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。     

深水高渗气井测试设计关键技术与实践

深水气井测试是当今世界油气勘探技术难题之一,工作制度的确定、测试程序的优化、水合物及出砂的防治等问题是其主要难点。通过水合物生成和出砂的临界流量等分析设计合理工作制度,建立测试数值模型确定压恢和探边测试时间,优化测试管串创新形成 “快速清井、低速取样、调产缓变、关井恢复”的一开一关测试程序,在缩短测试时间、降低水合物生成等风险的同时实现二开二关功能,有效指导了LS17-2-1井测试作业顺利进行。测试结果表明测试设计与施工基本一致,达到了准确评价气田的目的,能够为类似深水测试设计提供理论与方法。     

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。     

浅析深水钻井中水合物的风险与防治措施

深水是21世纪世界石油工业的重要区域和科技创新的前沿,深水已经成为全球油气资源的主要接替领域,随着深水油气资源勘探开发的推进,在深水钻井过程中,由于水深的增加,导致海底的压力升高、温度降低,从而,天然气水合物就有可能形成;另外,在深水钻井中,浅部地层也有存在天然水合物地层的可能。因此,水合物的风险分析和防治就成为深水钻井中的一个重要的环节。本文从水合物的形成机理入手,浅析了水合物的风险,并阐述了目前常用的水合物的防治手段以及对深水钻井作业的影响等等。     

深水油气开采安全风险评估与管控研究进展

深水油气领域是未来中国能源发展的主战场,加大深水油气勘探开发力度是建设海洋强国和保障国家能源安全的有效途径,但严苛复杂的海洋环境和工艺条件是深水油气开发必须面对的现实挑战。为此针对深水油气开采的主要作业场景,系统开展钻井和生产过程中井喷、泄漏、燃爆等重大事故的风险评估、风险演化、后果评估及事故防控研究,定量评估深水钻井作业及井控工艺过程风险,提出钻井作业事故连锁风险演化方法,建立钻井及井控作业关键屏障可靠性评估模型,同时针对深水油气开采工艺事故风险,基于机器学习算法和数据驱动模型,形成考虑多场景、多参数的普适性事故风险评价方法和数字化防控体系。可为深水油气开采工程风险评估和防控提供良好的理论基础和技术支撑。     

天然气水合物钻探现状与钻井技术

钻井是天然气水合物勘探发现最直接的手段,也是天然气水合物开发的必要环节。天然气水合物,尤其是海域深水天然气水合物的勘探与开发对钻井技术提出了更高的要求。在总结全球天然气水合物钻探现状和钻井技术的基础上,对天然气水合物钻井面临的挑战和未来发展方向进行了分析。总结认为,全球已在多个冻土区和海域开展了天然气水合物勘探与试采,显示了较好的天然气水合物勘探开发前景;天然气水合物钻探通常与随钻测井(LWD)相结合,并以常规钻探设备、水基钻井液为主;天然气水合物试采井的完井方式各不相同,尚未形成有效的完井技术系列;天然气水合物的温度-压力特征、储层特征、埋深特征和力学特征等决定了天然气水合物钻井面临井筒稳定性、钻井液安全密度窗口窄等方面的挑战。未来,应进一步探索研究控压钻井、欠平衡钻井、套管钻井、隔热竖管钻井、深水浅软地层水平井钻完井、潜式钻探设备组合和经济环保高效型低温钻完井液等技术在天然气水合物钻井中的应用。     

高压高产含硫气井测试技术及应用

川东北海相气藏埋藏深、温度压力高、普遍含硫、平面及纵向产量变化大,测试工艺复杂,面临井下工具受限、井下事故复杂、井控及环境污染风险大等难题。在川东北高含硫气井测试实践与经验基础上,形成了高压高产含硫气井测试技术。形成了三类六套APR射孔—酸压—测试联作短期测试管柱;管柱力学分析、多级压力控制、国产抗硫及复合地面流程等测试配套工艺满足各类测试要求;以压井、防喷、防漏为主的测试应急方案及措施确保了作业安全。该技术在YB1-侧1,YB12,HB1-1D等井中成功应用,为该类气田勘探开发的顺利进行提供了技术支撑。     

