海洋石油深水钻完井技术概述

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海洋石油深水钻完井技术措施

海洋石油深水钻完井技术措施

海洋石油深水钻完井技术措施随着全球能源需求的不断增长,海洋石油的开发已成为人们关注的热点之一。

而深水油田的开发更是海洋石油开发中的一大挑战,因为深水条件下的石油开采和完井技术要求更高,成本更大。

本文将重点介绍海洋石油深水钻井完井技术措施。

一、深水钻井完井技术要求1.水深要求深水钻井一般指水深超过500米的区域,500-1500米为中水深钻井,超过1500米为深水钻井。

由于深水区域的水深较大,风浪和洋流的影响较小,因此深水钻井完井的技术要求较高。

2.环境条件要求深水区域的环境条件十分恶劣,海底水深,海流湍急,海底温度低,而且还存在着飓风、沙尘暴等极端天气,对钻井作业的安全性和可靠性提出了更高的要求。

3.技术难度要求深水区域的地质情况复杂,地下石油资源分布不均,水平分布广泛,开采难度大,深水钻井完井技术的难度也就更大。

二、深水钻井完井技术措施1.钻井平台选择深水区域的钻井平台要求比较苛刻,一般有浮式钻井平台、半潜式钻井平台和固定式钻井平台等,根据实际情况选择合适的钻井平台模式,以满足深水钻井作业的需求。

2.井眼稳定措施深水钻井井眼稳定是深水钻井完井中的一项关键技术,包括对井眼的泥浆配方、井眼的支撑和防护等技术措施,以确保井眼在钻井和完井过程中保持稳定。

3.井眼冲洗技术深水钻井完井中,井眼冲洗技术是必不可少的一项工艺,通过冲洗井眼可以清除井底碎屑、减轻井眼摩阻,提高钻井速度和井眼质量。

4.钻头选择深水钻井中,选择合适的钻头是十分重要的,在深水区域,一般使用可控方向钻头和导向钻头等,以满足深水井眼质量和完井效果的要求。

5.完井工艺技术深水完井技术主要关注几个方面:封隔技术、井筒治理技术、水泥浆配方、井眼净化技术等,这些技术对于深水油田的开发至关重要。

6.安全与环保技术深水油田开发中,要严格把控环境保护和安全生产,尤其是深水油田的开发,更要注重安全和环保,加强对海洋环境的保护。

7.智能化技术在深水钻井完井中,智能化技术是未来的发展方向,包括智能化钻井井下设备、智能化井筒监测系统等,提高深水钻井的效率和安全性。

海上完井工艺技术和完井理念介绍

海上完井工艺技术和完井理念介绍

海上完井工艺技术和完井理念介绍1、 序言海上油气田完井是海上油气田开发中的一个重要环节,它是衔接海上钻井、工程和采油采气工艺,而又相对独立的系统工程。

它涉及油藏、钻井、海洋工程、采油采气等诸多专业,涵盖上述各个专业的有关内容。

作为油气井投产前的最后一道工序,完井工作的优劣直接影响到海上油气田开发的经济效益。

中国海洋油田的完井自1967年海一平台试采开始,至今已有三十多年的历史。

自1982年中国海洋石油总公司成立以来,近海油气田完井技术就伴随着油田开发进入了快速发展阶段,效果是显而易见的。

1986年海上油气年产当量1000×104吨,1997年油气年产当量超过2000×104吨,预计2005年达4000×104吨(见下图),目前近海自营油田和合作油田开发正处于迅速发展阶段。

在中国近海已投产的24个油气田的整个开发过程中,总体上说完井是非常成功的,绝大多数油气田的可采储量有较大幅度增长,在高速开采下保持油气产量的稳定和增长,达到了配产要求。

