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水基钻井液研究论文

发布时间:2024-07-05 16:32:57

水基钻井液研究论文

研究工作主要集中在钻完井液和水泥浆领域。在近三十年的研究中,他始终保持与国际先进技术接轨,充分发挥交叉学科的创新性,以确保研究的新颖性、重要性和实践性。至2015年11月,他在国内石油行业具有较大影响的科研成果达十二项,部分研究在国际上也是首次提出。这些研究成果为我国油气勘探开发研究做出了极大的贡献。部分科研成果展示:1)2004年开发出国内最先进的水平井高效开发关键流体技术;2)2005年开发出国内领先的储层钻完井液及配套破胶完井技术;3)2006年开发出国内领先的加重型固井冲洗液技术;4)2007年开发应用了国内最先进的超低处理剂加量的油基钻井液技术;5)2008年提出国际领先的无磺超高温水基钻井液技术;6)2010年在国际上首次提出水基恒流变钻井液技术;7)2011年提出国内首套完整的页岩气开发关键流体技术8)2011年提出国内首套页岩气钻井液及配套固井技术;9)2011年开发了国内第一个防水合物灾害水泥浆技术;10)2011年开发了国内第一个防浅层流灾害水泥浆技术;11)2012年开发国内第一个过饱和盐水水泥浆技术;12)2012年在国内首次提出开发了可液化的清洁钻开液技术;13)2013年开发应用国内第一个全油油基钻井液技术。 主持各类项目近六十项,其中国家863项目一项,国家重大专项两项,省部级项目三项。1)2008-2010,国家科技重大专项-多枝导流井固井工艺研究,负责人。2),国家863计划-低温固井实验仪器研制及体系实验评价研究,负责人。3) ,重大科技重大专项-深水钻井特殊环境水泥浆体系研究,负责人。4) ,重大科技专项-深水固井关键外加剂化验及浅层危害快速处理水泥体系性能测试分析,负责人。5) ,深水钻完井液关键外加剂特征测试化验分析,项目骨干。6),高密度水泥浆体系研究,负责人。7) ,海上低渗油气田固井水泥浆技术研究,负责人。8),抗高压盐水、膏盐和H2S/CO2水泥浆体系研究,负责人。9),东海地区低孔低渗油气层固井工艺技术研究,负责人。10),番禺30-1气田大位移井油基钻完井液研究,负责人。11),LWI油井弃置方案的可行性研究及评估,项目骨干。12),番禺5-8-1风险探索井高温泥浆体系分析、评估及优化,负责人。13),LF13-1油田水泥浆体系配方审核及优化服务,负责人。14),油基钻井液性能优化,负责人。15),深水表层固井水泥浆研究中试试验,负责人。16) ,南海次深水低温恒流变水基钻井液优化研究,负责人。17),南海次深水低温低密度水泥固井技术研究,负责人。18),西江油田防砂筛管与油基泥浆配伍性研究,负责人。19),流花19-5气田钻完井液体系及配伍性研究,负责人。20),流花19-5气田钻完井液项目固井工艺技术研究,负责人。21),流花19-5气田地层水结垢实验,负责人。22),水平井钻井液携岩效率评价方法研究,负责人。23),单通道井固井质量检测技术及水泥浆,负责人。24),钻井液储层敏感性及配伍性研究,负责人。25)—,惠州19-1/2区块钻完井液及储层保护与陆丰13-1区块深部地层钻完井液及储层保护,负责人。 2004年至今,申请专利十七项,其中十二项发明专利;通过湖北省科技成果鉴定两项,获湖北省科技进步三等奖一项。部分专利展示:1)一种过饱和氯化钠固井水泥浆体系研究,长江大学2)海洋深水水基恒流变钻井液,长江大学3)高低温增压养护釜,长江大学4)高低温增压稠化仪,长江大学5)固井壁面封隔验窜仪,中国海洋石油总公司,中海石油研究中心,长江大学6)一种室内模拟现场射孔的装置,中国海洋石油总公司,中海石油研究中心,长江大学 迄今为止已在国内外学术刊物上共发表论文六十余篇,其中SCI论文五篇。1)Experimental Investigations Into the Performance of a Flat-RheologyWater-Based Drilling Fluid,通讯作者,SPEJ,20132)Design of a Novel HPHT Lubricity Tester and Its Preliminary Application,通讯作者,AMM,20123)Theoretical Analyses of the Host-Guest Interaction within Chlorine Hydrate,第三作者,Int. J. Quantum Chem.,20134)Lab Investigations Into High Temperature High Pressure Rheology of Water-based Drilling Fluid.,第三作者,AMM,20135)聚合物在油气田开采中的应用,第一作者,中国地质大学出版社,20106)新型钻井液用多元醇醚润滑剂的研究,第一作者,油田化学,20027)有效降解PRD钻井液的低温破胶剂JPC室内研究,通讯作者,油田化学,20058)海洋深水用双充填低温低密度水泥浆体系研究,第一作者,油田化学,20069)聚合物胶乳水泥浆的流体阻隔性能研究,第一作者,油田化学,200910)弱凝胶无固相聚胺钻井液性能室内研究,第一作者,油田化学,200911)抗高温无固相弱凝胶钻井液体系研究,第一作者,油田化学,201212)聚α-烯烃合成基深水钻井液体系性能研究,第一作者,江汉石油学院学报,200413)高温高密度油基钻井液处理剂性能研究,第一作者,江汉石油学院学报,200314)海洋深水水泥浆体系性能室内研究,第一作者,石油天然气学报,200515)适用于生物酶破胶的新型水平井钻开液体系,第一作者,石油天然气学报,200616)适于海洋深水固井的零稠化转化时间低温水泥浆体系研究,第一作者,石油天然气学报,200717)纤维长度对聚合物水泥浆性能的影响,第一作者,石油天然气学报,200818) 一种高效油基钻井液乳化剂的加量极限,第一作者,石油天然气学报,200819)一种简化现场作业的高性能油基钻井液,第一作者,石油天然气学报,200820)生物酶破胶对PRF钻开液的油气层保护效果研究,第一作者,石油天然气学报,200921)一种获得具有稳定流变及滤失效果的高温水基钻井液的新方法,第一作者,石油天然气学报,200922)深水固井水泥浆的水化放热研究,第一作者,石油天然气学报,201023)无钻井船作业技术在海洋弃井作业中的应用,第一作者,石油天然气学报,201024)适合海上低渗气田水平井固井的柔性水泥浆体系研究,第一作者,石油天然气学报,201225)一种新型高性能聚胺聚合物钻井液的研制,第一作者,天然气工业,200826)固井界面胶结性能影响因素,第一作者,大庆石油学院学报。200727)微膨胀纤维增强水泥浆的性能试验研究,第一作者,石油地质与工程,200728)一种柔性水泥浆体系的室内研究,通讯作者,石油天然气学报,201029)无稠化反转聚合物水泥浆的室内研究,通讯作者,石油天然气学报,201030)分枝导流井分支口密封胶体系室内研究,通讯作者,石油天然气学报,201031)海洋深水表层固井壁面剪切及胶结强度室内试验研究,通讯作者,石油钻探技术,200732)高压深层井段地层岩性对固井质量影响研究,通讯作者,石油钻探技术,200733)一种固井前置冲洗液冲洗效率的评价方法,通讯作者,钻井液与完井液,200934)深水表层固井硅酸盐水泥浆体系研究,通讯作者,石油钻探技术,201035)超高温水基钻井液的室内研究,通讯作者,钻井液与完井液,201236)一种PRD钻井液性能评价,通讯作者,天然气勘探与开发,200637)低乳化剂加量气质油基钻井液体系优化评价,通讯作者,长江大学学报(自然科学版)理工卷,200838)一种可用于寒冷地区固井作业的抗冻胶乳水泥浆性能研究,第一作者,长江大学学报(自然科学版)理工卷,200939)钻井液水力学软件的编制与应用,通讯作者,长江大学学报(自然科学版)理工卷,200940)聚合物低密度水泥浆体系的优化评价,通讯作者,长江大学学报(自然科学版)理工卷,200941)深水钻井中水合物的预防和危害处理方法,第一作者,长江大学学报(自然科学版)理工卷,201042)一种油基膨胀封堵剂的合成及其性能评价,通讯作者,长江大学学报(自然科学版)理工卷,2010 《聚合物在油气田开采中的应用》.许明标,刘卫红编著,中国地质大学出版社,2010.

我国加入“WTO”后,石油钻采和石油化工设备制造业的市场发生了变化,在市场全球化大背景下,如何融入国际大市场参与世界同行业的竞争,是各企业面临的生死存亡问题。为提高竞争力,行业中各企业纷纷在产品的技术水平、产品质量、企业结构调整、基本建设、技术改造、采用国际通用标准、开拓国际市场上下功夫,成果十分显著。一、石油钻采设备技术水平取得突破 近年来,我国许多企业的产品技术水平取得突破。一批列入国家重大技术装备创新项目的石油设备研制获得成果:宝鸡石油机械厂研制的ZJ70DB钻机,采用全数字控制交流变频等多项新技术,进入国际先进钻机行列;宏华公司研制的ZJ40DBS钻机,填补了国内空白,达到国际先进水平;江汉石油四机厂研制的2000型成套压裂设备通过鉴定,填补了国内空白,达到国际先进水平。此外,山西永济电机厂研制的YZ08、YZ08A石油钻井直流电动机由国家科技部授《国家重点新产品证书》;江钻股份有限公司积极开展技术创新,与国内大专院校、科研机构以及国际间的技术合作,获得“单牙轮钻头”等国家专利21项。该公司现共拥有国家专利56项,美国、伊朗专利5项。极大地提高了核心竞争力。荣盛机械制造有限公司研制成功F35-105防喷器,能满足深井、超深井钻探的井控工艺要求,填补了国内空白,达到国外同类产品先进水平。至此,经过多年的努力,我国已有能力实现对防喷器生产的全系列覆盖。该公司研制成功高压注水井带压作业装置,有效地解决了油田中后期开发过程中高压注水井带压作业的重大技术难题;宝鸡机械厂下属公司研制成功的BSJ5080TSJ60油田专用试井车体积小、用途广、适应性强;华北油田第一机械厂研制的新一代节能抽油机获得中国、印尼、和加拿大三国专利;胜岛石油机械厂成功推出液压反馈式抽稠油泵、长柱塞防砂泵、高效旋流泵三种抽油泵;华北油田大卡热能技术开发公司研制的ZXCY系列直线电机抽油机通过河北省产品鉴定。该机达到国际先进水平,重量和占地面积仅为常规抽油机的50%,且节能效果很好;在海洋石油方面,胜利油田自行建成我国国内最大吨位的海上石油钻井平台——赵东一号、生产平台——赵东二号主体结构,胜利油田钢结构承造能力达到国际水平;兰石国民油井公司承包建造的重达1700吨的南海油田自升式井架钻井模块于3月23日完成陆地建造。该钻井模块用于香港正南20公里海域的南海油田作业的番禹4—2和5—1项目。井架可以依托安装在井架下端的导向轮滑行分段起升,无须重型起重设备,在海洋设备安装中具有很大的优势。进来,由中石油管道局承担的“大口径弯管及装备国产化研制”、“西气东输工程用感应加热弯管技术条件”、华北石油第一机械厂承担的“大口径感应加热弯管制造工艺的研究”、吉林化建有限责任公司承担的“感应加热煨制X70钢级、直径1016大弯管工艺研究”4项课题通过中石油鉴定,技术条件达到国际同类标准的先进水平、产品达到国内先进水平。胜利油田研制成功我国第一台大口径管道全自动开孔机,满足管道、容器带压下开孔、接口、碰头等施工作业。中石油管道局为西气东输工程组织开展了125项科技攻关,其中“PAW-2000型管道全位置自动焊机”“PFM3640管道坡口整形机”“PPC3640管道气动内对口器”技术性能达到或超过国外同类产品水平。总体来说,我国石油钻采设备技术水平已达到一定水平。二、化工设备的科研新产品取得较大成果 经过多年发展,我国化工设备的科研新产品取得较大成果。由我国自行设计制造的350万吨/年重油催化裂化装置在大连石化一次投料试车成功,标志着我国拥有自主知识产权的催化裂化成套技术,具备了世界级大型催化裂化装置的工程设计、制造和建设实力。由中石化工程建设公司、一重、齐鲁石化共同设计制造的千吨级加氢反应器通过中石化技术鉴定,标志着我国迈入大型加氢反应器设计与制造商行列。由中石化和美国鲁姆斯公司合作开发的10万吨/年大型乙烯裂解炉已在中石化各乙烯装置中使用。正在共同着手开发单炉生产能力15~18万吨/年大型乙烯裂解炉,以满足建设百万吨级大型乙烯装置的需要。杭州制氧机厂设计制造的乙烯冷箱在燕化71万吨/年乙烯装置运行正常,实现了大型乙烯冷箱国产化,达到国际先进水平。沈阳鼓风机厂制造的上海石化70万吨/年乙烯装置裂解气压缩机2002年4月12日正式投料运行,达到国外机组水平。由合肥通用机械研究所承担的国家重大技术装备国产化创新项目:1万m3天然气球罐研制成功。填补了国内空白。由茂名石化设计院设计、茂名石化建设公司施工的万m3原油储罐在茂名兴建,是目前我国最大的原油储罐。南化机成功制造国内最大的年产45万吨合成氨、80万吨尿素的关健设备—二氧化碳吸收塔。抚顺机械炼化设备有限公司设计制造的螺旋折流板换热器通过专家鉴定,达到国内先进水平。辽阳石油化纤公司机械厂研制成功聚酯装置用重型压力离心机,达到国外同类产品水平。 三、产品质量不断提高 国内各企业在努力提高产品技术水平的同时也在不断提高产品质量,如华北石油一机厂为保证其专利产品异型游梁式抽油机的质量,满足批量出口美国等的需要,打破常规,配套产品由原来招标改为联合国内几家获得国际API资格的厂家进行共同攻关,发挥联合优势叫响国产品牌;山西永济电机厂的石油钻井直流电动机由中国质量协会、全国用户委员会授予《全国用户满意产品》称号。 在市场竞争中形成了一些产品质量好、受到用户欢迎、市场占有率不断上升的专业厂。如:荣盛机械制造有限公司防喷器产品占据国内市场80%销售份额,跻身于世界4大防喷器制造商行列;江苏阜宁宏达石化机械制造有限公司是一家地方小厂,公司推出的四款新采油工具QS型系列可取式桥塞、KYLM型系列液力锚、DS90-Y241型组合式油层保护封隔器和Y341型系列软卡瓦封隔器,大大提高了采油作业的成功率,降低了油田生产成本,受到油田用户的欢迎。山西永济电机厂生产的直、交流系列石油钻井电动机已达30多种,国内油田钻机所用配套电机的98%来自该厂。 四、国际通用标准和信息化受到重视 北京石油机械厂获得API 16D会标使用权(API 16D是美国石油学会关于钻井控制设备控制系统规范),北京石油机械厂是国内第一家、世界第九家拥有API 16D会标使用权的厂家。 经过近15年的努力,全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会已形成了面向陆上和海上石油勘探、钻采设备、材料标准体系。现行有效的国家标准中,等同等效采用国际标准和国外先进标准的有27项。目前,我国通过API认证的石油设备制造企业已达196家。宝鸡石油机械厂已获得API认证达8大类55项,是我国取得API认证最多的石油设备制造企业。为我国的石油机械装备进入国际市场打下了坚实的基础。 为了实现世界级制造商的目标,江钻股份公司一直把信息化建设摆在十分重要的位置。江钻股份公司信息化系统的成功开发应用,大大提高了在全球一体化市场竞争中的生存与发展能力。2002年成为湖北省制造业信息化工程重点示范企业。 五、企业结构调整取得较大进展 上海神开科技工程有限公司成功购并上海第一石油机械厂、上海第二石油机械厂、上海石油仪器厂、上海石油化工机械设备研究所等。由上海神开科技工程有限公司参股60%、上海电器集团总公司参股20%、个人参股20%,成立上海神开石油化工设备有限公司。宝鸡石油机械厂按照现代企业制度,建立规范的法人治理结构,成功改制为宝鸡石油机械有限责任公司;并全面启动耗资7000万元的钻机生产线技术改造项目。具有50年历史,生产炼油、化工设备的抚顺机械厂与一些大中型国有企业一样,在竞争激烈的市场竞争中,步履蹒跚,举步维艰。近年来,虽几经努力,但亏损不断加剧。在得到员工的支持和认可、在市委、市政府指导组的协调指导下,采取国有民营策略,顺利实现企业转制;原华北石油二机厂的产品85%以上的市场在华北石油管理局外,由于体制的束缚,经营陷入困境。2002年顺利完成了整体带资分流改制工作,新成立了河北华北石油荣盛机械制造有限公司。 六、石油钻采设备向海外进军取得成效。 江钻股份公司是世界石油钻头三强之一,石油钻头出口到美国、加拿大等19个国家和地区;宏华公司已交付中亚ZJ70D钻机5台,又新接中亚国家的10台ZJ50DBS电动钻机订单;南阳石油机械厂先后有7台3000米车装钻机随长城钻井公司和大港油田等用户赴墨西哥作业,其钻机性能给用户留下了良好印象。2002年,750马力电动拖挂式钻机在墨西哥中标;中国石油技术开发公司向土库曼出口成套钻机及其外围设备;中原油田特车修造总厂石油钻采特车出口土库曼、格鲁吉亚、哈萨克;新疆石油局采研院研制的一批固井工具、抽油泵出口哈萨克;四川射孔器材公司批量射孔器材出口哈萨克等。

