深水表层钻井液密度与流变参数相关性研究

钻井液流变参数和密度的确定是钻井工程中一项十分重要的工作,它直接关系到钻井工作的成败。通过实验研究钻井液密度与流变参数的相关性,参照海上表层钻井液的配方,配制不同密度的钻井液测其性能,对实验数据作图,建立了密度与流变参数的数学模式。根据数学模式就可以通过钻井液的密度来初步确定钻井液的流变参数。     

天然气水合物开发模拟实验技术与方法

详细分析了国内外天然气水合物开发模拟实验技术,对不同作用(类型)的天然气水合物开发模拟实验装置进行的深入研究表明,模拟实验研究还处在初级阶段,基于不同的开发方式,以一维实验模型的定性实验分析为主。为了更真实地模拟天然气水合物藏钻探与开发的物理和工程环境,应基于相似理论设计二维、三维实验模型。模型的设计应更多关注实验数据的准确性、实验设备的可靠性和实验操作的便利性,不应盲目追求实验模型的低温、高压和大容量。给出的实验装置优化设计指标可供参考。     

海洋天然气水合物与深水油气共生关系探讨

海洋天然气水合物与深水油气共生关系研究对深水油气藏的勘探与开采、海底滑坡诱因评价以及全球气候变化和碳循环的重新认识具有重要的理论和实际意义。文章梳理了气源、封盖和遮盖侧储3种共生关系的主要研究进展,概述了南海北部深水区水合物与油气共生研究现状,结果表明,深部烃源岩或热解油气藏对浅部水合物成藏的气源供给多未充分评价;除极少部分地区外,下伏气藏的资源潜力不乐观;多数情况下,水合物层不是高质量的封盖层,难以形成有效圈闭,当其联合构造圈闭、地层圈闭、岩性圈闭或冻土层圈闭等时,可能形成相对有效的复合圈闭。今后的共生关系研究中可关注亚生物气和原油降解气对水合物气源的贡献,以水合物层中的断裂区为切入点来揭示水合物层的封盖机理。     

天然气水合物的声学探测模拟实验

在人工岩心中进行天然气水合物的生成和分解实验,同时获取了体系的温度、压力、声学特性(Vp和Vs、幅度和频率)及含水量等参数。经研究发现,温压法、超声探测法和TDR探测法都能灵敏探测沉积物中天然气水合物的形成和分解过程。分析认为,本次实验中水合物形成速率过快,只能宏观研究水合物对沉积物声学特性的影响,建议采用长岩心进一步研究沉积物中水合物的声学特性。     

沉积物中天然气水合物合成及开采模拟实验研究

基于自行研发的天然气水合物模拟开采实验装置,进行了电加热法和减压法2种开采技术的实验研究.实验材料采用粒径为0.18～0.25 mm的自然砂,0.03%的十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液和高纯甲烷,每次实验都分为水合物合成和开采两个阶段.实验结果表明:水合物首先在沉积物体系上层与外侧生成,然后在体系内部逐渐生成.在电加热法开采过程中,可分为初始分解、沉积物体系升温、大量分解3个阶段,加热点的位置、热量传递方向和速率决定着沉积物中水合物的分解位置和速率,该方法能量利用率较低.在减压法开采过程中,水合物分解速度先快后慢,设置的分解压力越低,分解速度越快.     

中国深水海域油气及相关资源勘探开发进展及关键技术

深水油气及相关资源的开发是我国解决能源紧缺问题的关键,我国南海深水海域蕴藏着丰富的油气资源,天然气水合物资源赋存也有着良好的前景.本文探讨了深水油气及相关资源开发勘探技术的进展和技术发展方向.     

深水沉积体系研究进展及其对南海北部陆坡区天然气水合物研究的启示

近年海域天然气水合物勘探和研究表明,水合物的形成、聚集和分布往往与浅层深水沉积体之间存在紧密联系,随着深水观测和钻探技术的提高以及高分辨三维地震资料的使用,深水沉积体系研究进入了一个快速发展的阶段,在水合物远景区域内对浅层深水沉积体进行精细刻画已成为海域天然气水合物勘探的热点和难点。通过分析国内外深水沉积体系研究现状,从浅层深水沉积体与海域天然气水合物的关系入手,对现有研究方法和手段、深水沉积体的发展趋势进行总结和分析,结合南海北部陆坡天然气水合物勘探研究现状和存在问题,提出应该在浅层深水沉积体发育类型和沉积背景、浅层深水沉积体的内部构成和空间分布、以及浅层深水沉积体与水合物耦合关系等三方面加强研究,以期为我国海域天然气水合物勘探和研究提供参考。     