根据中海油开发计划,2003-2005年期间,中海油将新增开发井760口,可见完井工作量将是非常大的。

2001年中国海洋石油在海外上市,成立了中海石油(中国)有限公司,提出要争创国际一流能源公司,提高竞争力,公司在多方面加大了科研投入。

就完井生产而言,成立了专门的提高采收率项目组,紧密围绕提高采收率和油井产能,按计划尝试了各种完井新工艺,收到了明显的效果;在此过程中,完井理念也在不断发生变化,从开始传统50010001500200025003000350040004500200020012002200320042005时间(年)油气当量 ( 万方 )的“满足油藏和生产需要,实现采油气要求”,发展到如今的“更好的为油藏和生产服务,以获取最高的最经济有效的油气采收率为目标”,积极探索与油藏更适应的新型完井工艺、方法。

例如:一次多层负压射孔、一次多层砾石充填防砂完井、膨胀筛管防砂完井、裸眼+优质筛管适度防砂完井等。

海洋石油深水钻完井技术措施

海洋石油深水钻完井技术措施

海洋石油深水钻完井技术措施随着全球能源需求的增长,海洋石油资源的开发已经成为了当今石油行业的主要方向之一。

而在海洋石油资源的开发中,深水钻井完井技术成为了必不可少的一部分。

深水钻井完井技术涉及到复杂的海底环境、巨大的水压、高强度的钻井工艺和装备等多方面要素,采取合适的技术措施对于深水钻井完井过程的顺利进行至关重要。

本文将从深水钻井完井技术的特点出发,探讨相关的技术措施,并对其进行详细的介绍和分析。

深水钻井完井技术的特点深水钻井完井技术较之陆上或浅水区的钻井完井技术存在诸多差异,其主要特点如下:1. 海底环境复杂。

深水区海底地质条件复杂,可能存在海底山脉、裂缝、泥浆、砂石等,这些因素可能对钻井过程产生不利影响。

2. 水压巨大。

深水区水深通常超过500米,海水压力巨大,需要采取相应的技术措施来应对高压环境。

3. 钻井设备高强度。

深水钻井所用到的设备和工艺需要能够承受高强度的水压和风浪,对设备的要求较为复杂。

4. 钻井完井成本较高。

由于深水钻井完井所需的设备和技术更为复杂,因此其成本相对较高,需要采取有效的措施来控制成本。

为了克服深水钻井完井技术的困难,提高钻井完井的效率和安全性,需要采取一系列的技术措施。

主要包括以下几个方面:1. 钻井平台设计和选择。

深水钻井完井需要用到具有高度稳定性和耐受能力的钻井平台,因此在设计和选择钻井平台时需要充分考虑海洋环境的复杂性和变化性。

2. 海底勘探和地质勘测。

深水钻井完井之前需要进行海底地质勘探和地质勘测,确保对钻井地点的地质情况有充分了解,为钻井作业提供准确的基础数据。

3. 钻井液和固井技术。

深水钻井需要采用高性能的钻井液和固井技术,以应对复杂的海底环境和高压的水下条件,保证钻井过程的顺利进行。

4. 安全防护和监控技术。

深水钻井完井作业过程中需要使用高效的安全防护和监控技术,保障作业人员和设备的安全。

5. 节能环保技术。

在深水钻井完井过程中需要考虑节能环保因素,减少环境污染和资源浪费。

海洋石油深水钻完井技术措施

海洋石油深水钻完井技术措施

海洋石油深水钻完井技术措施摘要:深水钻完井工程设计存在着一系列水文地质条件差、运营成本高的设计难点,在一定程度上制约了我国深水油气层的开发进程。

从钻完井工程设计的过程和特点出发,选择了钻完井工程设计的主要内容,如钻井路径和井身结构设计、工作流体设计、钻柱及钻具组合设计、井控技术设计等,并对深水钻完井工程设计概念和设计结果进行了分析,提出了有针对性的设计建议,例如简化钻杆结构、简化钻具的组成、强调控制浅气井和使用大规模作业,可作为设计的有益参考。