铁路钻探钻杆柱磨损分析 摘要:本文先依次分析了铁路钻探中钻杆柱自身材质缺陷,工作环境及受力特征,然后结合上述分析讨论了钻杆 柱磨损的五种具体表现形式,最后对减少钻杆柱的磨损提出了一些看法。 关键词:铁路钻探钻杆柱磨损 收稿日期:2007-10-10 铁路钻探中,钻杆柱的磨损是一个很严重的问题。钻杆 柱磨损到一定程度,就应该更换新的。目前对钻杆柱的直径 还没有达到用仪器自动监测的程度,大多是技术人员在现场 进行目测,用游标卡尺测量钻杆柱的直径。而使用专门技术 人员监测钻杆直径情况,常常是针对孔深较深的钻孔。当钻 杆柱磨损严重,而没被注意,在遇到使钻杆柱应力集中的异 常情况时,易发生钻杆柱折断的事故。在好的岩土层中,如 果钻孔垂直度好,没发生缩径和扩孔,打捞钻杆柱相对容易, 否则将浪费大量的时间,造成经济损失,对于深孔钻探,造 成的损失更加明显。钻杆柱的磨损研究受到了较多科技工作 者的高度重视。本文分析了铁路钻探中钻杆柱磨损的外因与 内因,以及磨损的具体表现形式。 一、钻杆的材质缺陷 从材质的角度来看,钻杆内部存在着在缺陷。生产车间 在生产钻杆时,有热处理这道工序。在加热和冷却过程中, 钻杆内部组织会发生改变。热处理通常消除钻杆内部粗粒组 织,使其结构细化,能受更大的应力。但局部总存在暇疵。 在高倍电子显微镜下观察钻杆晶粒结构,发现它是由许多离 子、原子按一定规则排列起来的空间格子构成的,晶格一般 处于稳定的平衡状态。晶粒之间常存在着为数不多的夹杂物、 空洞等缺陷,在这些晶粒里,甚至在弹性范围以内,当力还不 太大时,就可能发生塑性变形。 二、钻杆工作环境 铁路钻探多采用回转钻进,对取芯困难的岩层如砂层、 全风化层等情况也采用冲击钻进。钻杆柱在工作中,与钻杆 柱发生作用的主要介质包括钻井液与岩土层。 铁路钻探钻井液一般是水基钻井液,这是一种多相不稳 定体系,以水为分散介质(连续相),以粘土为分散相(固相), 加入一定的化学处理剂或加重材料组成。其成分包括水、膨 润土、化学处理剂(如滤失剂羧甲基纤维素)、气体(溶解氧、 二氧化碳气体、硫化氢气体)及其它腐蚀介质如Cl-、SO42-、 Ca2+、CO32–及HCO3-等。 铁路钻探中岩芯常见的有土层、砂卵石层、全风化岩层、 强风化破碎带岩层、弱风化岩层等。砂卵石层及坚硬的强风化 岩层等复杂地层对钻杆柱造成的磨损比其它岩层尤为厉害。 三、钻杆柱工作受力特征 在工作过程中,钻杆柱的运动方式包括自转与绕钻孔中 心的公转,在深孔钻探中这两种运动方式通常是共存的。钻 杆所受力为复合应力,主要包括以下几个分项:钻杆受到钻 杆自重引起的拉应力,在横向应力作用下产生的弯曲应力, 由扭矩的作用产生的剪应力,钻杆振动引起的轴向及横向应 力,与岩层的摩擦力,以及与钻井液的作用。 四、钻杆磨损表现形式 1.磨粒磨损 磨粒磨损是由外界硬质颗粒或硬表面的微峰在摩擦副对偶 表面相对运动过程中引起表面擦伤与表面材料脱落的现象,钻 杆柱的表面特征是产生擦伤撕裂、纵向拉痕、局部剥落和裂纹。 磨粒磨损机理为微观切削,多次塑变导致断裂以及微观断裂。 钻杆柱在复合应力状态下,易发生较大的弯曲,弯曲后 突起的地方与坚硬的岩层之间产生严重的摩擦。钻杆柱表面 的淬火处理厚度一般为1mm,在淬火层磨损掉后,以后的磨 损速率将加快。在深孔钻探中,有时候取出的钻杆表面有明 显的擦痕,这是磨粒磨损的表现。 2.粘着磨损 粘着磨损是当摩擦副两对偶表面作相对滑动时,由于粘 着致使材料从一个表面转移到另一表面或材料从表面脱落而 引起的磨损现象。由于摩擦副两对偶表面间实际接触面积很 小,接触点应力很高,摩擦副对偶表面处于这种高温和高应 力状态下,杆件表面发生破裂,使接触微峰产生粘着,随后 在滑动中粘着点被剪断。 钻杆的弯曲使其局部与岩层发生摩擦,局部接触点的高 应力构造了粘着磨损的条件。 3.疲劳磨损 疲劳磨损是摩擦副两对偶表面作滚动或滚(下转185页)记得采纳啊

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采油气工程的论文

采油气工程是一个运用科学的理论、方法、技术与装备高效地钻探地下油气资源、最大限度并经济有效地将地层中的油气开采到地面,安全地将油气分离、计量与输运的工程技术领域。我整理的关于采油气工程的论文,欢迎大家一起来看看!

摘要 :纵观我国石油开采技术发展的整个历程,从其最初的探索试验阶段发展到分层开采阶段,再发展到如今的多种油藏类型采油工艺技术、采油工程智能技术等,期间走过的道路是非常曲折和艰难的,同时,这也体现了石油人的勇于奉献和不断创新的精神。随着采油技术的不断发展,它的工艺配套技术也不断完善,这使得油田的产量也不断的提高,但与此同时,要想进一步提高我们的油田产量,则仍然需要不断的改进我们的采油技术,这才能够让我国的石油工程处于良好的发展之中,才能为我国的经济带来巨大的效益。目前,我国的大多数油田已经处于高含水,高产出阶段,产量呈递减的速度,水油比上升造成的油气田开采难度越来越大。因此,研究采油技术对我国的经济发展有重大的'意义。这对我国的经济带来的帮助也是不可估量的。

关键词 :采油技术;工艺;产量;创新

采油是油田开采的过程中,根据开采的目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术的总称。众所周知,油田的产量高低取决于采油技术的好与坏,因此,采油技术就成为我国实现油田开采技术的重要途径,另外,采油技术还影响采油速度的快慢、最终采收率的大小、经济效益的优劣等油田生产中的重要问题。

一采油技术的分类

近年来,国内外的采油新技术发展很迅速,有物理的、生物的、化学的以及各种综合的方法等,但其本质都是在努力提高原油采收率。从技术的应用时间顺序和技术原理上来看,可分为一次采油、二次采油和三次采油。顾名思义一次采油,就是依靠油藏天然能量进行油田开采的一种方法,常见的一次采油方法有溶解气驱、弹性水驱和气顶驱等;经过一次采油之后,地层压力明显变小,需要为油井注水以平衡地下能量的减弱,这被称为二次采油。通过二次采油之后,采取注水,并应用物理和化学方法,改变流体的性质、相态等,扩大注水的波及范围以便提高驱油效率,从而再一次提高采收率。三次采油主要是依靠化学方法,辅助开采最艰难的层面油藏,一般包括碱驱、聚合物驱、表面活性剂驱、聚合物复合驱等。与二次采油相比,三次采油的特点是高投入、高技术和高效益,在二次采油水驱的基础上向油层注入排驱剂来采油,不同的排驱剂有不同的排驱机理。三次采油增油的效果非常好,近年来已经被国内外广泛重视和研究。

二 我国采油技术的现状

1. 完井工程技术 。

完井工程是衔接钻井和采油工程的,但又与其相对独立的工程,从钻开油层开始,到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液、直到投产的一个过程。到目前为止,我国在直井、定向斜井、丛式井、水平井的技术上面已经达到了一定的技术高度,并且掌握了多种完井的方法,比如裸眼井补管完井、下套管射孔完井、套管内外绕丝筛管等完井方法。根据油田所处的地理位置及油藏情况等来确定并采用不同种类的方法,比如象华北迷雾山油藏,由于它的地质条件为碳酸盐岩裂缝油田,因此采用了裸眼完井方法,这样不但保护了生产阶段,且也取得了油井的高产,大大提高了采油率。另外,由于大庆油田属于老油田,所以采用了注水开发的方法,对加密井采用高密度钻井液完井并进行油层保护,这样取得了很大的成功。特别值得提出的是,我国在实践中发展配套了采油和钻井联合协作的技术,以保护油层、达到高产为目标。目前,我国的钻井技术较之以前有很大的发展,下套管射

孔完井、裸眼完井、各种衬管完井技术被一些油田采用,并取得了十分显著的成绩。

2. 人工举升工艺技术 。

根据各类油田在不同开发阶段的需要,在最近的五十多年中,我国发展配套和应用了多种人工举升工艺技术,比如:抽油机有杆泵采油技术、电动潜油泵采油技术、水力活塞泵采油技术、地面驱动螺杆采油技术、气举采油技术等等。借鉴国外的先进技术,又研发了井下诊断和机杆泵优化等技术问题,极大地提高了采油效率。

