的风险率是无焊缝风险率的5.595倍；研究结论与现场连续管失效统计结果相吻合。根据累积生存率和现场失效统计结果提出的四级评价准则对连续管在钻井、完井、气举等安全作业具有指导意义。     

康定县二道桥滑坡风险评价

单体滑坡的风险评价是国内外研究的热点。详细描述了二道桥滑坡的地形地貌特征和变形特征;采用了钻探手段和高密度电法物探手段查明了滑坡的物质组成和结构特征;使用Geoslope软件定量计算了二道桥滑坡在天然、饱和、地震三种工况下的稳定性系数和失稳概率,确定了危险性级别;结合1∶2 000地形测量成果和实地调查,统计出了受二道桥威胁的承灾体类型及数量,确定了危害程度级别;最后根据危险性和危害性构建风险评估的矩阵,对二道桥滑坡进行风险评价,得出滑坡在天然条件下,风险评估级别为M级,表明处于中等风险。在饱和条件和强震条件下,滑坡的风险评估级别为H级,表明处于高风险。评价结果对于当地的防灾减灾工作具有一定的参考价值。     

基于贝叶斯方法的高含硫井口气液分离器动态风险分析

传统的定量风险分析方法不能有效利用井口分离器的运行状态数据进行动态风险分析,从而导致评估结果易于偏离实际。构建事件树模型模拟分离器异常事件的发展过程,然后基于贝叶斯方法利用事故先兆数据动态分析分离器安全屏障的失效概率和异常事件后果发生概率,并采用模糊损失率的方法量化事故后果造成的损失,进而完成对分离器的动态风险分析。结果表明,新提出的基于贝叶斯方法的高含硫井口气液分离器动态风险分析方法克服了传统风险评价方法的不足,可动态评估事故发生概率,并可动态反映分离器的风险变化,能够为高含硫井口气液分离器等相关设备的风险分析与控制提供参考。     

改进麻雀搜索算法优化支持向量机的井漏预测

在钻井过程中,受地质环境,钻井技术等多种因素的影响,容易发生井漏事故。为预防井漏事故,减少因钻井事故带来的损失,本文提出了一种改进麻雀搜索算法（ISSA）优化支持向量机的井漏预测方法。首先,在发现者位置更新公式中引入了一种改进的自适应非线性惯性递减权重,提高算法全局搜索能力; 其次,在警戒者位置更新公式中引入莱维（Levy）飞行策略,减少算法陷入局部最优的风险。为验证改进算法的寻优能力,将麻雀搜索算法（SSA）、遗传算法（GA）、灰狼算法（GWO）以及改进的麻雀搜索算法（ISSA）在8个基准测试函数上做了对比实验。实验结果表明,改进的麻雀搜索算法（ISSA）在寻优精度,稳定性等方面都较其它算法更为优异。最后,将改进的麻雀搜索算法用于优化支持向量机（ISSA-SVM）的惩罚参数 和核参数 ,进行井漏事故的预测。结果表明,ISSA-SVM预测准确率为97.7654 ,相比于麻雀算法（SSA）-SVM、遗传算法（GA）-SVM以及灰狼算法（GWO）-SVM预测准确率都高,且收敛速度快,迭代次数少,能够高效、快速预测井漏事故,提高钻井效率和可靠性。