基于安全屏障的井完整性问题分析方法

海洋石油钻完井作业风险高,极易发生井漏、井喷等井完整性事故。在役生产井生产年限越来越长,高温高压气井越来越多,环空带压问题日益突出。为了有效预防井完整性问题,提出基于安全屏障的井完整性问题分析模型,采用安全屏障、蝴蝶结、故障树与"人机物环法"5要素分析相结合的方法,分析事故发生及处理过程。     

一种适用于渤海油田低成本钻井液体系的室内研究

在渤海油田以往常规钻井液体系的基础上,结合陆地油田钻井液应用的成功经验,对非储层段钻井液体系进行一系列实验评价,优选出一套适用于渤海油田部分地层的低成本钻井液体系,该体系实现了海上油气田开发的降本增效。     

一步法制备聚氨酯/碳纳米管复合泡沫材料及其性能

采用球磨法将碳纳米管分散到聚醚三元醇中,以水为发泡剂,采用一步法原位聚合制备了聚氨酯(PU)/碳纳米管(CNTs)复合泡沫材料,研究了发泡剂水的添加量和碳纳米管的含量对复合材料密度和性能的影响.结果表明,随水添加量的增加,泡沫材料的密度、压缩模量、拉伸模量以及断裂伸长率呈下降的趋势;碳纳米管的加入大幅度提高了材料的压缩...     

固液分离机颗粒运移及钻井液透筛过程研究

固液分离机是一种结合了负压系统的新型振动筛,负压系统在振动筛内提供气流从而产生压差,可以加快岩屑上流体的去除,减少有害气体排放,目前关于固液分离机的理论研究较少。为此,对固液分离机运动与颗粒受力进行分析,基于运动学及流体力学研究固液分离机筛面上固相颗粒的运动状况及钻井液的透筛流动过程,建立了固液分离机处理量及处理效果的数学模型。以筛面固相颗粒运移速度和钻井液透筛流速作为表征固液分离机性能的指标,通过仿真计算探究固相颗粒运移速度和钻井液透筛流速的影响因素。研究结果表明:提高传送带速度可以提高固相颗粒运移速度;提高固液分离机的激振频率、振动幅度和负压可以提高钻井液透筛流速,钻井液黏度的增加会导致透筛流速减小。研究结果可为固液分离机的设计及现场应用提供一定的参考。     

中国近海钻井液用量估算方法研究

钻井液用量估算方法是油气田前期开发设计的重要组成部分,其准确性对油气田的投资收益和环境评价都有重要影响,因此有必要对其开展针对性的分析研究.本文总结梳理了中国海上钻井液用量的估算方法.提出了一种较为简洁的基于地层消耗量的估算方法,以近年来的实际钻井液消耗量为基础对估算方法中的米消耗量分海域进行了统计分析.算例表明,本方...     

含可信度地层破裂压力的钻前预测方法

地层破裂压力是钻井工程设计的基础数据,由于海上深井苛刻地层环境的复杂性、基础资料的不完备性以及预测模型的适用性等问题,地层破裂压力的解释结果存在一定的不确定性。文中首先分析了地层破裂压力预测模型中地质力学参数的测井解释方法,然后以相似构造井同一层组内的地质力学参数的测井解释结果为样本,构建样本库,并基于正态信息扩散原理,得到了地质力学参数的概率分布函数,再将地质力学参数的概率分布函数代入地层破裂压力计算模型中,基于Monte Carlo模拟得到待钻井任意井深处的地层破裂压力概率分布,最终建立了具有置信度的地层破裂压力区间。实例分析表明,计算得到的含可信度地层破裂压力更切合钻井工程实际,文中建立的方法对于分析海上深井苛刻地层破裂压力的不确定性具有一定参考价值。     

