深水钻井重大事故防控技术研究进展与展望北大核心CSCD

深水钻井具有水深大、离岸远、自然环境恶劣、人员设施集中、作业地层风险高等特点,因此钻井井控事故应急救援难度大。本文从普遍的井喷事故和南海特有的台风事故防控技术着手,重点阐述了井喷早期溢流智能预警技术、水下井口应急封堵技术、深水救援井技术及深水钻井防台策略和应对方案等技术研究进展。展望了我国深水钻井重大事故防控技术下一步研究方向,主要包括深水油气开采重大安全事故演化灾变机理研究、深水井喷智能预警技术研究、水下应急封井装置研制、深水救援井设计和作业技术体系建设、适合南海海况的新型防台应急技术及装备研究、深水油气开采事故应急救援平台搭建等方面。本文成果可为我国深水油气开采重大事故防控技术研究提供参考。     

深水钻井井喷事故情景构建及应急能力评估

深水油气开发面临着巨大的风险和挑战,尤其是在油气开发过程中如果发生井喷失控事故,应急救援将十分困难。采用重大事故情景构建方法,建立南中国海某深水探井在钻井期间发生井喷失控事故情景,包括从溢流发生到井喷失控、平台发生火灾爆炸、平台倾覆沉没、水下应急封井及打救援井、溢油回收处理及生态恢复,并对应急救援必须的工程技术、设备、人员等需求进行分析和评估,对我国下一阶段开展应急救援技术研究提出建议。研究结果对我国自主建立深水钻井井控应急救援工程技术体系有一定参考意义。     

深水钻井重大事故防控技术研究进展与展望

深水钻井具有水深大、离岸远、自然环境恶劣、人员设施集中、作业地层风险高等特点,因此钻井井控事故应急救援难度大。本文从普遍的井喷事故和南海特有的台风事故防控技术着手,重点阐述了井喷早期溢流智能预警技术、水下井口应急封堵技术、深水救援井技术及深水钻井防台策略和应对方案等技术研究进展。展望了我国深水钻井重大事故防控技术下一步研究方向,主要包括深水油气开采重大安全事故演化灾变机理研究、深水井喷智能预警技术研究、水下应急封井装置研制、深水救援井设计和作业技术体系建设、适合南海海况的新型防台应急技术及装备研究、深水油气开采事故应急救援平台搭建等方面。本文成果可为我国深水油气开采重大事故防控技术研究提供参考。     

南海深水救援井设计技术浅析

海洋钻井面临较高的风险和挑战,深水井控是深水钻井的重大挑战,为应对深水钻井井控风险,提高深水井三级井控应急处理能力,在充分借鉴国内外救援井设计技术的基础上,针对南海深水井作业情况,对南海深水救援井设计技术进行了整理和分析,包括救援井井位选择、连通设计、定向井设计、井身结构设计、钻井液及固井设计、压井设计等,研究结果可为南海深水救援井设计提供参考。     

规范石油石化企业事故应急救援预案

针对石油石化企业事故应急救援预案的规范化问题进行了探讨。认为目前石油石化企业制定的事故应急救援预案应规范化,才能使事故应急预案工作提升到一个新水平。规范石油石化企业事故应急救援预案,应注意:预案要有针对性、实用性和可操作性;应有配套相关的规章制度;应加强应急预案的培训和演练;重视应急救援队伍、装备的建设;预案内容要有时效性;企业内部预案应并入政府制定的外部预案体系中;建立事故应急救援专家库系统。     

深水钻井动力定位平台允许漂移范围分析

目前深水钻井动力定位平台允许漂移范围计算需委托国外专业公司分析,且计算过程保密、结果考虑不全面,在分析了南海深水钻井动力定位平台作业风险和平台漂移警戒区划分的基础上,基于深水钻井平台隔水管系统挠性接头和伸缩节物理极限、平台应急解脱程序和作业经验分析,建立了深水钻井动力定位平台允许漂移范围实用计算方法,该方法可对平台极限解脱、红圈、黄圈和绿圈允许漂移范围进行全面的计算,已在国内外多个深水钻井平台数十口深水井得到了成功应用,保证了深水钻井动力定位平台的作业安全。     