含热力学抑制剂钻井液侵入天然气水合物地层扰动模拟

深水油气勘探开发过程中,为防止井筒内生成天然气水合物,在钻井液中添加水合物热力学抑制剂是有效措施之一。然而含水合物热力学抑制剂钻井液侵入水合物地层的扰动影响鲜有报道。为探究水合物热力学抑制剂对水合物层的扰动规律,利用超声波测试手段,研究了NaCl、乙二醇两类水合物热力学抑制剂钻井液侵入水合物岩样的过程,并讨论了适用于水合物地层钻井液的设计要点。结果表明:含水合物热力学抑制剂的钻井液相比未含抑制剂的钻井液会显著促进水合物分解,且随着抑制剂浓度的增加,水合物分解速度会大幅度增加;NaCl盐类抑制剂促进水合物分解的作用明显强于乙二醇醇类抑制剂;钻井液侵入水合物地层引发的水合物分解呈现非匀速现象。深水钻探水合物地层时,防止地层中水合物的分解与抑制井筒中水合物的生成是相互矛盾的,研发适合水合物地层的钻井液配方来平衡这个矛盾是有效途径。     

深水钻机与钻柱自动化处理关键技术研究2014年度报告

该研究重点开发深水油气资源勘探开发技术与装备,解决制约我国深海油气勘探开发技术与装备开发瓶颈性问题,掌握具有我国特色的、拥有自主知识产权的深水油气勘探开发核心技术,研制一批重大装备,打破国外的技术垄断,实现我国深水油气勘探开发技术的跨越式发展。     

热点排行

正(新闻时段2014-09-11至2014-09-20)1中国海域发现首个自营深水高产大气田[核心媒体报道频次:21/30]15日,,"海洋石油981"钻井平台在南海北部琼东南盆地深水区的陵水17-2构造测试获得高产油气流,日产天然气160万m3,即9400桶油当量。这是我国海域自营深水勘探的首个重大油气发现,标志着我国已基本掌握自主勘探开发深水油气资源的全套能力。     

天然气水合物勘探开发专辑

天然气水合物是一种潜在清洁油气接替能源,我国海域水合物资源量巨大,约为800亿吨油当量,实现天然气水合物安全高效开采对我国建设海洋强国、保障能源安全和实现"双碳"目标意义重大.广大科技工作者针对天然气水合物勘探开发过程中的理论和技术难题进行了大量研究并取得了丰硕成果.     

基于风险矩阵和层次分析法的深水气井测试作业风险评估

为有效梳理深水气井测试作业风险,分析了深水测试作业中潜在的主要风险,将深水测试风险划分为井况与环境风险、井筒与设备失效风险和操作与管理风险3个风险评价单元,确定了深水测试作业风险评估的33个评价指标,建立测试作业的完整性评价模式。结合风险矩阵法和层次分析法(analysis hierarchy process, AHP),确定了各评价指标发生风险的严重程度与可能性以及相对权重值,通过计算深水气井测试作业的风险度得到对测试作业风险等级的划分,并将其应用于某深水气井测试作业的风险评估。     

深水钻井井筒水合物生成风险评估研究进展

中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,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(Van der Waals-Platteeuw)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、基于电子计算机断层扫描(computed tomography, CT),即技术、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,无法很好地深水钻井工况契合;而水合物生成风险实验评估都存在无法很好地模拟还原深水钻井循环,起下...     

环保型深水水基钻井液体系的研究

在深水作业时,低温高压的地质条件和狭窄的安全密度窗口给钻井工程带来了不小的困难。对于钻井液技术而言,更是面临着崭新的挑战,如低温高压下钻井液流变性增稠有可能导致增加井底压力控制的难度,钻遇地层气时容易形成水合物堵塞环空通道;特殊的地层压实条件要求钻井液体系具有更高的水化抑制能力以及大尺寸井眼和隔水管处的携砂问题等等。同时,海洋深水钻井对钻井液体系环境保护能力的要求更加严格。因此,在主要添加剂研究的基础上构建了一套环保型深水水基钻井液体系,通过性能评价,达到一定水深钻井作业的能力要求。     