碎屑岩深水扇研究

由于认识到深水储层中富存烃类,碎屑岩深水扇引起了地质学家的兴趣。近年来,碎屑岩深水扇的研究取得了相当大的新进展,回顾和总结近年来该领域取得的进步和提出的新观点,总的来说,这些新的观点包括:碎屑岩深水扇不仅在低位体系域时产生,在沉积供给充足的高位体系域时也能够出现,但有时即使低位体系域时也不能形成深水扇;碎屑岩深水扇通常为浊流成因,但也有一些为碎屑流引起,其内部向上变粗或变厚的反韵律不明显。基于这些新观点,一些新的深水扇模式被提出,这些新的碎屑岩深水扇的模式对其形成和性质的因素,如海平面变化、构造、沉积速率、深水扇类型和性质等,考虑更加全面。结合这些新的认识,提出的深水扇模式包括:富砾、富砂、泥砂混合和富泥型模式,而每种又根据物源的性质分为点物源,线物源和多物源、这些模式考虑因素更加全面、精确,更能反映深水扇的实质,它是深水烃类勘探预测砂体分布有效的工具。     

多孔介质体系中甲烷水合物生成动力学的模拟实验

多孔介质中的水合物动力学研究由于对实验技术与设备的要求较高,在国内开展的工作相对较少。主要研究了等容等压、等容等温条件以及不同粒径范围的多孔介质中甲烷水合物生成动力学过程。结果表明,低温高压条件能够为甲烷水合物生成提供更大的驱动力,从而明显促进水合物生成。在粒径为250-355μm的天然海砂中,压力5 MPa时,1℃的反应釜温度可以使甲烷水合物较快生成;在粒径为180-250μm的天然海砂中,温度为2.5℃时,5 MPa的压力即可使水合物较容易生成。但粒径范围125-700μm的多孔介质对水合物生成没有明显的影响。     

与南沙深水区温跃层有关的海水平均温度的分布特征

在确定温跃层三要素（深度（上界深度）、厚度和强度）及测站温度垂直最大梯度的基础上,分别计算了南沙深水测站（水深大于１０００ｍ）在温跃层上界深度范围内的平均温度、温跃层下界渡以下自３００ｍ层至８００ｍ层之间的平均温度。分析表明,在温跃层上界深度范围内,海水平均温度的水平分布明显显示出低温海水自南沙的西北部向东南部缓慢推进之势,似是东北季风驱动的结果。温度垂直梯度越大,它在垂直方向上阻碍上层海水的热量     

深水钢悬链线立管安装分析研究

钢悬链线立管(SCR)在安装过程中,通常会表现出复杂的动态特性,加强其安装技术及分析方法的研究具有重要意义。基于SCR-Spar生产系统,对深水SCR的安装方法进行研究,给出SCR典型安装步骤和各步骤中的关键问题。采用有限元软件OrcaFlex对海底提升和穿越拖拉安装进行了分析。基于整体时域分析,给出SCR安装操作方案和模拟分析方法,分析了控制安装操作的关键参数及其对SCR安装的影响。研究结果表明,SCR提升操作宜在空管状态下进行,初始提升速度和提升结束时吊头最终位置是控制管线应力/应变水平的主要因素。对于穿越拖拉操作,减小吊头与Spar的初始和最终间距,适当减小穿越拖拉缆长度对控制应力/应变水平是有利的,收/放缆速度对安装影响较小。     

西非深水钻井实践与认识

JDZ B-1井是中石化作为作业者完成的第一口海洋深水探井,该井位于西非几内亚湾尼日利亚—圣多美和普林西比联合开发区内,作业水深1 655 m。井区地质情况较为复杂,地层破裂压力低,钻井作业压力窗口窄,井眼稳定性差。特别是该井目的层距海底泥线浅（只有778 m）以及目的层段长等,给钻井工程设计带来了诸多挑战。针对钻井施工中面临的挑战与深水钻井的特点,从井身结构设计到施工中均采取了合适的钻井技术和措施,有效地解决了问题,取全取准了各项资料,高效、优质地完成了该井的施工任务。该井的成功完钻,为中石化海洋深水钻井积累了经验,可供该区域及国内海洋深水钻井借鉴。     