关键词:海洋石油;深水;钻井完井技术;工程设计;前言根据海上石油生产的特点,正在进行深水钻完井,以达到预期的效率,并满足海上石油勘探和开采的需要。

加强钻完井钻井技术研究,解决钻完井施工问题,营造符合钻完井施工标准的施工环境,不断提高钻完井施工质量,确保钻完井平台正常运行,实现能力目标。

一、我国海洋石油深水钻完井技术概述1.国内海洋石油资源的整体现状解析石油和天然气资源是社会发展的重要组成部分,在发展国内市场经济方面发挥着关键作用。

在损耗量持续提升的现实状况下,国家石油和天然气资源仍然不足。

因此,为了实现国民经济的可持续发展,不仅需要进一步改进海洋石油和天然气的深水钻完井技术,而且还需要提高开发和利用海洋石油资源的总体效率。

只有这样,才能充分满足国民经济日益增长的需求。

2.海洋石油深水钻井的特点深海非常动荡,海水波动很大,使得油井建设非常困难。

此外,深海环境状况和高度的安全风险要求建筑设计和管理方面的最佳做法,以达到钻完井施工的预期质量。

深水低温条件影响数百米以上的油层。

因此,垂直管内钻井液性能差影响钻井液的正常循环,对深水钻井液构成危险。

同时影响钻井作业的质量,泥浆不易迅速凝固,钻井作业时间较长,钻井作业费用增加。

在深水钻完井中,容易遇到浅气或流体。

如果不加以适当控制,井喷可能危及钻井平台的安全,并造成海洋污染。

浅水压力是爆炸事故的主要原因。

浅气体的存在可能导致油井中存在天然气。

海洋深水钻井完井液关键技术研究

海洋深水钻井完井液关键技术研究

86海洋深水钻井是目前石油勘探开采的主要方式之一,然而在深海环境下钻井完井过程中,液相环境的控制一直是关键的技术难点之一。

深海环境下的高温高压、高盐度、高硫化物等极端条件,对完井液的性能和稳定性提出了更高的要求。

因此,钻井完井液的研究和开发具有重要的意义。

在分析海洋深水钻井完井液的关键技术,并探讨如何在极端环境下实现完井液的优化和稳定运行。

1 海洋深水钻井完井液的作用1.1 井壁稳定深水钻井一般需要在海底几千米的深度进行,井壁稳定对于保障钻井的安全和顺利进行至关重要。

完井液可以在钻井过程中形成一层保护膜,防止井壁塌陷。

在钻井过程中,钻头会不断地钻过不同的地层,这些地层中的岩石和土壤会受到钻头的冲击而发生破坏,进而导致井壁不稳定[1]。

完井液可以通过在井壁表面形成一层保护膜来防止岩石和土壤的破坏,从而保证井壁的稳定。

完井液可以通过控制井壁的压力来实现井壁稳定。

在钻井过程中,完井液会在井孔中形成一定的压力,这种压力可以起到稳定井壁的作用。

 1.2 钻头清洗钻头是钻井过程中最重要的工具之一,它需要在操作过程中不断地清洗,以保持其良好的工作状态和延长使用寿命。

海洋深水钻井完井液中的清洗剂和添加剂可以有效地清洗钻头,去除附着在其表面的泥沙和其他碎屑。

钻头清洗是钻井过程中必不可少的一环,因为钻头在钻井过程中会不断地接触到地层,附着在其表面的泥沙和其他碎屑会严重影响其工作效率和使用寿命。

如果不及时清洗,钻头表面的附着物会逐渐增多,导致钻头磨损加剧,甚至出现卡钻等问题,给钻井作业带来很大的困扰。

海洋深水钻井完井液中的清洗剂和添加剂可以有效地解决这一问题。

清洗剂可以快速地将钻头表面的附着物溶解或分散,使其易于清洗。

同时,添加剂可以改善液体的润滑和降低钻头磨损,延长其使用寿命。

1.3 油气井壁封堵油气井壁封堵是指在钻井完井过程中,利用完井液在井壁上形成的一层薄膜,将井壁封堵住,避免油气从井壁周围渗漏出来,从而保证油气资源的开采效果。