3. 分层注水技术 。

分层注水技术已经在多层油藏注水开发中被广泛应用,它的关键技术就是要提高注入水在地下的波及效率。早在多年前,克拉玛依油田就在调整中应用了分层注水技术,并且取得了非常好的效果。研究成功的管式活动配水器和支撑式封隔器,在油田的分注中发挥了一定的积极作业,并且取得的结果非常令人满意。90年代河南油田、大庆油田进一步研究成功了液压投捞式分层注水管柱、并且达到了一次可测试、调整多层的细分注水的目的。

4. 热超导技术 。

热超导技术是控制物质的热阻,并且使它趋近于零,它主要是利用化学技术,在封闭的管体内加入复合的化学介质,利用物质受热不均产生的相变,激活气状分子,使其在巨大的气化潜热中以声速传递热量。热超导技术主要有两种,第一种是能耗自平衡稠油技术,它主要是利用超导液,在地下注入超导液之后,利用其导热的性能,把地下的热能传递到井口,从而提高井口产出液的温度。在不经过任何加热装置辅助的情况下,最大限度地实现清蜡降粘、减少抽油机悬点载荷、提高泵效的节能目标。另外一种是超导加热热洗技术,它是将应用超导技术加热之后的产出液注入到油套内,通过循环升高井筒内的温度,从而实现清蜡降粘的目的。采用这种技术的好处是环保,并且成本低、效率高,而且安全可靠,是油田普遍应用的一种技术。

另外,我国的采油技术还有压裂、酸化工艺技术,堵水、调剖工艺技术,稠油及超稠油开采技术,多层砂岩油藏“控水稳油”配套技术等。

三 目前采油技术遇到的问题

常规采油工艺难以满足目前开发的需要,主要体现在:一是大泵提液技术越来越大,目前应用的大抽液泵主要有泵和泵两种。二是有杆泵加深泵挂受到限制。三是斜井采油技术需要进一步突破,由于需要加深的泵挂,部分油井的杆、管等抽油设备进入斜井段。四是高温限制了电潜泵的应用范围。另外就是开发后期的垢、绣现象日益严重;重复堵水的措施的效果日益变差了等。

四 采油技术的前景展望

未来采油技术的发展趋势主要体现在复合驱油法、混相法、热力采油法、微生物法等等。并且在未来油田的生产中,生物工程技术也将会得到广泛的应用。由于生物技术在其他行业的广泛应用,并且取得良好的效果,这便使其成为采油技术的一种新的研究。随着老油田注水开采的延续,石油的综合含水的不断上升,污水处理已经成为一个棘手的问题,而生物工程技术具有污染小、成本低的特点,这使得它将成为油田采油技术中的一项新的技术,而且会不断地提高原油采收率。

另外,碳纳米管在油井中也得到了广泛的应用,其密度小,但强度却是钢的100倍。未来的油田开采中将会利用其轻、柔软、结实等特点,制作油管或抽油杆,其性能会比现在的钢管更强,这将为油田的开发和挖潜做出更大的贡献。

根据我国石油和天然气的发展战略,针对西部油区的油井深度大、产量变化范围广、地质矿藏多样以及复杂、气候恶劣、天然气充足等特点,应该采用较先进的采油技术,从而提高开采的效率,这对我国的经济发展起到了促进的作用。

参考文献

[1] 张磊.本源菌采油矿场应用先导技术研究[J].油田化学,2010(04)

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[4] 邬光辉,朱海燕.和田河气田奥陶系碳酸盐岩气藏类型再认识及其意义[J].天然气工业,2011(07)

余维初1,2,3苏长明1鄢捷年2

(1.中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;2.中国石油大学(北京),北京102249;3.长江大学,荆州434023)

摘要 高温高压岩心动态损害评价系统是石油勘探开发中评价储层损害深度与程度的新的评价实验方法与实验仪器,它可以测量岩心受入井流体损害前各分段的原始渗透率值,然后不需取出岩心,就可以直接在模拟储层温度、压力及流速条件下,用泥浆泵驱替高压液体罐中的入井流体,在岩心端面进行动态剪切损害。损害过程完成后,也不需取出岩心,而是通过换向阀门改变流体的流动方向,再由平流泵驱替液体,测量储层岩心受损害后各段的渗透率值。通过对比岩心各分段的渗透率变化情况,即可确定岩心受入井流体损害的深度和程度,从而优选出满足保护油气层需要的钻井液与完井液。目前“评价系统”及配套智能化软件已在多个油田企业投入使用,并取得了良好的应用效果。

关键词 岩心 储层保护 动态损害 评价系统 钻井液与完井液

A New Method Used to Evaluate Formation Damage Caused by Drilling & Completion Fluids——Investigation of the HTHP Core Dynamic Damage Evaluation Testing System

YU Wei-chu1,2,3,SU Chang-ming1,YAN Jie-nian2

( & Production Research lnstitute,SlNOPEC,Beijing100083; University of Petroleum,Beijing102249; University,Jingzhou434023)

Abstract The HTHP Core Dynamic Damage Evaluation Testing System is newly developed a new method and apparatus used for evaluation of the extent of formation damage caused by drilling and completion fluids in petroleum exploration and can be used to measure the original permeability of each section of the core sample before contamination by the drilling or completion ,the core does not need to be taken out and the process of dynamic damage can be directly conducted by flushing with the drilling or completion fluid using mud pump under the conditions of the simulated formation temperature,pressure and flow the damaged process is completed,the core is still kept in the holder and the permeability of each section of the core sample after damage can be measured by altering the flow direction with the reversal valve and flushing a fluid(cleaning water or kerosene)by the constant flow-rate comparing the permeability data that occur at each section of the core sample,the damage level and invasion depth can be determined,and the drilling and completion fluids that meet the requirements of formation protection can be ,the new evaluation method,the testing system and associated software for formation damage induced by drilling fluid and completion fluids were applied in several oilfields widely,and favorable results have been obtained.

Keywords core formation protection dynamic damage testing system drilling and completion fluids

随着世界石油生产的不断扩大与发展,油层伤害与保护的问题日益为各国石油工程师们所关注。油层伤害一旦产生,其补救措施需要付出昂贵的代价。因此,国外早在20世纪40~50年代就开始了油层伤害与保护的室内试验研究。我国也在20世纪70~80年代开始着手研究油层伤害问题,并建立了相应的储层损害评价实验方法及相关仪器。然而随着油气田勘探与开发逐步转向深层,原有的储层损害评价方法已不能适应。因此,要想在油气层保护技术领域取得突破性成果,有必要建立一套完整的、能够适应更深的地层勘探开发的储层损害评价新方法和与之相配套的评价手段,既可以测量岩心各段的原始和损害后渗透率,又能模拟储层温度、压力及泥浆上返速度等条件对岩心进行动态损害评价的新方法、新仪器。

本文主要介绍了该“评价系统”的设计思路、设计原理、技术性能指标、实验参数计算方法及其应用情况。

1 “评价系统” 的设计思路和工作原理

设计思路

(1)该“评价系统”首先要能够测量岩心各段的原始渗透率(Koi)和受损害后渗透率(Kdi)。根据本项目组的专利技术渗透率梯度仪(专利号:)的工作原理和设计思路,由达西定理公式便可很方便地计算出岩心各段损害前后的渗透率参数。

(2)根据本项目组专利技术新型智能高温高压岩心动态失水仪(专利号:)的工作原理和设计思路,在模拟地层温度、压力、井眼环空泥浆上返速率的条件下对岩心某个端面进行动态剪切污染损害实验。

(3)根据本项目组专利技术高温高压岩心动态损害评价实验仪(专利号:,)在渗透率测量完成后,不需取出岩心,而是在模拟地层温度、压力、井眼环空泥浆返速的条件下对岩心进行动态污染实验。在对岩心进行动态损害时,利用相关阀门,关闭岩心多段渗透率的测量机构,采用特制泥浆泵,在模拟地层温度、压力和井眼环空泥浆上返速度的条件下,对岩心的某个端面进行动态剪切污染,动态污染采用端面循环剪切式结构。实现一次装入岩心就可以在模拟地层温度、压力、井眼环空泥浆返速的条件下对岩心进行动态污染,以及污染前后岩心多项渗透率参数测试的评价实验研究。

(4)在多段渗透率测试过程中“评价系统”的重要组成部分使用了本项目组的专利技术高压精密平流泵(专利号:)首次实现恒流、恒压以及无脉动微量液体的输送技术。

(5)“评价系统”的核心部分使用了本项目组的专利技术岩心夹持器(专利号:)首次采用金属骨架硫化技术、“O”型密封圈技术以及橡胶的自封原理,打破了老型产品的挤压式密封结构,顺利地实现了沿岩心轴向建立多测点技术。

该“评价系统”的一个突出特点是将岩心损害前后各段渗透率变化测试和对岩心端面的动态污染损害机构有机地结合起来,从而顺利地实现了设计目的。

仪器的组成结构及工作原理

为了实现在同一台仪器上完成岩心的多段渗透率测试和模拟井下条件对岩心的动态损害,从而准确高效地评价钻井液保护油气层的效果,根据钻井工艺要求和上述设计思路,把高温高压岩心动态损害评价系统设计成如图1所示的工艺流程,它主要由精密平流泵、泥浆泵、液体罐、端面动循环并带多个测压点的岩心夹持器、流量计、电子天平、气源、压力传感器、温度传感器、环压泵、回压控制器、加热系统、数据采集与处理系统等部分组成。

图1 高温高压岩心动态损害评价系统流程

1—气源;2—高压减压阀;3—高压液体罐;4—泥浆泵;5—流量计;6—电子天平;7—回压控制器;8—环压泵;9—端面循环的多测点岩心夹持器;10—阀门;11—压力传感器;12—精密平流泵;13—排污阀;14—数据采集器;15—数据处理系统(计算机、打印机);16—加热体

其主要工作原理是:当关闭泥浆泵及相关阀门时,由精密平流泵驱替可进行岩心损害前后渗透率的测试;而当打开泥浆泵、流体管路及相关阀门时,可对液体罐中的钻井液或完井液在实际储层条件下进行循环,从而实现对储层岩心端面进行动态损害模拟。软件界面如图2右上角所示。

“评价系统”由两大部分组成:钻井过程的动态损害仿真系统和多段渗透率测试系统。在动态损害仿真系统中(如图2左边部分),氮气瓶给泥浆罐加压,泥浆循环泵控制流量,使钻井液以一定的压力和流量从泥浆罐里泵出,通过岩心夹持器与岩心的端面接触,对岩心端面进行高温高压动态损害评价实验,最后流回泥浆罐,形成密闭循环。在压力作用下,泥浆中的液体经过岩心而滤失,其动态失水经过管线流到电子天平称重,就可以测量出岩心的动失水速率等多项实验参数。

在渗透率测试部分(如图2右边部分),精密平流泵驱动实验液体进入岩心,经过岩心流至电子天平。另外,多个压力传感器实时采集岩心各测压点的压力值,根据达西定理进而可以算出岩心损害前后各分段的渗透率参数。

图2 高温高压岩心动态损害评价系统软件界面

数据采集与控制原理

硬件设计的总体思路

该“评价系统”控制部分硬件设计应具备以下主要功能:①温度控制,模拟井下高温工况;②流量控制,能够根据流量设定值准确地控制磁力泵的排量,从而控制岩心端面钻井液的流速,以模拟钻井作业过程中实际泥浆环空返速;③围压监测,岩心夹持器围压通过步进电机控制,仪器能够根据设定值自动控制并监测压力,实时显示在人机交互界面上;④仪器工作压力监测,泥浆循环的工作压力由气源调节给定,同时受泥浆温度的影响,软件仪器自动检测压力参数;⑤动滤失量计量,钻井液对岩心的损害是否已经完成,主要是看动滤失速率,当损害已充分时,动滤失速率曲线上升趋于平衡,不再变化或变化微小,说明钻井液对岩心的动态损害实验已经完成,这个过程一般需要150min,滤纸的动静滤失速率道理也是一样。

软件部分

该“评价系统”控制软件的人机交互、数据处理等功能由PC机完成,借助PC机强大的绘图、数据处理功能为用户提供一个实时性好、稳定性强、界面直观、使用方便的操作管理平台。用户可通过计算机软件非常清晰地掌握整个仪器运行的情况,可方便、及时地对实验过程中的各项参数进行调整,并对数据进行分析。为研究人员提供友好、便捷的人机交互全中文界面及数据处理环境,同时实现数据的存储,实验曲线的绘制,数据报表的输出和历史数据的查询等功能,其中包括流体通过岩心的孔隙体积倍数,岩心各段的渗透率、渗透率损害率、渗透率恢复率、钻井液与完井液通过岩心时的动滤失速率等实验参数,并且由计算机直接打印出实验数据报表,“评价系统”控制软件的人机交互主界面见图2所示。

主要技术指标

该“评价系统”的主要技术性能指标如下:(1)钻井液与完井液污染压力:0~10MPa,测量岩心渗透率流动压力最大可达60MPa;(2)工作温度:室温~150℃(最大可达230℃);(3)岩心端面流体线速度:0~;(4)实验岩心规格:人造或天然储层岩心,其尺寸为φ25×25-90;(5)测压精度:±2‰;(6)钻井液用量:2~3L;(7)渗透率测量范围:(1~5000)×10-3μm2;(8)电源:220V,50Hz(要求使用稳压电源)。

与其他油气层损害评价实验装置相比,该“评价系统”无论在工作压力和工作温度方面,还是在岩心的渗透率测量范围方面,均具有明显优势。不难看出,它适用于各种渗透性储层,以及出现异常高压或异常低压的储层,还适用于在井底温度超过150℃的深井中应用。

2 实验参数及计算方法

V返的计算

在钻井过程中,钻杆和钻铤处的环空返速可用下式进行计算:

