深水钻井隔水管可靠性研究

深水钻井隔水管是连接海底井口和钻井平台的重要部件,其主要功能是提供井口防喷器与钻井平台之间的泥浆往返通道,支持辅助管线,引导钻具,作为下放与撤回井口防喷器组的载体.隔水管可靠性关系到整个钻井作业的顺利完成,甚至整个钻井平台的安全.建立了深水钻井隔水管连接模式和悬挂模式下的力学分析模型,识别了隔水管系统在不同作业模式下的限制准则;分别进行了连接作业窗口、下放与回收作业窗口、硬悬挂作业窗口和软悬挂作业窗口分析,并建立隔水管系统作业可靠性分析方法;以隔水管疲劳为研究对象,介绍隔水管波激疲劳和涡激疲劳分析方法,建立隔水管综合疲劳寿命及其可靠性分析模型:考虑失效概率和失效后果建立隔水管失效风险矩阵,形成一套深水钻井隔水管完整性管理方案,主要包括风险分析、基于风险的检测及监测和隔水管完整性管理3部分.相关研究成果为隔水管可靠性评估、海上钻完井作业和隔水管完整性管理提供参考,同时也为进一步丰富隔水管规范的组织机构提供参考.     

深水钻井隔水管故障模式分析与管理

深水钻井隔水管是连接井口和钻井平台的重要部件,若系统失效,则会造成大量的停机时间,甚至造成环境灾害和人员伤害。调研国内外隔水管失效及维修案例,综合分析隔水管故障模式,并提出隔水管系统管理方案,旨在从完整性管理程序方面为操作人员提供依据。     

深水浮式钻井平台钻机参数校核方法研究

结合深水钻井标准规范和中海油南海深水钻井作业经验,对深水浮式钻井平台钻机校核方法进行了深入的技术分析。根据海洋环境影响因素、钻井工程设计数据和深水钻井平台性能参数,对钻机选型方面的作业水深、最大钩载、钻井液池容积和钻井泵功率等进行了测算,分析了深水钻井平台钻机设备的最低配置要求,可为深水钻井前期设计工作提供钻机选型参考。     

深水钻井平台钻机选型与优化研究

针对深水钻井平台的钻机选型及布局优化问题,首先对深水钻井系统的组成以及特点进行分析,对其组成设备分别进行选型研究。在此基础上,使用分解-协调理论,根据钻井系统布局优化的基本目标和原则,对其布局优化问题进行研究,为深水钻井平台钻机系统的选型和布局优化奠定基础。研究表明:钻井系统主要由四部分组分,分别是井架、钻柱补偿、张进系统以及隔水管,在进行设备选型的过程中,需要根据深海作业区域的特点进行选择;由于深水钻井平台对安全性的要求较高,所以在进行布局优化的过程中,推荐使用分解-协调方法中的主从型分解设计方法。     

基于PERT和JSA的深水无隔水管钻井作业风险评估

深水钻井作业面临复杂恶劣的环境条件和地质条件,极易发生各种事故,面对当前行业降本增效的需求,基于系统安全理论和运筹学方法,提出结合计划评审技术(PERT)和工作安全分析(JSA)的深水钻井作业风险评估体系,对保障深水钻井作业的安全高效开展有重要意义。结合南海某深水钻井作业程序进行实例分析,结果表明,钻井作业关键路线为:钻前准备→组合一次钻进钻具→一次钻进→组合下套管→套管固井→侯凝和起钻→二次钻进→二次起钻→试采作业→弃井打水泥塞。高风险作业单元中钻前准备和一次钻进阶段所占比重较大,高风险危害包括导管下沉、钻遇浅层气井喷、形成水合物堵塞、台风应急解脱失败、DP定位失效和燃烧爆炸等,应重点关注并采取风险控制措施。     

海洋钻井隔水导管关键技术研究及标准化

针对中国海油在2017年IOGP(国际油气生产者协会)及ISO/TC67年会上提出的"海上钻井隔水导管入泥深度设计及作业导则"国际标准新提案,阐述了新标准提案的背景及意义、主要内容;提出新标准的核心技术内容,包括海上钻井隔水导管功能及施工方式、海上钻井隔水导管下入深度计算模型、隔水导管极限承载力研究、隔水导管施工作业技术要求等。该标准中所给出的钻井隔水导管下入深度预测和施工控制技术,已在国内外海域近60个油气田2 300多口井中成功应用,作业精度从70%以下提高到90%以上,取得了显著的经济效益。     

第十届中国国际石油石化技术装备展览会在京举办

【本刊讯】 我国海洋工程装备制造业标志性工程，世界第六代3000米深水半潜式钻井平台，经过10个月的坞内搭载总装，2月26日在上海外高桥造船有限公司出坞。该钻井平台堪称海洋工程领域的“航空母舰”，将用于南海深水油田的勘探钻井、生产钻井、完井和修井作业，拥有者为中国海洋石油总公司。     