中国海油深水钻井技术进展及发展展望北大核心CSCD

中国海油深水钻井技术面临高温高压、深层、盐层等一系列难题和挑战。在经历了跟踪学习、合作引进、自主创新等3个阶段,中国海油实现了从深水到超深水、从深水勘探到开发的重大跨越。为进一步推动深水钻井技术的发展和突破,本文总结回顾了中国海油深水钻井技术的发展,综述了深水钻井设计技术体系构建、环境风险与地质灾害评估及控制技术、深水表层高效钻井技术、深水极窄压力窗口安全钻进技术、深水井控及应急救援关键技术、深水关键技术及装备国产化等技术的现状,从深水精细控压钻井技术、深水轻型修井、深水高温高压开发钻井技术、智能化深水钻井技术等方面对中国海油深水钻井技术的未来进行了展望。中国海油将通过不断的深入探索和自主创新,完善突破深水钻井技术,进而保障中国深海油气的高效可持续开发。     

油田事故灾难应急救援体系设计与实现

针对我国现行油田事故灾难应急救援体系的不足,从应急救援的组织体系、运行机制、分级响应机制及工作流程等角度出发,运用网络通信、地理信息系统及计算机支持协同工作等技术,构建了一套组织高效、资源配置优化、反应讯速、决策指挥科学的应急救援体系,同时开发了与之配套的油田事故灾难应急救援系统。该系统由应急预案管理、救援资源管理、应急报警受理、救援指挥调度、应急救援地理信息、信息通道、应急救援培训、查询与统计分析及网站信息管理等9个功能模块组成,可用于突发事故的应急救援决策指挥以及平时的培训与应急演练。该系统的应用,可充分利用现有的各种救援力量与资源,实现跨地域、跨部门信息及资源的可视化管理、共享与实时调度,并提供全方位、可视化、高效的应急救援信息服务与决策支持,能通过网络实现各级应急救援机构异地统一指挥、协同救援,从而提高了应急救援的科学性与时效性。      

海上油田应急救援自升式平台就位优选关键技术

为准确、有效贯通应急救援井与井喷事故井的通道,需要优选应急救援井位置和合理匹配钻井装置。开展水深122 m以内自升式钻井平台救援井就位优选关键技术研究,包括潮流流向优选、风向优选、浅层地质灾害性特征风险规避、钻井平台优选、救援井钻井设计等。钻井平台优选解决了水深与钻井装置作业能力合理匹配问题,使用全新计算公式后,预测精度由原来的70%上升至90%,有效保障海上大型设施安全,可为国内海上油田井控技术体系建设前期基础性研究提供参考。     

中国海油深水钻井技术进展及发展展望

中国海油深水钻井技术面临高温高压、深层、盐层等一系列难题和挑战。在经历了跟踪学习、合作引进、自主创新等3个阶段,中国海油实现了从深水到超深水、从深水勘探到开发的重大跨越。为进一步推动深水钻井技术的发展和突破,本文总结回顾了中国海油深水钻井技术的发展,综述了深水钻井设计技术体系构建、环境风险与地质灾害评估及控制技术、深水表层高效钻井技术、深水极窄压力窗口安全钻进技术、深水井控及应急救援关键技术、深水关键技术及装备国产化等技术的现状,从深水精细控压钻井技术、深水轻型修井、深水高温高压开发钻井技术、智能化深水钻井技术等方面对中国海油深水钻井技术的未来进行了展望。中国海油将通过不断的深入探索和自主创新,完善突破深水钻井技术,进而保障中国深海油气的高效可持续开发。     

