深水鉆完井關(guān)鍵技術(shù)

第1章 深水鉆井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

1.1 鉆井地質(zhì)環(huán)境描述

1.1.1 區(qū)域三維巖石物理參數(shù)綜合反演方法

1.1.2 深水鉆井三壓力剖面建立

1.1.3 HG1井三壓力剖面建立及鉆前井壁穩(wěn)定預測

1.2 深水鉆井井筒溫度及壓力計算

1.2.1 井筒傳熱模型建立

1.2.2 井筒溫度計算

1.2.3 井筒壓力計算

1.3 不確定地層壓力條件下套管下人深度及層次確定

1.3.1 含可信度的各類地層壓力預測方法

1.3.2 含可信度安全鉆井液密度上下限區(qū)間及概率分布狀態(tài)的確定

1.3.3 套管層次及下深確定方法

1.3.4 套管層次及下深風險評價

1.3.5 套管下人深度及層次確定方法應用實例

1.4 水下井口力學分析及表層套管承載力與下深計算

1.4.1 導管及表層套管豎向承載力分析模型及計算方法

1.4.2 導管及表層套管橫向承載力理論模型及求解

1.4.3 水下井口力學穩(wěn)定性分析

1.4.4 導管噴射下人深度計算

1.5 深水鉆井套管柱安全可靠性分析

1.5.1 傳統(tǒng)安全系數(shù)設(shè)計方法存在的不足

1.5.2 基于可靠性理論套管失效風險評價方法的建立

1.5.3 HG1井套管安全可靠性評價分析

1.6 深水鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件

1.6.1 軟件簡介

1.6.2 數(shù)值計算步驟

1.6.3 軟件模塊設(shè)計

1.7 深水井身結(jié)構(gòu)設(shè)計應用實例

參考文獻

第2章 深水鉆井隔水管與水下井口

2.1 深水鉆井隔水管靜態(tài)與動態(tài)強度及渦激振動計算

2.1.1 靜態(tài)性能

2.1.2 隨機非線性動力分析

2.1.3 耦合動力分析

2.1.4 渦激振動數(shù)值模擬

2.1.5 材料試驗研究

2.2 深水鉆井隔水管壽命預測、耐久性與檢測方法

2.2.1 失效模式識別與損傷評估

2.2.2 波致疲勞、渦激疲勞壽命分析

2.2.3 檢測與監(jiān)測方法

2.2.4 完整性管理技術(shù)框架

2.3 深水鉆井隔水管作業(yè)風險分析與控制

2.3.1 鉆井船動力定位失效風險分析與控制

2.3.2 關(guān)鍵作業(yè)風險定量評估

2.3.3 失效風險評估與可靠性分析

2.3.4 懸掛動力分析與避臺撤離

2.3.5 渦激振動抑制技術(shù)

2.3.6漂浮減重技術(shù)

2.4 水下井口強度及穩(wěn)定性

2.4.1 井口結(jié)構(gòu)和表層套管下放產(chǎn)生的超孔隙水壓力

2.4.2 井口表層套管豎向承載力的時效性

2.4.3 井口表層套管模型試驗

2.4.4 噴射下表層套管水平承載力、變形的時效性

2.4.5 井口表層套管承載力設(shè)計軟件

2.5 深水鉆井隔水管系統(tǒng)工程設(shè)計與分析軟件

2.5.1 軟件主要功能

2.5.2 軟件工作流程

2.5.3 軟件模塊劃分

2.5.4 與國外軟件的比較

2.5.5 軟件精度驗證

2.6 HG1井鉆井隔水管系統(tǒng)分析與評估

2.6.1 隔水管系統(tǒng)設(shè)計要素與概念設(shè)計

2.6.2 隔水管系統(tǒng)設(shè)計影響因素

2.6.3 HG1井的隔水管系統(tǒng)配置與分析Ⅰ

2.6.4 HG1井的隔水管系統(tǒng)配置與分析Ⅱ

參考文獻

第3章 深水鉆井鉆井液與固井工藝

3.1 概述

3.1.1 存在的主要問題

3.1.2 國外研究進展

3.2 大直徑隔水管攜巖水力學及攜巖能力

3.2.1 鉆井液水力學和攜巖性能研究

3.2.2 鉆井液懸浮性能研究

3.2.3 鉆井液排量與流變參數(shù)的優(yōu)選

3.2.4 攜巖水力參數(shù)計算軟件

3.3 溫度對鉆井液、水泥漿、前置液流變性能的影響

3.3.1 海水溫度場

3.3.2 井筒溫度場模型

3.3.3 溫度對鉆井液性能的影響

3.3.4 溫度對水泥漿流變性能的影響

3.3.5 溫度對前置液流變性能的影響

3.4 深水鉆井淺層井壁穩(wěn)定機理及對策

3.4.1 概述

3.4.2 淺層井壁穩(wěn)定機理

3.4.3 鉆井液防治淺層井壁失穩(wěn)技術(shù)