南海深水油田开发完井关键技术研究

南海深水油田开发完井关键技术研究

南海深水油田开发完井关键技术研究南海深水油田是我国海上石油资源的重要组成部分,拥有丰富的石油资源潜力。

开发这些油田对于我国的石油产业发展具有重要意义。

深水油田开发是一个复杂而又具有挑战性的过程,而完井是深水油田开发中的一个重要环节,它直接关系到油田的开发成功与否。

因此,开展南海深水油田完井关键技术研究具有重要意义。

深水油田完井是指在油井完钻后,将井眼与地面上的设备连接起来,形成油井的一个完整的系统,以便于油气的开采。

深水油田的地质条件复杂,水深较大,海底环境恶劣,完井作业更是具有挑战性。

在南海深水油田开发中,完井技术面临着以下几个主要问题:首先是技术难度大。

深水油田的水深较大,地质构造复杂,导致了完井过程中需要面对高压高温、高含水层压差等复杂地质条件,这对完井工艺和装备的要求很高。

其次是短板技术需要突破。

我国在海上石油勘探、开发领域存在一些短板技术,例如高压高温井完井技术、水平井完井技术等,这些技术的突破对南海深水油田的完井工作至关重要。

再次是环境因素影响较大。

南海深水油田位于恶劣的海洋环境中,海上运输困难、风浪大、降水较多等因素会对完井工作带来很大的影响,需要相应的技术手段来解决这些问题。

针对这些问题,南海深水油田完井关键技术研究主要包括以下几个方面:一是高压高温井完井技术研究。

高温高压油气田是我国深水油田开发的主要目标之一,其完井技术相对较难。

需要研究新型完井管柱、防喷技术、井眼封隔技术等关键技术,提高完井的安全可靠性和成功率。

二是水平井完井技术研究。

水平井在深水油田中得到了广泛应用,但水平井的完井技术相比传统立井更加复杂。

需要研究水平井定向钻井技术、水平段封隔技术、水平段压裂技术等,提高水平井完井的成功率。

三是海洋环境适应技术研究。

针对南海深水油田的海洋环境特点,需要研究海上设备的抗风浪、抗海浪等关键技术,确保完井工作的安全进行。

四是智能化完井技术研究。

随着科技的不断发展,智能化技术在石油勘探开发中得到了广泛应用。

海洋石油深水钻完井技术措施

海洋石油深水钻完井技术措施

海洋石油深水钻完井技术措施【摘要】海洋石油深水钻完井技术措施是为了确保深水钻井作业安全高效进行而制定的一系列措施。

钻井液体系技术措施包括选择适合海洋环境的钻井液体系和使用环境友好的钻井液。

钻井液的性能要求则要求其具有良好的冲刷和悬浮能力以及适应深水高温高压条件的稳定性。

在完井工艺技术措施方面,需要对井下情况进行综合评价,灵活应用多种完井工艺。

安全环保措施是保障作业人员和环境安全的重要举措,注重预防和紧急处理能力。

钻完井后的管柱处理要求合理对待各种管柱,确保深水油气资源得到有效开发。

通过综合这些技术措施,海洋石油深水钻完井可实现高效安全作业,为油气勘探开发提供保障。

【关键词】海洋石油、深水钻井、完井技术、钻井液、性能要求、完井工艺、安全环保、管柱处理、总结。

1. 引言1.1 海洋石油深水钻完井技术措施海洋石油深水钻完井技术是在海洋深水区域进行的一项复杂而重要的作业。

在这种特殊的环境下,钻井与完井技术措施需要更加严谨和精细,以确保工作的高效性和安全性。

海洋石油深水钻完井技术措施涉及到多个方面的知识和操作技能,需要工程师们充分了解并掌握。

在进行海洋石油深水钻完井作业时,钻井液体系技术措施是至关重要的一环。