BP墨西哥湾井喷漏油事件给深井固井作业的启示

2010年4月,BP公司墨西哥湾深水地平线钻井平台发生的爆炸事故震惊了整个世界。BP公司及美国政府都成立了调查组,对这起事故进行深入细致的调查。美国的调查委员会递交总统的"深水钻井墨西哥湾漏油事故和海洋钻井的未来"国家调查报告等一系列调查分析资料表明,"一系列特殊而又可避免的人为及工程失误是灾难发生的直接原因,而政府当时的监管是‘失效’的"。我国一些部门、院校、主流媒体对这场灾难进行了跟踪报道研究,文章仅从固井方面来研究分析发生井喷漏油的原因、固井设计及施工中存在的问题,并在此基础上提出了对复杂深井固井作业的启示。     

深水SBOP钻井技术及装备发展现状

介绍了深水SBOP钻井系统的主要配套装备——水上防喷器组、高压小直径套管隔水管、水下断开系统及其控制系统和隔水管上、下部应力短节。论述了深水SBOP钻井系统的发展历程及一般的钻井程序。对深水SBOP钻井系统优缺点及在国外的应用情况进行分析,结果表明,深水SBOP钻井技术是一项适合海洋深水钻井作业的新技术,应用它可以缩短钻井周期,减少深水钻井作业日费;高压小直径套管隔水管系统、水下断开系统及其控制系统是关键技术,是深水SBOP钻井系统装备国产化研究的重点。     

墨西哥湾漏油事件对深水勘探开发的影响——加强安全生产监督管理、严格遵循技术稻设计操作是杜绝比类事故发生的根本途径

由于陆上勘探领域的逐步缩减和深水勘探开友技术进步,油气勘探开发公司加大了全球范围内深水投资力度．深水将是全球油气储量扣产量增长的重要领域．但墨西哥湾严重漏油事件给全球未来深水勘探开发带来了影响。文中详细介绍了墨西哥湾漏油事件的发生原因、节故处理方法以砭所造成的影响该事件对深水勘探开发的冲击主要为法津法规、法律监控及开采标准将更严格协和要求更加完善的应急响、应变演练和事故处理预案两个方面。墨西哥湾漏油事件对新田石油勘探公司的影响主要是美国政府对墨西哥湾深入石油勘探和开作业增加了很多新的规范和要求,致使该公司在墨西哥湾的深水勘探开发进程减缓,事故发生后,新田石油中国有限公司根据中国相关法律法规,利用各种资源不断完善《新田石油中国有限公司溢油应急计划》,并提出加强安全生产监督管理,严格遵循技术和设计操作是杜绝事故发生的根本途径。     

深水防喷器组应急解脱系统模拟分析

应急解脱系统是深水水下防喷器组控制系统的重要组成部分,关系到深水钻井的安全。以南海某深水钻井平台的深水防喷器组应急解脱系统为例,利用其设备参数及现场反馈的数据作为输入参数,针对应急解脱不同工况下的操作要求,模拟计算了防喷器组进行作业时的动作时间、压力变化以及水下蓄能器组的压力和容积变化等。模拟分析方法及过程对于今后水下防喷器组性能评估具有重要的参考价值。     

海洋深水救援井钻井关键技术

深水钻井具有较高风险,在救援井设计方面,国内外没有相关标准规范可参照,深水井实施救援井作业的数量也很少。为了保证深水油气田安全高效开发,结合中国南海深水钻井的需要,对深水救援井的井位选择、井眼轨迹设计方法、探测定位技术、连通技术、动态压井方法等一系列关键技术进行了整理和分析。救援井的井位选择需考虑海底地质条件、洋流、风向、热辐射、商业保险等因素,救援井井眼轨迹需根据连通点位置、探测定位工具的要求、轨迹实施难度进行设计,连通方式首选直接钻通事故井井眼,动态压井方案的制定应结合钻井船的能力优选最高效安全的压井方案。研究结果对于建立深水救援井设计体系具有一定的参考价值。     