3.5 深水鉆井液中天然氣水合物生成機理及其抑制

3.5.1 概述

3.5.2 深水鉆井液中水合物生成機理

3.5.3 深水鉆井液水合物抑制

3.6 深水鉆井液研究及其性能評價

3.6.1 深水水基鉆井液

3.6.2 深水油基鉆井液

3.7 深水固井低密度水泥漿的配方及其性能

3.7.1 低密度水泥漿配方

3.7.2 深水固井低密度水泥漿性能

3.8 深水低溫前置液

3.8.1 稀釋劑

3.8.2 加重材料需水量

3.8.3 懸浮劑

3.8.4 前置液的流變性

3.8.5 前置液的穩(wěn)定性

3.8.6 前置液與水泥漿的相容性

3.8.7 前置液與鉆井液的相容性

3.9 HG1井的鉆井液與固井設(shè)計

3.9.1 工程設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

3.9.2 地層評價要求

3.9.3 分段鉆井液設(shè)計

3.9.4 鉆井液體系及現(xiàn)場維護處理程序

3.9.5 各井段鉆井液處理和維護管理程序

3.9.6 井下復雜情況應急處理

3.9.7 淺水流評價及解決措施

3.9.8 提高頂替效率

參考文獻

第4章深水鉆井井控

4.1 氣體侵入井筒規(guī)律及井筒水合物的生成與分解

4.1.1 深水鉆井井控氣體侵入井筒規(guī)律

4.1.2 深水鉆井井筒中水合物生成與分解

4.2 深水鉆井溢流及井涌早期監(jiān)測

4.2.1 基于LWD和PWD技術(shù)鉆井溢流及井涌早期監(jiān)測

4.2.2 基于小截面流量測量法鉆井溢流及井涌早期監(jiān)測

4.3 深水鉆井井涌壓井技術(shù)

4.3.1 基于LWD和PWD技術(shù)的地層壓力預測和合理鉆井液密度確定

4.3.2 基于深水窄安全密度窗口壓井法

4.3.3 計算機優(yōu)化壓井控制系統(tǒng)

4.4 深水鉆井淺層流與淺層氣動態(tài)壓井技術(shù)

4.4.1 動態(tài)壓井鉆井裝備

4.4.2 動態(tài)壓井水力參數(shù)計算方法

4.4.3 動態(tài)壓井水力參數(shù)計算軟件

4.4.4 鉆遇淺層氣的處理程序

4.4.5 海上動力壓井基本操作步驟

4.5 深水鉆井井控過程模擬軟件系統(tǒng)

4.5.1 深水井控模擬仿真模型及其求解

4.5.2 深水井控軟件主要功能

4.5.3 溢流及壓井軟件算例

4.6 深水鉆井井控配套設(shè)備

4.6.1 深水防噴器

4.6.2 深水防噴器控制系統(tǒng)

4.6.3 HGl井井控設(shè)備配置建議

4.7 深水鉆井井控作業(yè)程序

4.7.1 早期檢測溢流

4.7.2 發(fā)現(xiàn)溢流關(guān)井作業(yè)程序

4.7.3 壓井難易程度評價程序

4.7.4 發(fā)現(xiàn)溢流作業(yè)程序

4.7.5 防止井噴失控作業(yè)程序

4.7.6 海洋淺層氣井控作業(yè)程序

4.7.7 帶轉(zhuǎn)噴器的隔水管鉆進井控程序

4.7.8 緊急脫開作業(yè)程序

4.7.9 回擠法壓井作業(yè)程序

4.7.10 體積法壓井作業(yè)程序

4.7.11 頂部壓井法井控作業(yè)程序

4.7.12 裸眼電測井控作業(yè)程序

4.7.13 深水下套管和固井作業(yè)井控程序

4.7.14 壓井過程中可能出現(xiàn)的復雜情況及應對措施

4.7.15 深水井控需要考慮的主要因素

參考文獻

第5章 深水鉆井完井測試管串設(shè)計與工藝

5.1 深水鉆井完井測試井筒溫度及壓力計算

5.1.1 氣液兩相管流與井筒傳熱計算模型

5.1.2 流體力學特性參數(shù)及熱物性參數(shù)計算

5.1.3 井筒溫度及壓力計算程序

5.1.4 實例計算與驗證

5.2 深水鉆井完井測試管串優(yōu)化設(shè)計

5.2.1 設(shè)計的一般原則

5.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計與構(gòu)件選型

5.2.3 受力、變形計算模型與方法

5.2.4 強度設(shè)計模型與方法

5.2.5 優(yōu)化設(shè)計軟件

5.3 深水鉆井完井測試井筒水合物與結(jié)蠟預測及防控

5.3.1 水合物預測

5.3.2 結(jié)蠟預測

5.3.3 水合物與結(jié)蠟防控

5.4 深水鉆井完井測試工藝技術(shù)