海外某深水井表层导管下沉原因分析及井口稳定性研究

深水钻井具有水深、温度低、海床不稳定、海底潜流大、海底浅层地层松软等难点,而深水表层导管的下入方式和深度,是建立水下井口和确保后续钻井作业正常进行的基础,如何克服这些挑战并确保表层导管顺利下入是深水钻井必须克服的难题之一。海外深水钻井作业具有日费率高、海洋环境复杂和作业风险大等特点,因此必须选择安全可靠的表层导管下入方式和对井口稳定性进行研究。表层导管喷射下入法是一种能有效解决深水浅层钻井难题的技术,但表层导管下沉和井口失稳是深水钻井作业中的最大风险之一,完善的表层导管入泥设计和水下井口稳定性成为钻井部分的重要环节。海外某第一口深水S井钻井过程发生井口下沉,通过开展表层导管入泥深度设计及井口稳定性校核研究,显著降低了后续井口下沉作业风险,提高了项目的经济效益,有较好的推广应用价值。     

液压举升装置在海上平台侧钻作业的可行性研究

为解决海上无修井机平台、低配修井机平台及靠泊受限平台的侧钻作业难题，针对液压举升装置在海上平台进行侧钻作业的可行性进行了分析。通过对渤海油田海上平台使用修井机进行侧钻作业的井统计分析，发现典型340K液压举升装置的作业能力能够满足修井机单一井眼侧钻90%以上已钻井对设备能力的需求；通过对设备的抗风载能力进行计算，发现在最大风力载荷、最大举升载荷及最大作业扭矩综合工况下，设备的强度及变形量都能满足标准要求，结果表明液压举升装置可应用于海上平台进行侧钻作业。     

南海油田将配置国产航母级钻井平台 世界第六代深水半潜式钻井平台在上海出坞

【本刊讯】(特约记者顾定槐)我国海洋工程装备制造业标志性工程,世界第六代3000米深水半潜式钻井平台,经过10个月的坞内搭载总装,2月26日在上海外高桥造船有限公司出坞。该钻井平台堪称海洋工程领域的航空母舰,将用于南海深水油田的勘探钻井、生产钻井、完井和修井作业,拥有者为中国海洋石油总公司。     

石化产业掘金蓝色经济

2012年,国务院批复多个省份海洋经济区划,国家加大对海洋油气业、海洋工程装备制造业、海洋生物、船舶等海洋工业的扶持力度,海洋经济成为石油和化工行业新的经济增长点. 2012年5月9日,我国首座自主设计、建造的的第六代半潜式深水钻井平台"海洋石油981"在南海荔湾6-1区域1500米深的水下首钻成功,标志着我国海洋石油工业的"深水战略"迈出了实质性的一步."海洋石油981"主要用于南海深水油田的勘探钻井、生产钻井、完井和修井作业.该平台的成功建造和使用,填补了我国在深水钻井特大型装备项目上的空白.     

全球深水钻井装置发展及市场现状

截至2006年7月初,全球有103座深水半潜式钻井平台和33艘深水钻井船,它们主要分布于美国墨西哥湾、北海、巴西和西非海域.全球只有26家公司有能力从事深水钻井,其中美国公司最多,它们所拥有的深水钻井装置占全球总数的约70%.随着技术的进步,半潜式钻井平台和钻井船不断更新换代,额定作业水深和钻深能力相应增大.当前的钻井水深纪录和海上钻井井深纪录已分别达到3051米和10421米.半潜式钻井平台的钻深能力在6000～11430米,深水钻井船的钻深能力在5000～11887米.这两种在建钻井装置的钻深能力分别达到9000米或超过万米,并都采用动力定位方式.目前,国际市场上深水钻井装置供不应求,利用率接近或达到100%,最高日费已突破50万美元.国内的石油公司现在还没有深水钻井装置,这严重制约着我国三大石油公司进军深海的步伐,应引起有关部门的高度重视.     