水下井口套管悬挂器的敏感性及疲劳损伤分析

套管悬挂器是水下井口的关键部件之一,在温压环境等多场耦合作用下容易引发疲劳失效,破坏油气井井筒完整性。为探究套管悬挂器在复杂环境下的力学性能和疲劳损伤变化规律,以南海东方1-1气田某板块的水下井口为例,分析套管悬挂器温度分布和各类载荷,建立基于热力耦合作用的水下井口套管悬挂器精细有限元模型,对比下放、BOP试压、回收下放工具和完井采油等4种工况下套管悬挂器的力学性能和疲劳损伤,并评估温度和BOP重力等敏感性因素对水下井口套管悬挂器力学性能的影响效果。研究结果表明：在热力耦合作用下,等效应力和变形量均显著增加,井口温度对套管悬挂器性能的影响显著;最大疲劳损伤出现在BOP试压工况下,其值为1.23×10^-4 d^-1,在该工况下套管悬挂器的疲劳寿命为22.27 a,满足设计要求。研究成果对水下井筒完整性评估及深水钻采安全作业具有指导意义。     

硫化氢环境下常用油井管材质腐蚀规律研究

目的 通过失重法测定L80、N80、1Cr、3Cr、9Cr、13Cr等油井管材质在硫化氢分压为0.001、0.01、0.1、0.5、1.26、2 MPa环境条件下的腐蚀速率。方法 采用高温高压反应釜对L80、N80、1Cr、3Cr、9Cr、13Cr等材料在模拟工况下的腐蚀行为进行研究。用扫描电子显微镜对所得样品的腐蚀产物种类、微观形貌进行分析。结果 在硫化氢分压为2 MPa以下时,各种材料的腐蚀速率均低于0.125 mm/a,属于中度腐蚀。而硫化氢分压为2 MPa时,除9Cr外,其余材料的腐蚀速率均达到了重度腐蚀以上。不锈钢的腐蚀速率要明显低于低合金钢,且加入少量Cr元素并未对耐蚀性能有显著的提升,且某些条件下,腐蚀速率要高于普通低合金钢。对于低合金钢及含Cr量较低的钢,硫化氢压力不高于0.1 MPa时,腐蚀速率差异不大,基本保持在0.025 mm/a附近,属于轻微腐蚀,但当硫化氢压力达到0.5 MPa时,L80、N80和1Cr的腐蚀速率显著增高。在硫化氢分压0.001~0.1 MPa之间,常用油井管材质的点蚀严重程度随硫化氢分压增大而逐渐增加;在硫化氢分压0.1~0.5 MPa之间,常用油井管材质点蚀程度随硫化氢分压增大而逐渐降低;在0.5~2 MPa之间,点蚀程度又逐渐增加。结论 对于不锈钢,当硫化氢压力不高于0.1 MPa时,虽然腐蚀速率随硫化氢压力升高,呈现一定的上升趋势,但腐蚀速率均维持在较低的水平;当硫化氢压力达到0.5 MPa时,不锈钢的腐蚀速率显著增大。不锈钢的耐蚀性能要远优于低合金钢,尤其是在硫化氢压力较低的环境中。     

不同工况下的水下井口油管悬挂器有限元分析

在水下油气开采过程中,油管悬挂器是水下井口核心的承压部件,其性能高低决定开采系统能否持续安全可靠运行.对处于500 m水深的油管悬挂器在下放过程、密封激励建立过程和工作过程3种复杂工况下进行强度及疲劳寿命分析.分析结果表明:油管悬挂器在密封激励建立过程中,最大等效应力为427.01 MPa,最大变形量为0.27226 ...     

基于钻前风险预测的井身结构优化方法

考虑钻井工程风险、基于钻前风险预测的井身结构设计是钻井施工安全顺利进行的保证。钻井工程风险在实钻过程中的主要表现是:井漏、井喷、井塌、卡钻以及井下工具失效等问题。首先基于邻井资料求取了待钻目标井含可信度的地层压力剖面,再利用钻井风险评价方法对待钻目标井井身结构设计方案进行评价,在钻前预测出可能发生的工程风险,并基于预测结果优化井身结构设计方案,规避钻井风险的发生。新方法为合理规避工程风险、调整施工方案、安全快速钻井提供了科学的依据,可以有效降低钻井工程风险发生的概率和频度,缩短建井周期,对于安全、高效钻井具有重要意义。