深水水下管汇安装方法研究与进展

水下生产系统由于其在开发深水油气田和边际油气田时具有明显的综合经济优势,已被世界上很多国家作为油田开发的一种重要方式广泛研究和应用。基于大量水下生产系统开发方案和工程实例的调研,针对其中水下管汇安装的工程实例,在安装方法的确定、设计和应用方面进行了深入研究,总结了适应不同要求下的多种安装方法,列举和比较各自的优点和限制条件。为油气田开发尤其是深水油气田采用水下生产系统的开发方式时,选择合适的安装方法给出了参考和建议。     

An installation system of deepwater risers by an S-lay vessel

Along with the consumption increase of the petroleum products,more countries have transferred their attentions to the offshore fields,especially the deepwater oil and gas reserves.For deepwater exploitation,the risers must be installed to act as the conduits connecting surface platforms to subsea facilities.In this paper,the typical risers sorted by different classes are introduced,and the correspondent installation methods are presented.By investigating the recent projects performed in the deepwater hot spots,and combining the challenges of HYSY201 for riser installation,a lifting device developed for assisting riser installation is proposed and detailed to satisfy the installation of deepwater risers in the LW3-1 Gas Field of in the South China Sea.Tests on both the functions and performances of such a new system exhibit the satisfaction of meeting all challenging requirements of HYSY201 for application to riser installation in waters up to a depth of in the South China Sea.     

深水钻井隔水管紧急脱离后的反冲响应

深水钻井中,在恶劣海况或浮式平台定位失效等情况下,需紧急断开隔水管与水下防喷器的连接。隔水管突然脱离后会加速向上反冲,如果反冲作用控制不当,可能威胁钻井平台、隔水管体和水下井口的安全。介绍了国外隔水管紧急脱离与反冲响应的研究情况,分析了隔水管紧急脱离的原因与程序、脱离后的反冲过程、反冲控制方式和成功脱离标准、反冲响应的分析方法。建议:由于南海深水海况复杂,作业者需制定紧急脱离的预案和作业规程,并进行紧急脱离操作培训;由于隔水管紧急脱离后的反冲响应涉及多个非线性瞬态过程,研究者应该开展隔水管紧急脱离测试和反冲响应模拟计算,开发隔水管反冲响应分析软件。     

低固相甲酸盐钻井液体系研究

为了解决泥页岩井段井壁不稳定问题造成井下事故和地层损害等问题,研究出甲酸盐钻井液配方。该体系主要由增黏型降失水剂、降滤失剂、润滑剂、抑制剂、甲酸盐等组成。试验结果表明,甲酸盐钻井液具有滤失量小、固相含量低、体系摩阻小、抑制性好和抗污染能力强等优良性能,能较好地防止地层损害与稳定井壁。同时体系的剪切稀释性强,有利于降低循环压耗,充分发挥水力,提高钻井速度。     

钻井液用防塌润滑剂研究与应用

为了解决定向井、水平井和大斜度井的井壁失稳及卡钻问题,制备出同时具有防塌剂润滑作用的钻井液用防塌润滑剂FYJH-2。实验结果及现场应用证明,防塌润滑剂FYJH-2具有很强的抑制性作用,能显著降低钻井液摩擦系数,对钻井液流变性和滤失性影响小,且无毒、易生物降解,满足环境要求,是一种适用于深井、定向井和水平井的高性能防塌润滑剂,很好地解决了井壁坍塌和钻井液润滑性问题。     

Calculation of side friction resistance between the formation and conductor during the jetting process in deepwater drilling

ABSTRACT

The purpose of this paper is to develop a method for calculating side friction resistance during the jetting process to improve drilling efficiency. Side friction dynamics in length of time was determined by means of dynamic force analysis of the conductor during the jetting process by experiment, and the real-time calculation model of side friction between the formation and conductor was developed. In particular, 3-1/2″, 5-1/2″, and 9-5/8″ conductors were used to simulate actual field operation. The calculated values match well with the true values. Simulation experiments were performed in the central fishing harbor of Bohai Sea, Tianjin Province, China.     

海洋钻井井筒内温度确定

海洋钻井诸多问题的解决都依赖于井筒内温度的准确确定。根据能量守恒原理,推导出了海洋深水钻井温度场的控制方程,包括环空内、钻杆内以及地层内的温度场方程,并给出了方程求解的定解条件。计算结果表明：环空内的温度会受到钻井液密度和循环流量的影响,密度越大、流量越低,环空温度越接近于外部环境温度。