含油气盆地深层—超深层油气勘探开发的科学技术问题

中国已在深层—超深层油气勘探取得巨大进展,成为陆上深层—超深层油气勘探生产大国。目前中国油气勘探已全面进入“深层、深水、非常规”的历史阶段,深层—超深层油气资源具有巨大潜力,是中国今后石油工业发展的重要领域。需要深刻认识含油气盆地深层—超深层油气勘探开发的科学技术问题。本文中回顾了中国深层—超深层勘探成果,从地质科学与工程技术两个方面提出研究方向。地质科学问题：深层—超深层储层特征与形成机制;深层—超深层勘探目标的地质类型;深层—超深层油气成藏机制与油气藏类型;深层—超深层构造变形与地质力学、岩石力学机制;超深层流体特征与流-固作用机制;超深层油气资源的特点与评价方法。工程技术问题：万米钻机的大规模工业化推广;6～12 km深度物探装备研发;高温高压测井技术研发;深层—超深层压裂技术装备研发。     

南海准被动陆缘深水油气与水合物共生意义

南海北部准被动陆缘深水区处在欧亚、印-澳和太平洋-菲律宾三大板块相互作用之特殊大地构造位置,具有被动大陆边缘拉张裂陷的基本属性和典型断拗双层或三层盆地结构及沉积充填特征,与相邻的北部陆架浅水区一样具备基本油气成藏地质条件。南海北部准被动陆缘深水盆地油气运聚成藏地质条件与世界典型被动陆缘盆地深水油气富集区基本类似,但亦存在一定的差异和特殊性。南海北部深水油气运聚成藏及其空间分布与天然气水合物具有纵向上的共生组合关系及烃源供给上的成因联系,其油气地质意义在于其浅层油气及海底水合物显示可以指示深部油气藏的存在或作为深部油气藏勘探的指向和示踪,而这种空间上的共生叠置关系,亦拓宽了资源勘探领域,扩大了其资源规模及潜力。     

深层油气藏开发中的关键力学问题

我国油气资源的分布格局表明:浅层和中浅层的勘探开发程度较高,但深层和超深层探明程度仍很低,是我国今后增储上产的主要阵地."三高"环境(高温、高压和高应力)是其主要特点,也是勘探开发面临的难题.目前,关于深层油气藏的研究仍局限于油气成藏动力学,亟需开展深层油气藏开采中的关键力学问题研究.对此,本文首先概述了深层油气资源和开发现状,随后基于深部地层的高温度、高压力、高地应力储层特征,系统论述了深层油气开发中的多物理场耦合流动动力学的过程与机制,归纳凝练出深层岩石力学特性、深层人工压裂的弹塑性裂缝扩展以及深层油气藏热流固耦合渗流等方面是亟需解决的关键前沿力学问题,并针对各前沿关键力学问题综述了研究进展和发展趋势,对促进我国深层油气资源的高效开发具有一定的指导意义.     

刍议石油钻井工程项目风险识别及应对措施

在石油天然气工业勘探开发过程中,从油气的勘探到开采,每个环节都离不开钻井作业,钻井作业因为其高风险高投入越来越受到钻井工作者的重视。笔者从钻井的工程的各个环节入手,分析了钻井事故产生的原因以便于对风险进行识别,然后分别从技术层面和管理层面提出了相应的应对措施!     

铁路涉河桥梁墩(台)深基坑围堰施工技术研究

本文结合合福铁路客专(闽赣段)南平建溪特大桥18#桥墩深基坑施工,针对本地区复杂深水基础地层、施工安全风险大、环保要求高的条件。分析总结研究了铁路涉河桥梁墩台深基坑围堰关键施工技术,针对性的制定了技术、环保保证措施及各项应急预案,成功的完成了桥梁深基坑围堰的施工任务,对类似工程具有重要的参考价值。     

七○八所:自主创新,锻造深海奇兵——走进中船集团第七○八研究所

可以在3000米水深的深海勘探油气,在大多数人看来,这无异于天方夜谭.然而,这样的"深海高手"却并非传说,它就是"海洋石油981"深水半潜式钻井平台(简称:"海洋石油981"),一个可以在3000米深海域作业,最大钻井深度达1 2000米的我国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台,并创造了多项"世界第一"和"国内第一",打破了我国深海勘探技术长期受制于人的尴尬局面.