钻井液的选择及配方需要考虑到海水的特性以及深水环境下的高温高压情况,以保证钻井过程的顺利进行。

钻井液的性能要求也是需要重点关注的问题,包括其稳定性、分离性、滤饱和度等指标。

完井工艺技术措施则主要包括完井管柱的设计与安装、封隔器的选择与使用、射水泵的设置等方面。

这些技术措施的合理应用可以有效提高完井作业的效率和质量。

安全环保措施也是海洋石油深水钻完井过程中的重要内容。

工程师们需要严格遵守安全规范,保障作业人员和设备的安全,同时还需加强环境保护意识,做好海洋环境的保护工作。

钻完井后的管柱处理也是一个关键环节,需要对管柱进行清洗、检测和保养工作,以确保其长期稳定的运行。

海洋石油深水钻完井技术措施在整个作业过程中起着至关重要的作用,只有全面、细致地制定和执行这些措施,才能确保工作的顺利进行和成功完成。

海洋深水浅层钻井关键技术及工业化应用

海洋深水浅层钻井关键技术及工业化应用

海洋深水浅层钻井关键技术及工业化应用目录1. 引言1.1 背景和意义1.2 结构概述1.3 目的2. 海洋深水钻井技术2.1 钻井平台和设备2.2 钻井工艺流程2.3 钻井液体系统3. 海洋浅层钻井关键技术3.1 钻井方法和工具选择3.2 地质勘探与数据解释3.3 大气环境下的钻井工程挑战4. 海洋钻井工业化应用案例分析4.1 深海石油勘探与开发项目4.2 海洋新能源开发项目4.3 海洋矿产资源开采项目5. 结论与展望(海洋深水浅层钻井关键技术及工业化应用)1. 引言1.1 背景和意义海洋深水浅层钻井技术是目前全球油气勘探与开发领域的关键技术之一。

近年来,随着对传统陆地石油资源的逐渐枯竭和全球能源需求的不断增长,人们对海洋油气资源的开发越来越重视。

相对于陆地石油资源,海洋深水和浅层的钻井具有更大的潜力和开发前景。

深水钻井指在水深超过200米、通常达到1000米以上的海域进行的钻探作业。

而浅层钻井则主要在水深不超过200米的浅海区域进行。

这两种类型的钻井工程都面临着许多挑战,包括复杂的地质条件、恶劣的工作环境以及高昂的成本等。

通过研究海洋深水浅层钻井关键技术及其工业化应用,可以帮助我们更好地了解如何克服这些挑战并实现可持续能源开发和利用。

此外,为了满足全球经济对能源和资源的需求,推动海洋领域的钻探技术和工程实践创新至关重要。

1.2 结构概述本文主要分为五个部分进行论述。

首先,在引言部分,我们将介绍海洋深水浅层钻井关键技术及其工业化应用的背景和意义。

接下来,第二部分将阐述海洋深水钻井技术,包括钻井平台和设备、钻井工艺流程以及钻井液体系统等方面的内容。

第三部分将重点讨论海洋浅层钻井关键技术,其中包括钻井方法和工具选择、地质勘探与数据解释以及大气环境下的钻井工程挑战等方面的内容。

在第四部分中,我们将通过案例分析探讨海洋钻井工业化应用,具体展示深海石油勘探与开发项目、海洋新能源开发项目以及海洋矿产资源开采项目等方面的实际情况。

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海洋石油深水钻完井技术概述摘要:深水区海洋环境恶劣,台风和孤立内波频发,深水钻完井工程设计和作业难度大、风险高。

在充分借鉴我国浅水钻井设计和国外深水钻完井设计及施工经验的基础上,研究并提出了深水钻完井设计的技术流程与工作方法,逐步形成了深水技术、深水科研、深水管理的三大体系,克服了深水特殊环境条件下的技术挑战和作业难题,满足了深水油气钻完井安全、高效的作业要求,具备了国内外深水自主作业能力。