油气成藏理论与勘探开发技术

式中:Q为钻井现场泥浆泵排量(L/s);D1,R分别为钻头直径和半径(in);D2,r分别为钻杆或钻铤的直径和半径(in); 为泥浆在环空处的上返速度(m/s)。

岩心端面处剪切速率的大小通过使用变频器调节泥浆泵的转速来实现,选择合理排量的泥浆泵就可以任意模拟钻井现场泥浆泵的排量。在钻井过程中,根据泥浆环空水力学计算结果,当钻杆或钻铤处环形空间泥浆的上返速度 推荐值为~时,才能形成平板型层流,从而满足钻井工艺的要求[4]。

岩心动滤失速率的计算

根据钻井液动滤失方程,钻井液或完井液通过岩心时的动滤失速率可使用下式计算:

油气成藏理论与勘探开发技术

式中:fd为动滤失速率(mL/cm2·min);Δθ为Δt时间内的动滤失量(mL);Δt为渗滤时间(s);A为岩心端面渗滤面积(cm2)。

动态污染损害前后岩心各段渗透率的计算

在一定压差的作用下,流体可在多孔介质中发生渗流。一般情况下,其流动规律可用达西定律来描述。因此,在动态污染前后,岩心各段渗透率参数的计算可通过应用达西定律公式来实现。由于是多点测试,可以将达西定律公式写成: 。

3 实施效果

该项目技术产品已在江汉、江苏、大庆、大港、吉林、中原、南方勘探公司、克拉玛依、塔里木等各油田单位推广了五十多台套,大量的实验研究表明,使用效果良好,它可以测量出岩心沿长度方向的非均质性,并能判断同一岩心在受钻井、完井液损害前后各段渗透率和损害深度程度,也可评价各种增产措施的效果,优选钻井、完井液体系配方、优化增产措施,达到保护油气层的目的,并认识了油气层特性,提高了油气田的勘探和开发效率。上述各油田通过该“评价系统”筛选出的优质钻井、完井液,起到了保护油气层的效果,既降低了生产成本,又提高了油气井产量,已经取得了巨大的经济效益和社会效益。该成果的推广应用为保护油气层技术研究和油气田评价工作的开展提供了全新的评价手段和评价方法,还使得其在理论和实验技术上获得了重大突破,其实验研究结果对油气田勘探与开发方案的科学决策、油气田的发现、提高油气井产量、延长油田的开发周期以及保护油气层领域的科学研究将起到十分重要的指导作用。

该评价新方法以及相关技术产品使科研成果及时转化为生产力,填补了我国在相关实验技术领域装备制造上的空白,具有同类技术的国际先进水平。

参考文献

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石油钻井论文

我国加入“WTO”后,石油钻采和石油化工设备制造业的市场发生了变化,在市场全球化大背景下,如何融入国际大市场参与世界同行业的竞争,是各企业面临的生死存亡问题。为提高竞争力,行业中各企业纷纷在产品的技术水平、产品质量、企业结构调整、基本建设、技术改造、采用国际通用标准、开拓国际市场上下功夫,成果十分显著。一、石油钻采设备技术水平取得突破 近年来,我国许多企业的产品技术水平取得突破。一批列入国家重大技术装备创新项目的石油设备研制获得成果:宝鸡石油机械厂研制的ZJ70DB钻机,采用全数字控制交流变频等多项新技术,进入国际先进钻机行列;宏华公司研制的ZJ40DBS钻机,填补了国内空白,达到国际先进水平;江汉石油四机厂研制的2000型成套压裂设备通过鉴定,填补了国内空白,达到国际先进水平。此外,山西永济电机厂研制的YZ08、YZ08A石油钻井直流电动机由国家科技部授《国家重点新产品证书》;江钻股份有限公司积极开展技术创新,与国内大专院校、科研机构以及国际间的技术合作,获得“单牙轮钻头”等国家专利21项。该公司现共拥有国家专利56项,美国、伊朗专利5项。极大地提高了核心竞争力。荣盛机械制造有限公司研制成功F35-105防喷器,能满足深井、超深井钻探的井控工艺要求,填补了国内空白,达到国外同类产品先进水平。至此,经过多年的努力,我国已有能力实现对防喷器生产的全系列覆盖。该公司研制成功高压注水井带压作业装置,有效地解决了油田中后期开发过程中高压注水井带压作业的重大技术难题;宝鸡机械厂下属公司研制成功的BSJ5080TSJ60油田专用试井车体积小、用途广、适应性强;华北油田第一机械厂研制的新一代节能抽油机获得中国、印尼、和加拿大三国专利;胜岛石油机械厂成功推出液压反馈式抽稠油泵、长柱塞防砂泵、高效旋流泵三种抽油泵;华北油田大卡热能技术开发公司研制的ZXCY系列直线电机抽油机通过河北省产品鉴定。该机达到国际先进水平,重量和占地面积仅为常规抽油机的50%,且节能效果很好;在海洋石油方面,胜利油田自行建成我国国内最大吨位的海上石油钻井平台——赵东一号、生产平台——赵东二号主体结构,胜利油田钢结构承造能力达到国际水平;兰石国民油井公司承包建造的重达1700吨的南海油田自升式井架钻井模块于3月23日完成陆地建造。该钻井模块用于香港正南20公里海域的南海油田作业的番禹4—2和5—1项目。井架可以依托安装在井架下端的导向轮滑行分段起升,无须重型起重设备,在海洋设备安装中具有很大的优势。进来,由中石油管道局承担的“大口径弯管及装备国产化研制”、“西气东输工程用感应加热弯管技术条件”、华北石油第一机械厂承担的“大口径感应加热弯管制造工艺的研究”、吉林化建有限责任公司承担的“感应加热煨制X70钢级、直径1016大弯管工艺研究”4项课题通过中石油鉴定,技术条件达到国际同类标准的先进水平、产品达到国内先进水平。胜利油田研制成功我国第一台大口径管道全自动开孔机,满足管道、容器带压下开孔、接口、碰头等施工作业。中石油管道局为西气东输工程组织开展了125项科技攻关,其中“PAW-2000型管道全位置自动焊机”“PFM3640管道坡口整形机”“PPC3640管道气动内对口器”技术性能达到或超过国外同类产品水平。总体来说,我国石油钻采设备技术水平已达到一定水平。二、化工设备的科研新产品取得较大成果 经过多年发展,我国化工设备的科研新产品取得较大成果。由我国自行设计制造的350万吨/年重油催化裂化装置在大连石化一次投料试车成功,标志着我国拥有自主知识产权的催化裂化成套技术,具备了世界级大型催化裂化装置的工程设计、制造和建设实力。由中石化工程建设公司、一重、齐鲁石化共同设计制造的千吨级加氢反应器通过中石化技术鉴定,标志着我国迈入大型加氢反应器设计与制造商行列。由中石化和美国鲁姆斯公司合作开发的10万吨/年大型乙烯裂解炉已在中石化各乙烯装置中使用。正在共同着手开发单炉生产能力15~18万吨/年大型乙烯裂解炉,以满足建设百万吨级大型乙烯装置的需要。杭州制氧机厂设计制造的乙烯冷箱在燕化71万吨/年乙烯装置运行正常,实现了大型乙烯冷箱国产化,达到国际先进水平。沈阳鼓风机厂制造的上海石化70万吨/年乙烯装置裂解气压缩机2002年4月12日正式投料运行,达到国外机组水平。由合肥通用机械研究所承担的国家重大技术装备国产化创新项目:1万m3天然气球罐研制成功。填补了国内空白。由茂名石化设计院设计、茂名石化建设公司施工的万m3原油储罐在茂名兴建,是目前我国最大的原油储罐。南化机成功制造国内最大的年产45万吨合成氨、80万吨尿素的关健设备—二氧化碳吸收塔。抚顺机械炼化设备有限公司设计制造的螺旋折流板换热器通过专家鉴定,达到国内先进水平。辽阳石油化纤公司机械厂研制成功聚酯装置用重型压力离心机,达到国外同类产品水平。 三、产品质量不断提高 国内各企业在努力提高产品技术水平的同时也在不断提高产品质量,如华北石油一机厂为保证其专利产品异型游梁式抽油机的质量,满足批量出口美国等的需要,打破常规,配套产品由原来招标改为联合国内几家获得国际API资格的厂家进行共同攻关,发挥联合优势叫响国产品牌;山西永济电机厂的石油钻井直流电动机由中国质量协会、全国用户委员会授予《全国用户满意产品》称号。 在市场竞争中形成了一些产品质量好、受到用户欢迎、市场占有率不断上升的专业厂。如:荣盛机械制造有限公司防喷器产品占据国内市场80%销售份额,跻身于世界4大防喷器制造商行列;江苏阜宁宏达石化机械制造有限公司是一家地方小厂,公司推出的四款新采油工具QS型系列可取式桥塞、KYLM型系列液力锚、DS90-Y241型组合式油层保护封隔器和Y341型系列软卡瓦封隔器,大大提高了采油作业的成功率,降低了油田生产成本,受到油田用户的欢迎。山西永济电机厂生产的直、交流系列石油钻井电动机已达30多种,国内油田钻机所用配套电机的98%来自该厂。 四、国际通用标准和信息化受到重视 北京石油机械厂获得API 16D会标使用权(API 16D是美国石油学会关于钻井控制设备控制系统规范),北京石油机械厂是国内第一家、世界第九家拥有API 16D会标使用权的厂家。 经过近15年的努力,全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会已形成了面向陆上和海上石油勘探、钻采设备、材料标准体系。现行有效的国家标准中,等同等效采用国际标准和国外先进标准的有27项。目前,我国通过API认证的石油设备制造企业已达196家。宝鸡石油机械厂已获得API认证达8大类55项,是我国取得API认证最多的石油设备制造企业。为我国的石油机械装备进入国际市场打下了坚实的基础。 为了实现世界级制造商的目标,江钻股份公司一直把信息化建设摆在十分重要的位置。江钻股份公司信息化系统的成功开发应用,大大提高了在全球一体化市场竞争中的生存与发展能力。2002年成为湖北省制造业信息化工程重点示范企业。 五、企业结构调整取得较大进展 上海神开科技工程有限公司成功购并上海第一石油机械厂、上海第二石油机械厂、上海石油仪器厂、上海石油化工机械设备研究所等。由上海神开科技工程有限公司参股60%、上海电器集团总公司参股20%、个人参股20%,成立上海神开石油化工设备有限公司。宝鸡石油机械厂按照现代企业制度,建立规范的法人治理结构,成功改制为宝鸡石油机械有限责任公司;并全面启动耗资7000万元的钻机生产线技术改造项目。具有50年历史,生产炼油、化工设备的抚顺机械厂与一些大中型国有企业一样,在竞争激烈的市场竞争中,步履蹒跚,举步维艰。近年来,虽几经努力,但亏损不断加剧。在得到员工的支持和认可、在市委、市政府指导组的协调指导下,采取国有民营策略,顺利实现企业转制;原华北石油二机厂的产品85%以上的市场在华北石油管理局外,由于体制的束缚,经营陷入困境。2002年顺利完成了整体带资分流改制工作,新成立了河北华北石油荣盛机械制造有限公司。 六、石油钻采设备向海外进军取得成效。 江钻股份公司是世界石油钻头三强之一,石油钻头出口到美国、加拿大等19个国家和地区;宏华公司已交付中亚ZJ70D钻机5台,又新接中亚国家的10台ZJ50DBS电动钻机订单;南阳石油机械厂先后有7台3000米车装钻机随长城钻井公司和大港油田等用户赴墨西哥作业,其钻机性能给用户留下了良好印象。2002年,750马力电动拖挂式钻机在墨西哥中标;中国石油技术开发公司向土库曼出口成套钻机及其外围设备;中原油田特车修造总厂石油钻采特车出口土库曼、格鲁吉亚、哈萨克;新疆石油局采研院研制的一批固井工具、抽油泵出口哈萨克;四川射孔器材公司批量射孔器材出口哈萨克等。