自升式平台插入法固井配套新工具研制与应用

海洋浅水钻井导管架槽口平台及自升式平台钻探探井时,均需要先用钻入法下入隔水导管,一般采用762 mm(30″)或者609.6 mm(24″)隔水导管,同时采用插入法进行这些大尺寸隔水导管的固井作业。针对固井过程中内插管柱插入密封容易失效、插入头密封承压较低等问题,开展了现有技术现状调研、技术问题分析、改进提升措施研究。提出了采用新型隔水管送入工具,钻杆配长,不采用内管柱插入头,直接固井的表层隔水管固井方式。通过该工具和配套应用工序在2口井的实践,效果良好。     

全球海洋钻井平台市场现状及发展趋势

2008年金融危机爆发,全球石油需求下降,油价大幅下跌.在资金短缺和利润空间下降的压力下,石油公司逐步缩减了海洋油气上游投资,海洋钻井作业量大幅减少,从而导致许多浅水及中深水钻井平台闲置,日费率相应下降.同时,新一轮建造平台的高峰加剧了这种市场低迷的情况,并加快了平台的更新换代.随着油价的回升,各大石油公司加大了海洋油气上游投资的力度,浅海和中深海平台市场出现回暖的迹象.深水钻井平台受金融危机影响较小,市场需求一直保持旺盛.适合深水、超深水和极地等恶劣环境的钻井平台是未来海洋钻井平台市场发展的一个主要趋势.我国在这方面的钻井装备水平仍比较落后,适合深海和极地钻井平台的工艺技术仍处于起步阶段,应充分发挥后发优势,适时进入深海、超深海和极地油气勘探开发领域.     

深水浅层钻井作业风险及应对措施

深水浅层钻井作业主要是指下入隔水管和防喷器组之前,海水开路钻进的一开、二开两个井段,由于深水海域存在土质结构松软、海床不稳定、浅部断层发育较多等特点,钻井作业前需要结合井场调查调查资料对浅层作业风险进行逐一甄别,并及时制定预防和应对措施。文章针对南中国海深水海域常见的古河道/古水道、浅部断层、天然气水合物、浅层气等地质灾害风险,结合已钻深水井的作业经验,对浅层风险进行分类阐述,并制定相应的预防和应对措施。     

适用于海上钻修机标准的液压举升装置适用性分析

对液压举升装置在进行侧钻作业过程中的功能进行了分析,对标了行业标准要求并统计分析了渤海湾修井机侧钻井历史资料。分析结果表明,典型340 K液压举升装置可在海上平台进行侧钻作业,但需对目前配置的循环系统进行改进,并按照作业要求配备固井系统、测井系统、录井系统。340 K液压举升装置的关键设备参数能够覆盖渤海湾修井机已钻侧钻井作业需求,能有效解决低配修井机平台的侧钻难题。     

江西一期管网支线清管内检测作业实施过程分析

目前天然气支线管道清管作业经常会面临气体流速偏低、需要保障下游用户用气的问题，在实际清管作业前需要充分研讨分析，保证作业期间的管道运营安全。对江西一期管网余江站至鹰潭站和新建站至南昌站两条支线清管作业过程进行分析，从管网概况、用户供气量分析、气体流速调节、清管监听、作业安全等方面入手，开展了省级管网支线清管作业实践。作业前通过TGNET软件模拟在不同工况下清管器的运行速度，通过调整工艺流程，使管道气体流速符合清管要求。     

深水地平线事故后国外标准改进及对我国标准化工作的启示

2010年英国石油(BP)公司在墨西哥湾的Macondo深水井发生井喷爆炸事故,导致"深水地平线"钻井平台倾覆沉没。介绍了事故后美国政府、国际标准化组织(ISO)、国际钻井承包商协会(IADC)、美国石油学会(API)和欧洲国家石油天然气行业协会对监管政策法规、标准规范再认识,并制修订深水钻井相关标准规范情况,包括深水井设计及建井工艺、井控设备、井喷失控应急救援计划、应急封堵装置、救援井等方面内容。梳理分析了国外相关行业标准规范制修订及关键技术点改进;简述了国内深水钻井标准规范的需求和进展,提出了我国制定深水油气开发监管政策、制修订深水钻井、井控及应急救援相关标准规范建议。     

一种自动化钻机机具协同作业优化办法

自动化钻机在石油钻采行业应用广泛,但自动化机具在钻井作业中的效率依旧有待提升。通过对宏华7000 m自动化钻机的研究,并与常规ZJ70DB钻井作业流程及工效进行比对,针对各机具作业间歇产生的空白工况,以更改PLC程序和增加控制画面的方式,在保证安全性的前提下对自动化钻机各机具间协同作业的流畅性进行优化,进一步提升自动化钻机在整个钻井工况中的运行效率,具有更好的经济性。     

设置水平隔水帷幕的基坑降水开挖对周边环境的影响分析

为了研究水平隔水帷幕有效性对基坑降水开挖产生变形的影响,采用三维有限元软件对不同水平隔水帷幕渗透系数条件下基坑降水开挖过程进行模拟,分析了水平隔水帷幕渗透性对周边环境的影响规律.结果表明:1)在全封闭止水条件下,周边地表及高铁高架桥墩沉降随基坑降水开挖的进行而逐渐增大,且计算结果与实测结果较为吻合;2)隔水系统的隔水有...