关键词:深水;钻完井;作业实践;超深水跨越目前,世界各国高度重视深水油气的勘探与开发,以BP、Shell、Petrobras 等为代表的油公司和以Transocean等为代表的服务公司掌握了深水钻井完井关键技术,主导着深水油气勘探开发作业。

我国南海是世界四大油气聚集地之一,其中70%蕴藏于深水区。

深水是挑战当今油气勘探开发技术和装备极限的前沿领域,尤其是在恶劣海洋环境下,如何安全、高效地开展深水钻完井作业成为了业界极为关注的焦点[1-3]。

因此,研究深水钻完井所具有的特点,把握其发展趋势,对于促进我国石油工业可持续发展、增加油气产量、保障能源安全具有重要意义。

1深水钻完井设计面临的挑战在深水环境钻完井难度很大,深水钻完井设计不同于常规水深的钻完井设计,主要面临以下几个方面的挑战:2.1深水低温海水温度随水深增加而降低,深水海底温度通常约为4℃,海水的低温可以影响到海底泥线以下约数百米的岩层[4]。

低温带来的问题主要包括:海水低温环境使隔水管中的钻井液流变性发生变化,在该温度下容易形成水台物,而且这样低的温度的对于钻井液和水泥浆的物理性质有很大的不利影响。

会使钻井液的黏度和密度增大,钻井液的黏度增大可产生凝胶效应,在井筒流动中产生较高摩擦阻力,增大套管鞋处地层被压开的风险。

容易引起钻井液稠化,使其流变性变差。

低温还会延缓水泥水化导致水泥胶凝强度和水泥石抗压强度发展缓慢,流体易侵入水泥基体,容易造成油、气、水窜,后续作业无法顺利进行,影响固井质量。

2.2浅层气和浅层流浅层气、浅层流是深水钻井作业经常遇到的挑战之一,特别是在墨西哥湾和中国南海,都曾经钻遇浅层气、浅层流[5]。

浅层气、浅层流易造成井口倾斜倒塌,井喷失控。

浅层气、浅层流具有压力高、易发生井喷、井喷速度快、允许波动压力低及处理困难的特点。

主要原因是埋藏太浅,不容易被发现,或者发现时还没有安装井口,无法正常压井,因而浅层气、浅层流井控是深水钻井的一大难题。

2.3天然气水合物天然气水合物是由于天然气和水在低温高压环境条件下形成的一种笼型化合物。

随着深水油气勘探开发步伐的逐步加快,深水钻完井中水合物带来的危害已被人们认识到。

在深水钻完井作业中当天然气和自由水的同时存在时,就有可能在井筒、阻流压井管线和防喷器等部位形成水合物,造成井筒、管道堵塞和井控困难等风险,给生产作业带来危害[6]。

此外,如果在钻井过程中钻遇水合物层,由于钻井破坏了水合物藏的温度、压力环境,会导致水合物层中水合物的分解,影响井筒稳定性等。

2.4风浪流影响深水一般采用浮式平台或者船,受风、浪、流的影响会发生漂移、纵摇、横摇运动,对锚泊系统和动力定位系统造成不利影响。

深水环境中海流速度一般较大,随之产生一系列不利影响,包括增大隔水管曳力、造成隔水管涡激振动以及限制隔水管起下作业窗口等,因此对其疲劳强度设计提出了更高的要求。

环境载荷超出隔水管作业极限载荷时,需要断开隔水管系统和水下防喷器的连接[7]。

悬挂隔水管的动态压缩也可能造成局部失稳,增大隔水管的弯曲应力和碰撞月池的可能性。

强烈的海洋风暴对钻井平台具有灾难性的破坏作用,因此深水钻井对海洋风暴的预测及钻井平台快速撤离危险海域提出了更严格的要求。

2深水钻井关键技术2.1浅层地质灾害预测与控制技术浅层危害物预测与控制是确保深水钻井作业安全的关键技术之一。

浅层危害物的预测最直接有效的方法是采用钻领眼井和动态压井技术来应对浅层地质灾害,建立了一套适合于深水浅层钻井作业的浅层地质灾害控制技术。

该技术通过将加重钻井液与海水以一定比例混合得到不同密度的钻井液,迅速泵入井筒,结合环空摩阻的作用控制井底压力,防止浅层井涌并控制井漏与井壁坍塌,可实现井底压力的自动控制,降低浅层作业风险[8]。