深水石油钻井技术现状及发展趋势*摘要:随着世界深水油气资源不断发现,近几年来深水钻探工作量越来越大。随着水深的增加和复杂的海况环境条件,对钻井工程提出了更高的挑战,钻井技术的难度越来越大。从目前国内外深水钻井实践出发,对深水的钻井设备、定位系统、井身结构设计、双梯度钻井技术、喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、钻井液和固井工艺技术和钻井隔水管及防喷器系统等关键技术进行了阐述,对深水的钻井设计和施工进一步向深水钻井领域发展具有重要导向作用。关键词:深水钻井;钻井设备;关键技术全世界未发现的海上油气储量有90%潜伏在水深超过1000 m以下的地层,所以深水钻井技术水平关系着深海油气勘探开发的步伐。对于海洋深水钻井工程而言,钻井环境条件随水深的增加变得更加复杂,容易出现常规的钻井工程难以克服的技术难题,因此深水钻井技术的发展是影响未来石油发展的重要因素。1国内外深水油气勘探形势全球海洋油气资源丰富。据估计,海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%,累计获探明储量约400×108,t探明率30%左右,尚处于勘探早期阶段。据美国地质调查局(USGS)评估,世界(不含美国)海洋待发现石油资源量(含凝析油)548×108,t待发现天然气资源量7815×1012m3,分别占世界待发现资源量的47%和46%。因此,全球海洋油气资源潜力巨大,勘探前景良好,为今后世界油气勘探开发的重要领域。随着海洋钻探和开发工程技术的不断进步,深水的概念和范围不断扩大。目前,大于500 m为深水,大于1500 m则为超深水。据估计,世界海上44%的油气资源位于300 m以下的水域,其中,墨西哥湾深水油气资源量高达(400~500)×108桶油当量,约占墨西哥湾大陆架油气资源量的40%以上,而巴西东部海域深水油气比例高达90%左右。20世纪90年代以来,由于发现油气田储量大,产量高,深水油气倍受跨国石油公司青睐,发展迅速。据估计,近年来,深水油气勘探开发投资年均增长30. 4%, 2004年增加到220亿美元。1999年作业水深已达2000 m, 2002年达3000 m。90年代以来,全球获近百个深水油气发现,其中亿吨级储量规模的超过30%。2000年,深水油气储量占海洋油气储量的12. 3%,比10年前增长约8%。2004年,全球海洋油气勘探获20个重大深水发现(储量大于110×108桶)。1998-2002年有68个深水项目,约15×108t油当量投产; 2003-2005年则增至144个深水项目,约4216×108t油当量投产, 2004年深水石油产量210×108,t约占世界石油产量的5%。2目前深水油气开发模式深水油气开发设施与浅水油气开发设施不同,其结构大多从固定式转换成浮式,因此开发方式和方法也发生了变化。国外深水油气开发中常用的工程设施有张力腿(TLP)平台、半潜式(SEMIOFPS)平台、深吃水立柱式(SPAR)平台、浮式生产储油装置(FPSO)以及它们的组合。3深水钻井关键技术深水钻井设备适用于深水钻井的主要是半潜式钻井平台和钻井船2种浮式钻井装置。. 1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。钻井船主要由船体和定位设备2部分组成。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。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。全球现有38艘钻井船,其中额定作业水深超过500 m的深水钻井船有33艘,占总数的87%。在这33艘深水钻井船中,有26艘正在钻井,有5艘正在升级改造。在现有的深水钻井船中, 20世纪70年代建造的有10艘, 80年代和90年代建造的各有7艘,其余9艘是2000-2001年建造的。其中2000年建成的钻井船最多,有8艘;其次是1999年,有4艘。目前在建的7艘钻井船中,均是为3000多米水深建造的, 2007年将建成1艘, 2008年和2009年将各建成3艘。钻井船主要活跃在巴西海域、美国墨西哥湾和西非海域。2006年7月初,正在钻井的26艘深水钻井船分布在8个国家。其中巴西8艘,占1/3;其次是美国,有6艘;安哥拉、印度和尼日利亚分别有4艘、3艘和2艘;中国、马来西亚和挪威各1艘。. 2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。工作时下船体潜入水中,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3000 m,同时勘探深度也相应提高到9000~12 000 m。据Rigzone网站截至2006年7月初的统计,全球现有165座半潜式钻井平台,其中额定作业水深超过500 m的深水半潜式钻井平台有103座,占总数的62%。在这103座深水半潜式钻井平台中,有89座正在钻井,有11座正在升级改造。其中31座是20世纪70年代建造的,最长的已经服役30多年; 40座是20世纪80年代建造的; 13座是90年代建造的; 19座是2000 -2005年建造的。此外,还有24座深水半潜式钻井平台正在建造。深水半潜式钻井平台主要活跃在美国墨西哥湾、巴西、北海、西非、澳大利亚和墨西哥海域。2006年7月初,处于钻井中的89座深水半潜式钻井平台分布在18个国家,其中美国最多, 24座,占总数的27%;巴西17座,挪威10座,英国6座,澳大利亚、墨西哥和尼日利亚各5座,其余国家各有1~3座。深水定位系统半潜式钻井平台、钻井船等浮式钻井装置在海中处于飘浮状态,受风、浪、流的影响会发生纵摇、横摇运动,必须采用可靠的方法对其进行定位。动力定位是深水钻井船的主流方式。在现有的深水钻井船中,只有6艘采用常规锚链定位(额定作业水深不足1000 m),其余27艘都采用动力定位(额定作业水深超过1000 m)。1000 m以上水深的钻井船采用的都是动力定位,在建的钻井船全部采用动力定位。动力定位系统一般采用DGPS定位和声纳定位2种系统。声纳定位系统的优点: (1)精确度高(1% ~2% )、水深(最大适用水深为2500 m); (2)信号无线传输(不需要电缆); (3)基本不受天气条件的影响(GPS系统受天气条件的影响); (4)独立,不需要依靠其他系统提供的信号。声纳定位系统的缺点: (1)易受噪声的影响,如环境噪声、推进器噪声、测试MWD等; (2)折射和阴影区; (3)信号传输时间; (4)易受其他声纳系统的干扰,如多条船在同一地方工作的情况。大位移井和分支水平井钻井技术海上钻井新技术发展较快,主要包括大位移井、长距离水平钻井及分支水平井钻井技术。这些先进技术在装备方面主要包括可控马达及与之配套的近钻头定向地层传感器。在钻头向地层钻进时,近钻头传感器可及时检测井斜与地层性质,从而使司钻能够在维持最佳井眼轨迹方面及时做出决定。由于水平井产量高,所以在国外海上油气田的开发中已经得到了广泛的应用。目前,国外单井总水平位移最大已经达11 000m。分支水平井钻井技术是国际上海洋油气田开发广泛使用的技术,近年来发展很快。利用分支井主要是为了适应海上需要,减少开发油藏所需平台数量及平台尺寸(有时平台成本占开发成本一半还多)。具体做法是从一个平台(基础)钻一口主干井,然后从主干井上急剧拐弯钻一些分支井,以期控制较大的泄油面积,或者钻达多个油气层。深水双梯度钻井技术与陆地和浅海钻井相比,深海钻井环境更复杂,容易出现常规钻井装备和方法难以克服的技术难题:锚泊钻机本身必须承受锚泊系统的重量,给钻机稳定性增加了难度;隔水管除了承受自身重量,还承受严重的机械载荷,防止隔水管脱扣是一个关键问题;地层孔隙压力和破裂压力之间安全钻井液密度窗口窄,很难控制钻井液密度安全钻过地层;海底泥线处高压、低温环境影响钻井液性能产生特殊的难题;海底的不稳定性、浅层水流动、天然气水合物可能引起的钻井风险等。国外20世纪60年代提出并在90年代得到大力发展的双梯度钻井(DualGradi-entDrilling,简称DGD)技术很好地解决了这些问题。双梯度钻井技术的主要思想是:隔水管内充满海水(或不使用隔水管),采用海底泵和小直径回流管线旁路回输钻井液;或在隔水管中注入低密度介质(空心微球、低密度流体、气体),降低隔水管环空内返回流体的密度,使之与海水相当,在整个钻井液返回回路中保持双密度钻井液体系,有效控制井眼环空压力、井底压力,克服深水钻井中遇到的问题,实现安全、经济的钻井。喷射下导管技术海上浅水区的表层套管作业通常采用钻孔、下套管然后固井的作业方式。在深水区,由于海底浅部地层比较松软,常规的钻孔/下套管/固井方式常常比较困难,作业时间较长,对于日费高昂的深水钻井作业显然不合适。目前国外深水导管钻井作业通常采用“Jetting in”的方式。常规做法是在导管柱(Φ914. 4 mm或Φ762 mm)内下入钻具,利用导管柱和钻具(钻铤)的重量,边开泵冲洗边下入导管。3. 6动态压井钻井技术(DKD)DKD(Dynamic killDrilling)技术是深水表层建井工艺中的关键技术。该技术是一种在未建立正常循环的深水浅层井段,以压井方式控制深水钻井作业中的浅层气井涌及浅层水涌动等复杂情况的钻井技术。其工作原理与固井作业中的自动混浆原理相似,它是根据作业需要,可随时将预先配好的高密度压井液与正常钻进时的低密度钻井液,通过一台可自动控制密度的混浆装置,自动调解到所需密度的钻井液,可直接供泥浆泵向井内连续不断地泵送。在钻进作业期间,只要PWD和ROV监测到井下有地层异常高压,就可通过人为输入工作指令,该装置立即就可泵送出所需要的高密度钻井液,不需要循环和等待配制高密度钻井液,真正意义上地实现边作业边加重的动态压井钻井作业。3. 7随钻环空压力监测(APWD)由于深水海域的特殊性,与浅水和陆地钻井相比,部分的上覆岩层被水代替,相同井深上覆岩层压力降低,使得地层孔隙压力和破裂压力之间的压力窗口变得很窄,随着水深的增加,钻井越来越困难。据统计,在墨西哥湾深水钻井中,出现的一系列问题,如井控事故、大量漏失、卡钻等都与环空压力监测有关。随钻环空压力测量原理是主要靠压力传感器进行环空压力测量,可实时监测井下压力参数的变化。它可以向工程师发出环空压力增加的危险报警,在不破坏地层的情况下,提供预防措施使井眼保持清洁。主要应用于实时井涌监测和ECD监控、井眼净化状况监控、钻井液性能调整等,是深水钻井作业过程中不可缺少的数据采集工具。3. 8随钻测井技术(LWD /MWD /SWD)深水测井技术主要是指钻井作业过程中的有关井筒及地层参数测量技术,包括LWD、MWD和SWD测井技术。由于深水钻井作业受到高作业风险及昂贵的钻机日租费的影响,迫使作业者对钻井测量技术提出了多参数、高采集频率和精度及至少同时采用2套不同数据采集方式的现场实时数据采集和测量系统,并且具有专家智能分析判断功能的高标准要求。目前最常用的定向测量方式是MWD数据测量方式,这种方式通常只能测量井眼轨迹的有关参数,如井斜角、方位角、工具面。LWD是在MWD基础上发展起来的具有地层数据采集的随钻测量系统,较常规的MWD增加了用于地层评价的电阻率、自然伽马、中子密度等地层参数。具有地质导向功能的LWD系统可通过近钻头伽马射线确定井眼上下2侧的地层岩性变化情况,以判断井眼轨迹在储层中的相对位置;利用近钻头电阻率确定钻头处地层的岩性及地层流体特性以及利用近钻头井斜参数预测井眼轨迹的发展趋势,以便及时做出调整,避免钻入底水、顶部盖层或断裂带地层。随钻地震(SWD)技术是在传统的地面地震勘探方法和现有的垂直地震剖面(VSP———VerticalSeismic Profiling)的基础上结合钻井工程发展起来的一项交叉学科的新技术。其原理是利用钻进过程中旋转钻头的振动作为井下震源,在钻杆的顶部、井眼附近的海床埋置检波器,分别接收经钻杆、地层传输的钻头振动的信号。利用互相关技术将钻杆信号和地面检波器信号进行互相关处理,得到逆VSP的井眼地震波信息。也就是说,在牙轮钻头连续钻进过程中,能够连续采集得到直达波和反射波信息。深水钻井液和固井工艺随着水深度的加大,钻井环境的温度也将越来越低,温度降低将会给钻井以及采油作业带来很多问题。比如说在低温情况下,钻井液的流变性会发生较大变化,具体表现在黏、切力大幅度上升,而且还可能出现显著的胶凝现象,再有就是增加形成天然气水合物的可能性。目前主要是在管汇外加绝缘层。这样可以在停止生产期间保持生产设备的热度,从而防止因温度降低而形成水合物。表层套管固井是深水固井的难点和关键点。海底的低温影响是最主要的因素。另外由于低的破裂压力梯度,常常要求使用低密度水泥浆。深水钻井的昂贵日费又要求水泥浆能在较短的时间内具有较高的强度。深水钻井隔水管及防喷器系统深水钻井的隔水管主要指从海底防喷器到月池一段的管柱,主要功能是隔离海水、引导钻具、循环钻井液、起下海底防喷器组、系附压井、放喷、增压管线等作用。在深水钻井当中,隔水管柱上通常配有伸缩、柔性连接接头和悬挂张力器。在深水中,比较有代表性的是Φ533. 4 mm钻井隔水管,平均每根长度为15. 2~27. 4 m。为减小由于钻井隔水管结构需要和自身重量对钻井船所造成的负荷,在钻井隔水管外部还装有浮力块。这种浮力块是用塑料和类似塑料材料制成的,内部充以空气。在钻井隔水管外部,还有直径处于50~100 mm范围的多根附属管线。在深水钻井作业过程中,位于泥线以上的主要工作构件从下向上分别是:井口装置、防喷器组、隔水管底部组件、隔水管柱、伸缩短节、转喷器及钻井装置,井口装置通常由作业者提供。4结论深水石油钻井是一项具有高科技含量、高投入和高风险的工作,其中喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、随钻测井技术、ECD控制等技术是深水钻井作业成功的关键。钻井船、隔水管和水下防喷器等设备的合理选择也是深水钻井作业成功的重要因素。另外,强有力的后勤支持和科学的作业组织管理是钻井高效和安全的重要保障。参考文献:[1]潘继平,张大伟,岳来群,等.全球海洋油气勘探开发状况与发展趋势[J].中国矿业, 2006, 15(11): 1-4.[2]刘杰鸣,王世圣,冯玮,等.深水油气开发工程模式及其在我国南海的适应性探讨[ J].中国海上油气,2006, 18(6): 413-418.[3]谢彬,张爱霞,段梦兰.中国南海深水油气田开发工程模式及平台选型[ J].石油学报, 2007, 28(1): 115-118.[4]李芬,邹早建.浮式海洋结构物研究现状及发展趋势[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2003, 27(5): 682-686.[5]杨金华.全球深水钻井装置发展及市场现状[J].国际石油经济, 2006, 14(11): 42-45.[6]赵政璋,赵贤正,李景明,等.国外海洋深水油气勘探发展趋势及启示[J].中国石油勘探, 2005, 10(6): 71-76.[7]陈国明,殷志明,许亮斌等.深水双梯度钻井技术研究进展[J].石油勘探与开发, 2007, 18(2): 246-250.