海洋深远海油气开发应急救援装备发展趋势

离岸远、海况复杂的南海深远海油气田开发具有高投入、高风险、高技术、高敏感特点。如果发生井喷失控将会引起灾难性的事故,造成严重环境污染、重大人员伤亡和财产损失、引起极其恶劣的社会影响。介绍了国外深水油气开发应急救援关键装备,包括井控应急船、发生井喷失控造成平台倾覆后的水下应急封井系统以及应急救援配套装备等,并给出了国外应急救援装备发展趋势和装备部署情况,提出下一步我国研制深远海应急救援装备建议,以期对我国自主建立深水应急救援装备体系提供借鉴。     

萨曼杰佩气田集输系统安全控制与应急管理浅析

萨曼杰佩气田是中国石油最大海外天然气项目—土库曼斯坦阿姆河右岸天然气项目,其中A区块包括萨曼杰佩、麦捷让、亚希尔杰佩、根基别克4个气田。萨曼杰佩为一期工程投产的主力气田,天然气中H2S的体积分数为1.97%～4.40%,CO2的体积分数为3.69%～4.57%,并含凝析油。该气田建立了较完善的安全控制和应急管理体系;建立了含硫天然气泄漏监测体系;构建了SCADA自动控制和井口-集输-净化-外输联锁关断系统;配置了应急救援装备,依托当地应急救援专业队伍,能满足和应对高含硫气田安全生产和应急救援的需要,但仍需完善与加强。     

深水钻井动力定位平台应急解脱范围分析

深水钻井动力定位平台在推进器由于失电或自然环境恶劣且超过其能力的情况下,会失去对位置的控制而产生漂移,对正常钻井作业产生重大的影响。基于深水钻井平台隔水管系统挠性接头和伸缩节冲程、隔水管连接器解锁角度、平台应急解脱程序和作业经验,建立了深水钻井动力定位平台应急解脱允许漂移范围的系统计算流程,针对目标平台(1 500 m作业水深的DP3钻井平台)使用ABAQUS软件对LMRP及下BOP组进行建模,并进行了不同工况下的动态分析,结果表明:目标平台在过提711 kN情况下LMRP倾斜6°可完成解锁;在应急解脱前,可用的解脱时间随着蒲福氏等级的增大与水深的减小而降低,海流流速与蒲福等级对平台漂移产生的影响规律相似,海流流速对平台漂移产生的影响较小。     

海洋动力定位钻井平台失控漂移的安全应急处置对策

动力定位钻井平台虽已逐步广泛应用于深水和超深水油气资源的勘探开发,但由于其面临着非常复杂的环境工况和各种复杂因素的挑战,ＤＰ定位系统可能出现失控漂移的应急状况。一旦发生ＤＰ定位失控漂移,对平台的安全生产作业将造成严重的威胁,倘若处理不当或处理不及时,将可能导致巨大的财产损失甚至还会出现海洋环境污染事故。针对ＤＰ定位出现失控漂移的工况采取有效的安全应急解脱方法来减少和避免直接损失,这是目前采用的主要控制手段。为此,主要从ＤＰ定位钻井平台各种失控漂移工况并结合现场安全应急实践经验来研究ＤＰ定位钻井平台发生失控漂移时的应急处置对策,对现场管理者和操作者进行正确而有效的应急处置将可以最大限度的减少各种损失甚至可以避免巨大的直接损失。     

钻井事故灾难应急信息共享与决策指挥系统研究

通过分析当前钻井事故灾难应急管理体系的不足,提出研发一个组织高效、资源配置优化、反应快速、决策指挥科学的钻井事故灾难应急信息共享与决策指挥系统,设计了系统总体架构及功能,并针对钻井事故应急管理业务的信息特征及信息共享需求,基于ESB技术建立了应急信息集成共享平台;从事故应急响应机制、工作流程、预案数字化与动态生成、可视化决策指挥等角度出发,研究并构建了一套高效的应急决策指挥体系;最后研究了系统的实现,并给出了系统应用实例。结果表明,该系统可为应急决策人员提供智能化、可视化决策支持,能通过网络实现油田各级应急指挥机构及联动部门信息资源共享、异地统一指挥,协同应急,从而提高事故灾难应急的时效性。