5.4.1 影響測試參數(shù)獲取的儲層因素

5.4.2 測試工作制度及工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

5.4.3 測試方案優(yōu)化設(shè)計軟件

5.4.4 測試工藝技術(shù)規(guī)程

5.5 HG1井完井測試工程設(shè)計

5.5.1 HG1井地層及鄰井資料

5.5.2 HG1井完井測試井筒溫度與壓力模擬計算

5.5.3 HG1井完井測試方案設(shè)計

5.5.4 HG1井完井測試管串設(shè)計

5.5.5 HG1井完井測試中水合物的預測及防治方案

參考文獻 2100433B

路繼臣的等編著的這本《深水鉆完井關(guān)鍵技術(shù)》是“十一五”期間“863”重大項目“南海深水油氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)及裝備”研究中“深水鉆完井關(guān)鍵技術(shù)研究”課題的研究成果。本書以HG1井為工程依托，圍繞深水井身結(jié)構(gòu)設(shè)計、深水鉆井隔水管及井口、深水鉆井液和固井工藝、深水鉆井井控和深水油氣完井測試管串設(shè)計與工藝五大關(guān)鍵技術(shù)進行了論述。

中國首座自主設(shè)計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”已于2012年5月9日在中國南海海域正式開鉆。

這將是中國石油公司首次獨立進行深水油氣勘探開發(fā)，標志著中國海洋石油工業(yè)的深水戰(zhàn)略邁出了實質(zhì)性的步伐。

據(jù)了解，此次開鉆水域在中國南海水域距離香港東南320公里處，開鉆井深1500米。

國際上一般將水深超過300米海域的油氣資源定義為深水油氣，1500米水深以上稱為超深水。在豐富的海上油氣資源中，深水、超深水的資源量占全部海洋資源量的30%至40%。在全球獲得的重大勘探發(fā)現(xiàn)中，有50%來自海洋，主要是深水海域。深水海域已經(jīng)成為國際上油氣勘探開發(fā)的重要接替區(qū)域。

中國海洋石油工業(yè)勘探開發(fā)的海上油田水深普遍小于300米，大于300米水深的油氣勘探開發(fā)處于起步階段。中國南海油氣資源極為豐富，整個南海盆地群石油地質(zhì)資源量約在230億至300億噸之間，天然氣總地質(zhì)資源量約為16萬億立方米，占中國油氣總資源量的三分之一，其中70%蘊藏于153．7萬平方公里的深海區(qū)域。

海洋石油981主要參數(shù)

海上生產(chǎn)井鉆井：海洋石油天然氣勘探鉆井完鉆后，經(jīng)儲量 證實確有開采價值，制定總體開發(fā)方案（ODP）并經(jīng) 批準，便可進行油氣田以開發(fā)為目的的鉆井。

海上完井：生產(chǎn)井鉆井完鉆后，為開采該井中的油氣，采用 將井中替換為完井液、射孔、下入井內(nèi)生產(chǎn)管柱（或 安裝電潛泵等）以及安裝井口采油樹，達到開啟采油 樹閥門后，即可采出石油天然氣的整個過程。完井是從下完套管、固井結(jié)束開始，包括射孔、防 砂、下生產(chǎn)管柱或大修、增產(chǎn)作業(yè)等，直至投產(chǎn)正常后 交付生產(chǎn)的整個過程。 通常鉆完井作業(yè)實行一體化，采用批鉆批完的方式。 具體由有限公司各分公司鉆井部統(tǒng)一負責組織實施，委 派海上施工平臺鉆完井監(jiān)督作為作業(yè)代表，由其負責組 織、協(xié)調(diào)海上完井作業(yè)按照設(shè)計進行施工。

海洋石油生產(chǎn)井的鉆井方式有（1）海底基盤的預鉆井（Predrilling）；（2）平臺鉆井；（3）深水海底完井的浮式鉆井等。 鉆井方法通常有叢式集束鉆井、定向鉆井、水平鉆井、 井內(nèi)多支鉆井等。