. [银行金融] 石油市场的金融支持体系研究 [佚名][2008年1月14日][510]简介:无内容: 内容摘要 : 国际石油市场价格不断攀升,中国作为第二大消费国深受影响。石油基金、石油外汇和石油银行的运作是石油市场发展的动力,并通过石油金融支持的法律法规、部门规章程序加以保障。 关键词:石油金融;石油衍生品市场;石油战略储备;石油基金 &nbs……2. [机械制造] BOG压缩机在液化石油气基地的应用 [佚名][2007年1月11日][73]简介:无内容:摘 要:介绍了在液化石油气基地用压缩机处理蒸发气时的工艺流程、压缩机容量的调节、辅助设备的自动控制以及压缩机的报警和连锁保护控制系统。1 前言通常情况下,低温丙烷(C3)罐内液体温度为-40~-42℃,而低温了烷(C4)罐内液体温度为0~-2℃;正常运行时,罐压一般都保持在5~11KPa。尽管罐体有很厚的保温层,但由于罐壁以及工艺管线等与外界的换热,低温罐内液体会部分吸热蒸发,……3. [国际经济] 美拟对伊拉克动武推升石油价格 [佚名][2006年12月15日][81]简介:无内容: [摘要] 美国坚持动用武力推翻伊拉克总统,引发石油价格上升。石油价格上涨影响世界经济增长,抬高经济活动成本并转化为通货膨胀,减缓近几个月来美元兑欧元和日元的贬值趋势。但原油市场价格不大可能持续超过每桶30美元的水平,即使美国对伊拉克动武,油价短期剧烈波动后,仍可能回到每桶30美元以下。 美国坚持动用武力……4. [管理科学] 入世后我国石油安全储备战略研究 [佚名][2006年8月24日][295]简介:无内容:0 引言 1999年,我国对石油和石化行业的管理体制进行了重大改革,组建了中国石油集团和中国石化集团,形成南北竞争的格局;2000年,中国石油和中国石化两家股份有限公司股票分别在境外上市,标志着我国石油行业管理体制已步入市场化和国际化的轨道。石油行业经营的不仅是国家的自然资源,而且是投资者的财富;不仅肩负着国民经济的能源供应,而且力求投资者效益最大化目标的完成。在新的经营环境下,风险、收益、安全……5. [石油与能源动力] 中国石油、天然气战略资源分析 [佚名][2006年8月23日][2425]简介:无内容:二、我国油气资源面临的问题 在目前我国经济快速发展的过程中,油气资源勘探和开发面临五大问题: l、后备可采储量不足 2、风险勘查投入不足 3、缺乏供给保障机制,很难适应市场变化 4、科技总体水平不高,不能满足增储上产需要 5、环境问题严重,尚未得到充分重视 三、中国致力于解决油气供需不平衡矛盾的措施 1、油气的大力勘探、开发 2、积极开展国际合作,增强我国油气进口的安全性 3……6. [石油与能源动力] 石油、伊拉克、安大线、南海 [佚名][2006年8月23日][473]简介:无内容:人最基本的欲望是生存的欲望,生存层面之上的欲望是发展的欲望。因此人类的历史就是生存和发展的历史,人类社会的团体国家建立的目的就是为了生存,而国家建立之后的任务就是发展。无论生存和发展都需要足够的自然资源和社会资源来支持。两种资源中任何一种的缺乏都可能导致战争。人类的战争唯一的目的是争夺资源,唯一的原因是资源的缺乏。战争包括两种,一种是对国家安全和发展至关重要的自然资源的争夺导致的战争,如伊拉克战……7. [石油与能源动力] 石油:中国能源安全的核心与国际战略 [佚名][2006年8月23日][1773]简介:无内容:摘要:伴随中国经济的持续快速发展,石油短缺问题日益成为中国能源安全的核心和国家安全问题的一个重要方面。中国石油安全问题不能不通过国际石油市场来解决,然而,当今世界石油市场的发展趋势却使中国石油安全面临一系列严峻的国际环境。为此,必须广泛参与国际石油领域的竞争与合作,实施维护石油安全的对外战略,以确保中国海外石油供应安全。 关键词:中国 能源安全 石油短缺 国际环境 国际战略 中国……8. [材料科学与工程] 液化石油气储配站需要注意的几个安全问题 [佚名][2006年8月23日][480]简介:无内容:西安“ ”液化石油气泄漏爆炸事故后,根据国家质量技术监督局(1999)143号文“关于加强液化石油气安全监察与管理的通知”要求,我们对河南省几十个液化石油气储配站进行了调研,发现一定程度存在着安全管理制度执行不严、设备及管道附件存在缺陷、防范事故的能力和手段不强、抢险救险经验不足等问题。下述安全问题已运行站需要整改、新建储配站需要注意避免。 一、管法兰、紧固件、垫片的选用 1995年前投……9. [材料科学与工程] 城市燃气中液化石油气的发展 [佚名][2006年8月23日][940]简介:无内容:1994年我国政府批准通过的中国21世纪议程中国21世纪人口、环境和发展白皮书,提出了中国促进经济、社会资源与环境相互协调的可持续发展的总体战略对策以及行动方案。同时也确定到下世纪中叶,国内经济发展达到中等发达国家的水平的战略目标。因此,在中国的经济结构和社会生活方面正在发生根本性的转变,其中把环境保护作为一项基本国策。坚持污染防治和生态保护并重的方针,重点城市的环境污染得到控制,环境保护取得了一……10. [材料科学与工程] 液化气石油气汽车在丹东的发展 [佚名][2006年8月23日][309]简介:无内容:一.前言 随着改革开放的不断深入和经济建设的迅猛发展,汽车拥有量也日益增多,这样势必加剧了大气污染并严重威胁到人类的生命和健康。据不完全资料统计,60%的城市污染主要来自于汽车尾气。而汽车尾气主要含有铅、碳、一氧化碳、氧化氮、二氧化硫和为充分燃烧的碳氢化合物,特别是铅对人体十分有害。因此,必须改善汽车用燃料,解决城市污染,保护人类的生存环境。 液化石油气作为汽车燃料,可解决大气污染的问题,并能……11. [材料科学与工程] 液化石油气汽车的前景、市场及其对策- [佚名][2006年8月23日][502]简介:无内容:前景一、以气代油,大势所起以天然气和液化石油气(以LPG)代替汽油作汽车动力燃料,在当今已是必然的趋势。首先,这是社会经济持续发展的需要,早在一个半世纪这前,恩格斯就告诫人们:在人类征服自然的同时,大自然也会向人类报复。如今人们已经深切地感觉到了这一“报复”。其中最严重的就是生态失衡,环境污染。人类为此已付出了成千上万的生命代价,“世纪警钟”终于敲响了:要保持经济持续发展,必须同时保护生态环境。于……12. [材料科学与工程] 液化石油气汽车的前景、市场及其对策 [佚名][2006年8月23日][152]简介:无内容:前景一、以气代油,大势所起以天然气和液化石油气(以LPG)代替汽油作汽车动力燃料,在当今已是必然的趋势。首先,这是社会经济持续发展的需要,早在一个半世纪这前,恩格斯就告诫人们:在人类征服自然的同时,大自然也会向人类报复。如今人们已经深切地感觉到了这一“报复”。其中最严重的就是生态失衡,环境污染。人类为此已付出了成千上万的生命代价,“世纪警钟”终于敲响了:要保持经济持续发展,必须同时保护生态环境。于……13. [材料科学与工程] 《珠海市瓶装液化石油气销售点规划》编制思路 [佚名][2006年8月23日][207]简介:无内容:摘要:介绍针对珠海社会经济情况、瓶装气供应特点和管道燃气发展趋势,编制具有较强操作性的瓶装气销售点的规划思路。液化石油气在我省得以广泛利用,不同城市瓶装气和管道气的所占比例不同,1999年的调研资料表明,就广州、深圳、珠海和佛山而言,各市主要燃气供应公司瓶装气供应所占比例分别为39%、35%、98%和33%(数据仅供参考)。数据表明。由于瓶装气投资少,见效快,机动灵活,在经济较发达的珠三角仍有不小……14. [材料科学与工程] 人工煤气输配管网向液化石油气混空气过渡过程中值得探讨的问题 [佚名][2006年8月23日][119]简介:无内容:近几年来,在我国沿海城市都陆续相继抛弃了原行成本高昂、环境污染严重的人工煤气,转向为液化石油气混空气的称之为人工制造天然气(Manufactured Mixed Gas)的新气源的技术。这就解决了这些区域内现在急需用天然气(Natural Gas)与暂时还不能接通天然气的矛盾,使之将来天然气到达该地区后,再置换天然气,而输配管网和户内设备无需更换,使一次投资到位。实践证明:这种新的气源的确具有工艺……15. [材料科学与工程] 液化石油气低NOx燃烧技术探讨 [佚名][2006年8月23日][144]简介:无内容:随着燃气事业的发展,我国燃料结构发生了很大的变化,燃煤向燃气转换,天然气置换人工煤气,既满足了人民生活水平提高的要求,也使环境质量有了很大的改善。一直以来,液化石油气就是燃气供应中不可缺少的重要组成部分,特别是在城市煤气管网达不到的地方以及城市煤气的发展不能及时满足供应的城乡地区,都需要大量使用液化石油气。任何燃气燃烧设备在供给热能的同时,都要产生大量烟气p烟气中的有害成分会直接污染大气或首先污染……16. [材料科学与工程] 车用液化石油气气质的研究、开发 [佚名][2006年8月23日][52]简介:无内容:为了推进我市燃气汽车的发展,根据市政府的安排,我们在市公交总公司和一汽汽研所的配合下,从九七年十月起,围绕着车用液化石油气气源的选择和气质的净化开展了大量的试验研究工作。在气源选择上,我们根据我国东北地区,特别是大庆地区炼治企业多,液化石油气资源丰富,且价格较低的特点,始终坚持了以选择国产气,特别是大庆地区几个大炼油企业生产的硫和丁二烯含量低的炼厂气或油田伴生气为主的选择原则。两年未、我们先后选择……17. [材料科学与工程] 浅谈在中、小城市和地区发展液化石油气燃料汽车 [佚名][2006年8月23日][86]简介:无内容:前言 北京市液化石油气公司是全国最早开展液化石油气燃料汽车项目的单位之一,早在95年就已装出样车数部,并做了大量的试验工作。为了更好的适应液化石油气燃料汽车市场需求,北京市液化石油气公司集中了大量优秀的技术人才,专门进行液化石油气燃料汽车的开发、小型加气装置的研制、加气站的设计与施工,以及液化石油气燃料汽车及其项目的推广与应用。北京市液化石油气公司在稳固并扩大北京市场的同时,还积极开拓全国市场。我……18. [材料科学与工程] 大型液化石油气气化站运行管理模式的探讨 [佚名][2006年8月23日][123]简介:无内容:一、概况 深圳市从一九八二年开始,借鉴和移植香港地区小区气化的经验,采用了投资省、见效快的城市气化途径一—液化石油气小区中央气化管道供气方式,以适应深圳这个现代化城市的建设需求,在《全面规划,分区建设,逐步联网,逐步实现石油气供应管道化》的方针指引下,十多年来已先后建成了罗湖、滨河、木头龙、百花、东乐、莲花、金湖、罗芳、南油等十多个中央气化站,为特区内30多万居民和公福用户提供着优质的气源。随……19. [材料科学与工程] 液化石油气管道建设应注意的若干问题 [佚名][2006年8月23日][134]简介:无内容:摘要:从安全监查的角度。针对液化场站工艺管道设计方面。提出应加以注意的问题。近几年来,国内液化石油气管道漏气着火或爆炸事故屡有发生,给人民生命财产安全造成严重危害。分析其原因,主要是由于液化石油气管道在设计、安装、监理检验、使用维护等方面没有完全执行国家或行业有关法规、技术规范或技术标准的要求,存在质量问题或安全隐患,最终导致事故的发生。本人从事锅炉压力容器和压力管道安全监察工作多年、曾对本市二十……20. [材料科学与工程] 液化石油气区域气化站与天然气高中压调压站台建的设计实践与探讨 [佚名][2006年8月23日][88]简介:无内容:摘要:对液化石油气区域气化站与天然气高中压调压站合建的规划,设计,建设之间关系的探讨。1前言 城市燃气化是城市现代化的重要标志,燃气工程是城市重要基础设施之一。随着经济的快速增长和城市规模的不断扩大,深圳市城市煤气无论从规模,还是从气源的性质都难于适应城市的发展要求,根据国务院批准的《深圳市城市总体规划》(1996—2010),深圳市的管道燃气供应区域将不断扩大,气源从液化石油气逐步过渡到天然气,……