另外,研究人员还提出了应用高精度地球物理技术识别评价浅层危害物的方法,该方法的核心是利用多道数字地震剖面调查等技术并与地貌调查,浅、中、深地层剖面调查相结合,综合利用亮点识别法、相面法、声速度谱识别法等从地震资料中识别浅层气,采用反射地震识别和反演识别方法来识别浅水流。

2.2井身结构及套管设计深水钻井井身结构设计应根据地层压力预测研究结果、地质必封点情况和钻井液密度窗口,结合孔隙压力、井眼稳定性、可能的浅层灾害和邻井实钻情况,并考虑易坍塌层、易漏层、特殊流体层、特殊岩性层、井眼轨迹要求等因素,在保证“压而不死,活而不喷”的前提下,设计各层套管的下入深度和尺寸。

综合考虑这些因素与作业特点,以安全优先并降低作业成本为原则,提出了井身结构优化思路:导管与表层套管井段用海水钻进,采取喷射方式下入导管,表层套管井段采用开眼循环方式钻进等。

井身结构优化设计方法主要包括基于导管及水下井口承载能力的导管喷射下入深度确定方法,基于开眼循环钻进的表层套管下入深度和水力参数确定方法,压力不确定条件下套管层次及下深确定方法和井身结构风险评价与优选方法[9]。

探井采用“自上而下”井身结构设计方法,生产井常采用“自下而上”的方法。

然后根据井口系统、平台设备能力及地质油藏要求,确定井眼尺寸。

对于探井,除考虑预留一层备用套管及备用井眼外,还应考虑套管与地层之间、套管与套管之间密闭环空压力在温度变化情况下对套管完整性的影响。

此外,表层导管应根据井口稳定性校核结果确定。

2.3深水钻井液技术深水钻井液面临的技术难题主要有低温引起的流变性控制困难、含气砂岩所引起的气体水合物生成、泥页岩稳定、井眼清洗困难、隔水管段携岩能力差以及环保要求高等。

必须在处理剂单剂优选的基础上,优化出适合于深水钻井的钻井液体系,其性能须满足以下要求:切力受温度影响较小,流变性合理,滤失量较小,抗温抗污染能力强,能够有效拟制水合物的形成,而且环保。

经研究并借鉴国外主要钻井液承包商的技术成果,提出除导管和表层段采用海水钻进外,其他井段均采用合成基钻井液体系钻进,因为合成基钻井液既具有油基钻井液的优良性能,又能较好地解决油基钻井液对环境的污染问题[10]。

合成基钻井液体系主要以合成基液为连续相,盐水为分散相,加上乳化剂、有机土等组成。

深水低温条件下,通过调整基液和乳化剂的加量来控制和优化钻井液流变性,根据不同井段和地层对钻井液性能的需要可加入降滤失剂、流变性调节剂、水合物抑制剂和重晶石等调整体系性能。

2.4深水钻井设备2.41半潜式钻井平台深水钻井中,钻井装备应能承受风浪流的反复冲击、特殊海区海冰的作用、强热带风暴的作用及海洋环境对设备的腐蚀破坏,因此,深水钻井装置面临的最大挑战是保证平台在恶劣海况下的安全性和可靠性。

目前发展出了一种比较成熟的适合于深水的半潜式钻井平台。

半潜式钻井平台上部为工作甲板,下部为2个下船体,用支撑立柱连接[11]。

工作时下船体潜人水中,甲板处于水上安全高度,水线面积小,波浪影响小,稳定性好、支持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,到本世纪初,工作水深可达3000m,同时勘探深度也相应提高到9000~12000m。

2.42深水钻井船钻井船是移动式钻井装置中机动性最好的一种,其移动灵活,停泊简单,适用水深范围大,特别适于深海水域的钻井作业深水钻井船主要包括船体、锚泊或动力定位系统和自航行系统。

船体用于安装钻井和航行动力设备,并为工作人员提供工作和生活场所。

在钻井船上设有升沉补偿装置、减摇设备、自动动力定位系统等多种措施来保持船体定位[12]。

自动动力定位是目前较先进的一种保持船位的方法,可直接采用推进器及时调整船位。

以上是深水钻井船的优点,其缺点是夹板使用面积小,工作受海洋环境因素影响大。

3深水完井关键技术深水完井的难点在于低温水泥石强度发展慢、窄压力窗口、水泥浆漏失、异常压力浅层流和水合物易造成井喷事故,这需要通过优化水泥浆体系性能和完井工艺两个方面来解决。

3.1深水固井水泥浆深水固井水泥浆体系应具有低失水、短过渡、强度发展快、候凝时间短等特点,需根据地质资料、邻近区块情况调查研究,采用最优粒径分布理论优化水泥浆体系。

深水区域常用的水泥浆体系有膨润土低密度水泥浆体系、非渗透水泥浆体系等,膨润土水泥浆体系基本组成为G级水泥、膨润土、早强剂等,非渗透水泥浆基本组成为水泥、非渗透防气窜剂、缓凝剂、减阻剂等。

固井施工过程中应充分考虑井眼内的压力平衡,以防止发生流体窜流以及压漏地层等井下故障,因而要实时监控钻进参数、水泥浆流变性能等数据,通过软件模拟确保水泥浆性能、固井作业参数满足全过程平衡压力固井的要求,同时优化前置液性能和用量,提高顶替效率,实现水泥环的封隔长期有效。

3.2注水泥顶替技术塞流顶替技术是一项适用于松软地层、大环空间隙条件下的顶替技术,在深水固井中应用广泛。

塞流顶替的特点是流体流速剖面非常平稳,顶替液对被顶替液都进行塞流状态流动时,二者间不易掺混,有利于提高顶替效率。

目前,有关塞流顶替的研究报道很少,主要有Pelipenko采用Hele-Shaw模型研究了在窄环空、套管居中时的塞流顶替数值模拟研究。

3.3深水固并设备与工艺目前,国外深水固井注水泥设备正朝着小型化、自动化和智能化方向发展。

在密西西比河峡谷深水一区域注泡沫水泥固井作业时,采用了橇装注水泥装置、液体外加剂添加系统、连续监测系统(CMS)和氮气系统,并通过可移动控制中心系统(MCC)将这几部分组合成一个有机整体,实现注水泥作业的实时监测与远程控制[13]。

在防窜固井工艺方面,墨西哥海湾地区采用水泥脉冲技术来阻止水泥浆在候凝过程中的浅层水一气流动,泰国湾地区使用管外封隔器(ECP)技术来克服浅层气窜等问题。

这些防窜措施效果较好,但施工复杂。

为减少海上移动钻井装置上的固井设备,固井材料的液体化技术也成为研究热点。

BJ公司以多功能液体水泥外加剂(MLA)、预混配液体水泥(LCP)并结合液体加料系统(LAS)可准确配制出不同密度的水泥浆以满足不同海洋固井需要。

该液体配浆技术减少了固体干混装置,最大限度地消除了环境污染,只在运送的钢罐内残留极少量水泥等材料,便于清洗,也可存在钢罐中待条件许可时再处理。

4总结深水技术领域是我国石油工业未来发展的新领域,特别是未来在陆上油气资源日趋探明和有限的条件下,走向海洋,走向深水,已经成为中国石油工业的必然。

因此,关注深水、重视海洋是我国当前石油行业里要积极开展工作的一件大事。

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