[石油工程]气藏水平井合理配产摘 要目前,运用水平井开发油气藏受到越来越多的油田工作者推崇。但用水平井开发气藏要受到多种因素的制约,诸如渗透率各向异性、水平井长度、气层厚度、水平井位置、地层损害程度等,对于低渗透气藏还要考虑启动压力梯度、应力敏感等因素的影响。不同的气藏类型,其所考虑的因素也有所不同,产能公式求解也相应不同。运用水平气井流入动态曲线分析可以更直观的分析参数变化所引起的产量变化关系,了解影响产能的因素。本文就气藏水平井合理配产方面,总结了各类气藏水平井开发的实用公式,讨论了气藏开发的影响因素,分析了相关因素对水平井产量和流入动态的影响,最终得到了气藏水平井开发的实用范围及特点。在获得确定气藏水平井产能实用公式基础上,根据气藏水平井配产的相关方法,通过实例分析,了解了气藏水平井长度、避水程度因素对水平井产能的影响,绘制了无阻流量增量随避水程度变化的关系曲线图,最终确定了合理的水平段长度和避水程度,最后应用经验法配产,获得了该井的合理产量。关键词:气藏;水平井;影响因素;配产目 录1 绪论 立论依据及研究的目的及意义 国内外研究现状 水平气井产能公式的提出 水平井产能分析概要 气井配产研究 气藏水平井产能影响因素 气井配产限制因素 本文的研究目标、技术路线及所完成的工作 研究目标 技术路线 本文完成的工作 62 气藏水平井开发公式及影响因素分析 裂缝性气藏水平井求解公式 非达西流动对水平井产能的影响 裂缝性有水气藏水平井公式及分析 凝析气藏水平井的公式及分析 启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透气藏水平井产能的影响 气藏水平井产能影响因素 气层厚度及水平井段长度的影响 各向异性的影响 地层损害的影响 底水驱气藏水平井 底水锥进气井临界产量确定常用方法 边、底水气藏气井开采特征 气井工作制度分析 水平气井流入动态曲线分析 水平气井长度对水平气井流入动态曲线的影响 气层厚度对水平气井流入动态曲线的影响 各向异性对水平气井流入动态曲线的影响 地层损害对水平气井流入动态曲线的影响 313 气藏水平井合理配产方法 气藏配产方法 经验法 系统分析方法 各种方法剖析 经验法剖析 单点法 指数式 二项式 节点分析法剖析 在节点分析基础上引入时间变量的配产方法 优化配产方法 434 实例计算 445 结论及建议 结论 建议 49谢 辞 50参考文献 51

钻井会议论文

中文八千字。

我国加入“WTO”后,石油钻采和石油化工设备制造业的市场发生了变化,在市场全球化大背景下,如何融入国际大市场参与世界同行业的竞争,是各企业面临的生死存亡问题。为提高竞争力,行业中各企业纷纷在产品的技术水平、产品质量、企业结构调整、基本建设、技术改造、采用国际通用标准、开拓国际市场上下功夫,成果十分显著。一、石油钻采设备技术水平取得突破 近年来,我国许多企业的产品技术水平取得突破。一批列入国家重大技术装备创新项目的石油设备研制获得成果:宝鸡石油机械厂研制的ZJ70DB钻机,采用全数字控制交流变频等多项新技术,进入国际先进钻机行列;宏华公司研制的ZJ40DBS钻机,填补了国内空白,达到国际先进水平;江汉石油四机厂研制的2000型成套压裂设备通过鉴定,填补了国内空白,达到国际先进水平。此外,山西永济电机厂研制的YZ08、YZ08A石油钻井直流电动机由国家科技部授《国家重点新产品证书》;江钻股份有限公司积极开展技术创新,与国内大专院校、科研机构以及国际间的技术合作,获得“单牙轮钻头”等国家专利21项。该公司现共拥有国家专利56项,美国、伊朗专利5项。极大地提高了核心竞争力。荣盛机械制造有限公司研制成功F35-105防喷器,能满足深井、超深井钻探的井控工艺要求,填补了国内空白,达到国外同类产品先进水平。至此,经过多年的努力,我国已有能力实现对防喷器生产的全系列覆盖。该公司研制成功高压注水井带压作业装置,有效地解决了油田中后期开发过程中高压注水井带压作业的重大技术难题;宝鸡机械厂下属公司研制成功的BSJ5080TSJ60油田专用试井车体积小、用途广、适应性强;华北油田第一机械厂研制的新一代节能抽油机获得中国、印尼、和加拿大三国专利;胜岛石油机械厂成功推出液压反馈式抽稠油泵、长柱塞防砂泵、高效旋流泵三种抽油泵;华北油田大卡热能技术开发公司研制的ZXCY系列直线电机抽油机通过河北省产品鉴定。该机达到国际先进水平,重量和占地面积仅为常规抽油机的50%,且节能效果很好;在海洋石油方面,胜利油田自行建成我国国内最大吨位的海上石油钻井平台——赵东一号、生产平台——赵东二号主体结构,胜利油田钢结构承造能力达到国际水平;兰石国民油井公司承包建造的重达1700吨的南海油田自升式井架钻井模块于3月23日完成陆地建造。该钻井模块用于香港正南20公里海域的南海油田作业的番禹4—2和5—1项目。井架可以依托安装在井架下端的导向轮滑行分段起升,无须重型起重设备,在海洋设备安装中具有很大的优势。进来,由中石油管道局承担的“大口径弯管及装备国产化研制”、“西气东输工程用感应加热弯管技术条件”、华北石油第一机械厂承担的“大口径感应加热弯管制造工艺的研究”、吉林化建有限责任公司承担的“感应加热煨制X70钢级、直径1016大弯管工艺研究”4项课题通过中石油鉴定,技术条件达到国际同类标准的先进水平、产品达到国内先进水平。胜利油田研制成功我国第一台大口径管道全自动开孔机,满足管道、容器带压下开孔、接口、碰头等施工作业。中石油管道局为西气东输工程组织开展了125项科技攻关,其中“PAW-2000型管道全位置自动焊机”“PFM3640管道坡口整形机”“PPC3640管道气动内对口器”技术性能达到或超过国外同类产品水平。总体来说,我国石油钻采设备技术水平已达到一定水平。二、化工设备的科研新产品取得较大成果 经过多年发展,我国化工设备的科研新产品取得较大成果。由我国自行设计制造的350万吨/年重油催化裂化装置在大连石化一次投料试车成功,标志着我国拥有自主知识产权的催化裂化成套技术,具备了世界级大型催化裂化装置的工程设计、制造和建设实力。由中石化工程建设公司、一重、齐鲁石化共同设计制造的千吨级加氢反应器通过中石化技术鉴定,标志着我国迈入大型加氢反应器设计与制造商行列。由中石化和美国鲁姆斯公司合作开发的10万吨/年大型乙烯裂解炉已在中石化各乙烯装置中使用。正在共同着手开发单炉生产能力15~18万吨/年大型乙烯裂解炉,以满足建设百万吨级大型乙烯装置的需要。杭州制氧机厂设计制造的乙烯冷箱在燕化71万吨/年乙烯装置运行正常,实现了大型乙烯冷箱国产化,达到国际先进水平。沈阳鼓风机厂制造的上海石化70万吨/年乙烯装置裂解气压缩机2002年4月12日正式投料运行,达到国外机组水平。由合肥通用机械研究所承担的国家重大技术装备国产化创新项目:1万m3天然气球罐研制成功。填补了国内空白。由茂名石化设计院设计、茂名石化建设公司施工的万m3原油储罐在茂名兴建,是目前我国最大的原油储罐。南化机成功制造国内最大的年产45万吨合成氨、80万吨尿素的关健设备—二氧化碳吸收塔。抚顺机械炼化设备有限公司设计制造的螺旋折流板换热器通过专家鉴定,达到国内先进水平。辽阳石油化纤公司机械厂研制成功聚酯装置用重型压力离心机,达到国外同类产品水平。 三、产品质量不断提高 国内各企业在努力提高产品技术水平的同时也在不断提高产品质量,如华北石油一机厂为保证其专利产品异型游梁式抽油机的质量,满足批量出口美国等的需要,打破常规,配套产品由原来招标改为联合国内几家获得国际API资格的厂家进行共同攻关,发挥联合优势叫响国产品牌;山西永济电机厂的石油钻井直流电动机由中国质量协会、全国用户委员会授予《全国用户满意产品》称号。 在市场竞争中形成了一些产品质量好、受到用户欢迎、市场占有率不断上升的专业厂。如:荣盛机械制造有限公司防喷器产品占据国内市场80%销售份额,跻身于世界4大防喷器制造商行列;江苏阜宁宏达石化机械制造有限公司是一家地方小厂,公司推出的四款新采油工具QS型系列可取式桥塞、KYLM型系列液力锚、DS90-Y241型组合式油层保护封隔器和Y341型系列软卡瓦封隔器,大大提高了采油作业的成功率,降低了油田生产成本,受到油田用户的欢迎。山西永济电机厂生产的直、交流系列石油钻井电动机已达30多种,国内油田钻机所用配套电机的98%来自该厂。 四、国际通用标准和信息化受到重视 北京石油机械厂获得API 16D会标使用权(API 16D是美国石油学会关于钻井控制设备控制系统规范),北京石油机械厂是国内第一家、世界第九家拥有API 16D会标使用权的厂家。 经过近15年的努力,全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会已形成了面向陆上和海上石油勘探、钻采设备、材料标准体系。现行有效的国家标准中,等同等效采用国际标准和国外先进标准的有27项。目前,我国通过API认证的石油设备制造企业已达196家。宝鸡石油机械厂已获得API认证达8大类55项,是我国取得API认证最多的石油设备制造企业。为我国的石油机械装备进入国际市场打下了坚实的基础。 为了实现世界级制造商的目标,江钻股份公司一直把信息化建设摆在十分重要的位置。江钻股份公司信息化系统的成功开发应用,大大提高了在全球一体化市场竞争中的生存与发展能力。2002年成为湖北省制造业信息化工程重点示范企业。 五、企业结构调整取得较大进展 上海神开科技工程有限公司成功购并上海第一石油机械厂、上海第二石油机械厂、上海石油仪器厂、上海石油化工机械设备研究所等。由上海神开科技工程有限公司参股60%、上海电器集团总公司参股20%、个人参股20%,成立上海神开石油化工设备有限公司。宝鸡石油机械厂按照现代企业制度,建立规范的法人治理结构,成功改制为宝鸡石油机械有限责任公司;并全面启动耗资7000万元的钻机生产线技术改造项目。具有50年历史,生产炼油、化工设备的抚顺机械厂与一些大中型国有企业一样,在竞争激烈的市场竞争中,步履蹒跚,举步维艰。近年来,虽几经努力,但亏损不断加剧。在得到员工的支持和认可、在市委、市政府指导组的协调指导下,采取国有民营策略,顺利实现企业转制;原华北石油二机厂的产品85%以上的市场在华北石油管理局外,由于体制的束缚,经营陷入困境。2002年顺利完成了整体带资分流改制工作,新成立了河北华北石油荣盛机械制造有限公司。 六、石油钻采设备向海外进军取得成效。 江钻股份公司是世界石油钻头三强之一,石油钻头出口到美国、加拿大等19个国家和地区;宏华公司已交付中亚ZJ70D钻机5台,又新接中亚国家的10台ZJ50DBS电动钻机订单;南阳石油机械厂先后有7台3000米车装钻机随长城钻井公司和大港油田等用户赴墨西哥作业,其钻机性能给用户留下了良好印象。2002年,750马力电动拖挂式钻机在墨西哥中标;中国石油技术开发公司向土库曼出口成套钻机及其外围设备;中原油田特车修造总厂石油钻采特车出口土库曼、格鲁吉亚、哈萨克;新疆石油局采研院研制的一批固井工具、抽油泵出口哈萨克;四川射孔器材公司批量射孔器材出口哈萨克等。

深水石油钻井技术现状及发展趋势*摘要:随着世界深水油气资源不断发现,近几年来深水钻探工作量越来越大。随着水深的增加和复杂的海况环境条件,对钻井工程提出了更高的挑战,钻井技术的难度越来越大。从目前国内外深水钻井实践出发,对深水的钻井设备、定位系统、井身结构设计、双梯度钻井技术、喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、钻井液和固井工艺技术和钻井隔水管及防喷器系统等关键技术进行了阐述,对深水的钻井设计和施工进一步向深水钻井领域发展具有重要导向作用。关键词:深水钻井;钻井设备;关键技术全世界未发现的海上油气储量有90%潜伏在水深超过1000 m以下的地层,所以深水钻井技术水平关系着深海油气勘探开发的步伐。对于海洋深水钻井工程而言,钻井环境条件随水深的增加变得更加复杂,容易出现常规的钻井工程难以克服的技术难题,因此深水钻井技术的发展是影响未来石油发展的重要因素。1国内外深水油气勘探形势全球海洋油气资源丰富。据估计,海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%,累计获探明储量约400×108,t探明率30%左右,尚处于勘探早期阶段。据美国地质调查局(USGS)评估,世界(不含美国)海洋待发现石油资源量(含凝析油)548×108,t待发现天然气资源量7815×1012m3,分别占世界待发现资源量的47%和46%。因此,全球海洋油气资源潜力巨大,勘探前景良好,为今后世界油气勘探开发的重要领域。随着海洋钻探和开发工程技术的不断进步,深水的概念和范围不断扩大。目前,大于500 m为深水,大于1500 m则为超深水。据估计,世界海上44%的油气资源位于300 m以下的水域,其中,墨西哥湾深水油气资源量高达(400~500)×108桶油当量,约占墨西哥湾大陆架油气资源量的40%以上,而巴西东部海域深水油气比例高达90%左右。20世纪90年代以来,由于发现油气田储量大,产量高,深水油气倍受跨国石油公司青睐,发展迅速。据估计,近年来,深水油气勘探开发投资年均增长30. 4%, 2004年增加到220亿美元。1999年作业水深已达2000 m, 2002年达3000 m。90年代以来,全球获近百个深水油气发现,其中亿吨级储量规模的超过30%。2000年,深水油气储量占海洋油气储量的12. 3%,比10年前增长约8%。2004年,全球海洋油气勘探获20个重大深水发现(储量大于110×108桶)。1998-2002年有68个深水项目,约15×108t油当量投产; 2003-2005年则增至144个深水项目,约4216×108t油当量投产, 2004年深水石油产量210×108,t约占世界石油产量的5%。2目前深水油气开发模式深水油气开发设施与浅水油气开发设施不同,其结构大多从固定式转换成浮式,因此开发方式和方法也发生了变化。国外深水油气开发中常用的工程设施有张力腿(TLP)平台、半潜式(SEMIOFPS)平台、深吃水立柱式(SPAR)平台、浮式生产储油装置(FPSO)以及它们的组合。3深水钻井关键技术深水钻井设备适用于深水钻井的主要是半潜式钻井平台和钻井船2种浮式钻井装置。. 1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。钻井船主要由船体和定位设备2部分组成。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。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。全球现有38艘钻井船,其中额定作业水深超过500 m的深水钻井船有33艘,占总数的87%。在这33艘深水钻井船中,有26艘正在钻井,有5艘正在升级改造。在现有的深水钻井船中, 20世纪70年代建造的有10艘, 80年代和90年代建造的各有7艘,其余9艘是2000-2001年建造的。其中2000年建成的钻井船最多,有8艘;其次是1999年,有4艘。目前在建的7艘钻井船中,均是为3000多米水深建造的, 2007年将建成1艘, 2008年和2009年将各建成3艘。钻井船主要活跃在巴西海域、美国墨西哥湾和西非海域。2006年7月初,正在钻井的26艘深水钻井船分布在8个国家。其中巴西8艘,占1/3;其次是美国,有6艘;安哥拉、印度和尼日利亚分别有4艘、3艘和2艘;中国、马来西亚和挪威各1艘。. 2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。工作时下船体潜入水中,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3000 m,同时勘探深度也相应提高到9000~12 000 m。据Rigzone网站截至2006年7月初的统计,全球现有165座半潜式钻井平台,其中额定作业水深超过500 m的深水半潜式钻井平台有103座,占总数的62%。在这103座深水半潜式钻井平台中,有89座正在钻井,有11座正在升级改造。其中31座是20世纪70年代建造的,最长的已经服役30多年; 40座是20世纪80年代建造的; 13座是90年代建造的; 19座是2000 -2005年建造的。此外,还有24座深水半潜式钻井平台正在建造。深水半潜式钻井平台主要活跃在美国墨西哥湾、巴西、北海、西非、澳大利亚和墨西哥海域。2006年7月初,处于钻井中的89座深水半潜式钻井平台分布在18个国家,其中美国最多, 24座,占总数的27%;巴西17座,挪威10座,英国6座,澳大利亚、墨西哥和尼日利亚各5座,其余国家各有1~3座。深水定位系统半潜式钻井平台、钻井船等浮式钻井装置在海中处于飘浮状态,受风、浪、流的影响会发生纵摇、横摇运动,必须采用可靠的方法对其进行定位。动力定位是深水钻井船的主流方式。在现有的深水钻井船中,只有6艘采用常规锚链定位(额定作业水深不足1000 m),其余27艘都采用动力定位(额定作业水深超过1000 m)。1000 m以上水深的钻井船采用的都是动力定位,在建的钻井船全部采用动力定位。动力定位系统一般采用DGPS定位和声纳定位2种系统。声纳定位系统的优点: (1)精确度高(1% ~2% )、水深(最大适用水深为2500 m); (2)信号无线传输(不需要电缆); (3)基本不受天气条件的影响(GPS系统受天气条件的影响); (4)独立,不需要依靠其他系统提供的信号。声纳定位系统的缺点: (1)易受噪声的影响,如环境噪声、推进器噪声、测试MWD等; (2)折射和阴影区; (3)信号传输时间; (4)易受其他声纳系统的干扰,如多条船在同一地方工作的情况。大位移井和分支水平井钻井技术海上钻井新技术发展较快,主要包括大位移井、长距离水平钻井及分支水平井钻井技术。这些先进技术在装备方面主要包括可控马达及与之配套的近钻头定向地层传感器。在钻头向地层钻进时,近钻头传感器可及时检测井斜与地层性质,从而使司钻能够在维持最佳井眼轨迹方面及时做出决定。由于水平井产量高,所以在国外海上油气田的开发中已经得到了广泛的应用。目前,国外单井总水平位移最大已经达11 000m。分支水平井钻井技术是国际上海洋油气田开发广泛使用的技术,近年来发展很快。利用分支井主要是为了适应海上需要,减少开发油藏所需平台数量及平台尺寸(有时平台成本占开发成本一半还多)。具体做法是从一个平台(基础)钻一口主干井,然后从主干井上急剧拐弯钻一些分支井,以期控制较大的泄油面积,或者钻达多个油气层。深水双梯度钻井技术与陆地和浅海钻井相比,深海钻井环境更复杂,容易出现常规钻井装备和方法难以克服的技术难题:锚泊钻机本身必须承受锚泊系统的重量,给钻机稳定性增加了难度;隔水管除了承受自身重量,还承受严重的机械载荷,防止隔水管脱扣是一个关键问题;地层孔隙压力和破裂压力之间安全钻井液密度窗口窄,很难控制钻井液密度安全钻过地层;海底泥线处高压、低温环境影响钻井液性能产生特殊的难题;海底的不稳定性、浅层水流动、天然气水合物可能引起的钻井风险等。国外20世纪60年代提出并在90年代得到大力发展的双梯度钻井(DualGradi-entDrilling,简称DGD)技术很好地解决了这些问题。双梯度钻井技术的主要思想是:隔水管内充满海水(或不使用隔水管),采用海底泵和小直径回流管线旁路回输钻井液;或在隔水管中注入低密度介质(空心微球、低密度流体、气体),降低隔水管环空内返回流体的密度,使之与海水相当,在整个钻井液返回回路中保持双密度钻井液体系,有效控制井眼环空压力、井底压力,克服深水钻井中遇到的问题,实现安全、经济的钻井。喷射下导管技术海上浅水区的表层套管作业通常采用钻孔、下套管然后固井的作业方式。在深水区,由于海底浅部地层比较松软,常规的钻孔/下套管/固井方式常常比较困难,作业时间较长,对于日费高昂的深水钻井作业显然不合适。目前国外深水导管钻井作业通常采用“Jetting in”的方式。常规做法是在导管柱(Φ914. 4 mm或Φ762 mm)内下入钻具,利用导管柱和钻具(钻铤)的重量,边开泵冲洗边下入导管。3. 6动态压井钻井技术(DKD)DKD(Dynamic killDrilling)技术是深水表层建井工艺中的关键技术。该技术是一种在未建立正常循环的深水浅层井段,以压井方式控制深水钻井作业中的浅层气井涌及浅层水涌动等复杂情况的钻井技术。其工作原理与固井作业中的自动混浆原理相似,它是根据作业需要,可随时将预先配好的高密度压井液与正常钻进时的低密度钻井液,通过一台可自动控制密度的混浆装置,自动调解到所需密度的钻井液,可直接供泥浆泵向井内连续不断地泵送。在钻进作业期间,只要PWD和ROV监测到井下有地层异常高压,就可通过人为输入工作指令,该装置立即就可泵送出所需要的高密度钻井液,不需要循环和等待配制高密度钻井液,真正意义上地实现边作业边加重的动态压井钻井作业。3. 7随钻环空压力监测(APWD)由于深水海域的特殊性,与浅水和陆地钻井相比,部分的上覆岩层被水代替,相同井深上覆岩层压力降低,使得地层孔隙压力和破裂压力之间的压力窗口变得很窄,随着水深的增加,钻井越来越困难。据统计,在墨西哥湾深水钻井中,出现的一系列问题,如井控事故、大量漏失、卡钻等都与环空压力监测有关。随钻环空压力测量原理是主要靠压力传感器进行环空压力测量,可实时监测井下压力参数的变化。它可以向工程师发出环空压力增加的危险报警,在不破坏地层的情况下,提供预防措施使井眼保持清洁。主要应用于实时井涌监测和ECD监控、井眼净化状况监控、钻井液性能调整等,是深水钻井作业过程中不可缺少的数据采集工具。3. 8随钻测井技术(LWD /MWD /SWD)深水测井技术主要是指钻井作业过程中的有关井筒及地层参数测量技术,包括LWD、MWD和SWD测井技术。由于深水钻井作业受到高作业风险及昂贵的钻机日租费的影响,迫使作业者对钻井测量技术提出了多参数、高采集频率和精度及至少同时采用2套不同数据采集方式的现场实时数据采集和测量系统,并且具有专家智能分析判断功能的高标准要求。目前最常用的定向测量方式是MWD数据测量方式,这种方式通常只能测量井眼轨迹的有关参数,如井斜角、方位角、工具面。LWD是在MWD基础上发展起来的具有地层数据采集的随钻测量系统,较常规的MWD增加了用于地层评价的电阻率、自然伽马、中子密度等地层参数。具有地质导向功能的LWD系统可通过近钻头伽马射线确定井眼上下2侧的地层岩性变化情况,以判断井眼轨迹在储层中的相对位置;利用近钻头电阻率确定钻头处地层的岩性及地层流体特性以及利用近钻头井斜参数预测井眼轨迹的发展趋势,以便及时做出调整,避免钻入底水、顶部盖层或断裂带地层。随钻地震(SWD)技术是在传统的地面地震勘探方法和现有的垂直地震剖面(VSP———VerticalSeismic Profiling)的基础上结合钻井工程发展起来的一项交叉学科的新技术。其原理是利用钻进过程中旋转钻头的振动作为井下震源,在钻杆的顶部、井眼附近的海床埋置检波器,分别接收经钻杆、地层传输的钻头振动的信号。利用互相关技术将钻杆信号和地面检波器信号进行互相关处理,得到逆VSP的井眼地震波信息。也就是说,在牙轮钻头连续钻进过程中,能够连续采集得到直达波和反射波信息。深水钻井液和固井工艺随着水深度的加大,钻井环境的温度也将越来越低,温度降低将会给钻井以及采油作业带来很多问题。比如说在低温情况下,钻井液的流变性会发生较大变化,具体表现在黏、切力大幅度上升,而且还可能出现显著的胶凝现象,再有就是增加形成天然气水合物的可能性。目前主要是在管汇外加绝缘层。这样可以在停止生产期间保持生产设备的热度,从而防止因温度降低而形成水合物。表层套管固井是深水固井的难点和关键点。海底的低温影响是最主要的因素。另外由于低的破裂压力梯度,常常要求使用低密度水泥浆。深水钻井的昂贵日费又要求水泥浆能在较短的时间内具有较高的强度。深水钻井隔水管及防喷器系统深水钻井的隔水管主要指从海底防喷器到月池一段的管柱,主要功能是隔离海水、引导钻具、循环钻井液、起下海底防喷器组、系附压井、放喷、增压管线等作用。在深水钻井当中,隔水管柱上通常配有伸缩、柔性连接接头和悬挂张力器。在深水中,比较有代表性的是Φ533. 4 mm钻井隔水管,平均每根长度为15. 2~27. 4 m。为减小由于钻井隔水管结构需要和自身重量对钻井船所造成的负荷,在钻井隔水管外部还装有浮力块。这种浮力块是用塑料和类似塑料材料制成的,内部充以空气。在钻井隔水管外部,还有直径处于50~100 mm范围的多根附属管线。在深水钻井作业过程中,位于泥线以上的主要工作构件从下向上分别是:井口装置、防喷器组、隔水管底部组件、隔水管柱、伸缩短节、转喷器及钻井装置,井口装置通常由作业者提供。4结论深水石油钻井是一项具有高科技含量、高投入和高风险的工作,其中喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、随钻测井技术、ECD控制等技术是深水钻井作业成功的关键。钻井船、隔水管和水下防喷器等设备的合理选择也是深水钻井作业成功的重要因素。另外,强有力的后勤支持和科学的作业组织管理是钻井高效和安全的重要保障。参考文献:[1]潘继平,张大伟,岳来群,等.全球海洋油气勘探开发状况与发展趋势[J].中国矿业, 2006, 15(11): 1-4.[2]刘杰鸣,王世圣,冯玮,等.深水油气开发工程模式及其在我国南海的适应性探讨[ J].中国海上油气,2006, 18(6): 413-418.[3]谢彬,张爱霞,段梦兰.中国南海深水油气田开发工程模式及平台选型[ J].石油学报, 2007, 28(1): 115-118.[4]李芬,邹早建.浮式海洋结构物研究现状及发展趋势[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2003, 27(5): 682-686.[5]杨金华.全球深水钻井装置发展及市场现状[J].国际石油经济, 2006, 14(11): 42-45.[6]赵政璋,赵贤正,李景明,等.国外海洋深水油气勘探发展趋势及启示[J].中国石油勘探, 2005, 10(6): 71-76.[7]陈国明,殷志明,许亮斌等.深水双梯度钻井技术研究进展[J].石油勘探与开发, 2007, 18(2): 246-250.

钻井工程期刊

《采油工程》技术丛书于2013年被大庆油田有限责任公司列入采油气工程及三次采油专业重点期刊。从2011年6月正式出版发行以来,共收到全国各地投稿400余篇,计120余万字,已出版印刷3卷(共8期),收录142篇文章。为进一步提高油田采油工程实用技术交流水平、扩大现场技术人员技术交流平台发挥重要作用,《采油工程》技术丛书欢迎油田专家学者、工程技术人员踊跃投稿。

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