海洋石油安全风险监测预警体系构建与系统应用

在国家推进“工业互联网+安全生产”,实施风险分级管控和隐患排查治理双重预防数智化建设的大背景下,为降低海洋油气生产平台安全生产风险,保障“一线平台-作业公司-分(子)公司-总部”对风险预警信息获取的即时性、准确性,构建了“风险→隐患→事故”链条式海洋石油安全风险监测预警体系,开发了以风险动态监测和分级管控为目的的海洋石油安全风险监测预警系统,充分利用海洋油气生产平台原有监测监控系统对各类安全风险进行监测,通过风险实时计算综合预警模型进行风险的预测预判,实现风险识别、风险预警、风险监控、风险处理、处理结果反馈的标准化风险闭环管控,有效提升了海洋平台安全风险管控能力。

井下环境固井水泥环射孔冲击破坏实验研究

非常规油气资源开发中,高强度聚能射孔完井导致的油气井水泥环层间封隔与完整性破坏问题严重。设计一种新型柱状水泥环砂岩射孔靶试件,研究井下围压和温度环境工况下射孔水泥环结构破环机理。设计9组靶试样,实验研究水泥材质、水泥厚度、固井缺陷、装药量、射孔弹型号等参数对水泥环结构破坏的影响,采用CT技术分析射孔水泥环结构破坏形式与程度。结果表明,水泥环结构抗射孔冲击能力主要受控于固井缺陷、水泥环材料组织、射孔弹型号和井筒爆轰压力变化。在实验研究基础上将射孔冲击载荷分为射孔侵彻压力和井眼爆轰压力。高速射孔侵彻压力载荷引起射孔周边局部塑性流动损伤、微裂纹和压实,而井筒爆轰压力载荷导致水泥环结构宏观径向裂纹,对结构强度与层间封隔有致命影响。相关的实验数据和认识对理解射孔水泥环结构破坏机理,指导射孔工艺实践具有重要意义。

企业安全工作重在管理贵在落实

加强和加强安全管理是实现企业持续健康发展、安全发展的必要前提,无论是经济环境如何变化,须臾不得放松企业的安全管理。从企业发生的大量的事故原因看,原因错综复杂,有设备问题、技术问题、操作问题、员工素质的问题,但归根结底是管理的问题,管理上的原因占3/4之多。可见,加强安全管理是我们安全工作的重中之重。下面笔者着重强调安全工作重在管理和贵在落实的问题。

砂岩储层射孔压实带孔隙度与渗透率损伤研究

射孔孔眼是储层油气进入生产井筒的通道,聚能射孔过程会在孔眼周围砂岩储层产生不同程度的损伤。基于射孔效能物理试验和数值模拟,提出了一种用于定量评价射孔压实带孔隙度和渗透率损伤程度的方法。应用塑性随动强化材料模型表征高应变率冲击载荷下的砂岩形变特性,通过显式动力分析程序LS-DYNA数值模拟孔眼压实区域的砂岩动力学响应,获得了砂岩骨架应力、塑性应变、体积应变等关键数据,结合射孔压实带孔隙度与渗透率演化模型,量化分析了砂岩射孔压实带损伤程度。以胜利油田粒间孔隙砂岩靶为例,数值结果与靶心流动效能测试、CT扫描数据能够较好地吻合,验证了定量评价方法的有效性。结果表明,聚能射孔对压实区域砂岩的损伤主要表现为塑性挤压和剪胀两种机制。在孔道内壁区域,砂岩骨架主要受剪胀作用,孔隙度增加;但塑性挤压又改变了原始孔隙结构,造成流动通道阻塞,渗透率降低。

渤海湾盆地新北油田网毯式油气成藏体系

"网毯式油气成藏理论"是胜利油田地质学家经过多年对陆相断陷盆地隐蔽油气藏进行勘探研究后提出的新理论。垦东地区符合网毯式成藏理论的条件。为了解新北油田地质构造、认识油田成藏规律,结合垦东地区勘探的实践,从油气成藏过程分析入手,论证了垦东地区网毯式油气成藏机制。新北油田存在将下伏地层中的油气输送到仓储层的断裂网和将仓储层及与油气聚集网层沟通的断裂网,这是网毯式油气成藏的前提和关键;新北油田馆下段主要为冲积扇、辫状河相块状砂岩,是重要的油气仓储层,这是网毯式油气成藏的基础。研究结果表明:新北油田是典型的网毯式油气成藏体系,这种成藏体系影响和控制着油气藏类型与分布。

页岩气压裂高压管汇失效风险分析及防控措施

针对大排量、高压力页岩气压裂施工作业中存在的高压管汇失效风险,分析了某公司近年来的高压管汇失效事故事件,识别出了常见的失效形式及部位,构建了基于计算流体力学的固液两相流射流模型,模拟计算了失效的破坏力和伤害范围。研究结果表明:刺漏是高压管汇最常见失效形式,弯头、三通等应力集中区是刺漏失效的高危部位;100 MPa工况时刺漏影响范围可达100 m,离刺漏点1 m处,流体流速为260 m/s,打击压力达3.5 GPa,远超防护钢板抗剪切强度。根据风险分析及事故模拟结果,从本质安全、工艺改进、管理、信息化提升4个维度提出了防控措施,为页岩气压裂施工作业安全防控措施的制定提供了参考。

油气开采成本控制量化方法研究与应用

本文以价格和目标利润为基础，建立了一套科学合理的油气成本控制量化模型，以突出成本责任主体为核心的责任成本控制方法。模型中考虑了各区块级差地租，利用相对成本定价法，将采油（气）厂目标成本劈分，并结合成本挖潜程度，把区块目标成本分解到成本责任中心。本文还给出了实例，模型应用结果表明：该模型简单适用，既能制订出先进的目标成本，又能使各级单位明确自己的成本责任。

胜利三采注聚项目经济评价探讨

在对胜利油田三采注聚项目特点和性质进行分析的基础上 ,认为该类项目应该采用增量法进行经济评价 。

桩西油田桩104块地应力测量技术及应用

桩西油田桩 10 4块因低渗欠注 ,地层能量得不到补充 ,严重影响了区块开发效果 ,采用酸化等措施增注效果不佳。在室内进行了岩心组合实验 ,在现场应用无源地震测量技术 ,获得单井应力数据 ;利用数值模拟技术获得该区块的地应力数据。据此 ,对桩 10 4块进行高压增注现场试验 。

胜利油田滨二块双低单元综合治理方案及经济评价

在对胜利油田滨二块沙二段油藏的地质特征、注采井网、开发现状进行精细研究的基础上 ,科学分析了单元双低 (采油速度低、采出程度低 )的主要原因 ,提出了一套技术先进的双低治理方案 ,采用“增量法”进行经济评价表明 ,该方案不仅技术可行 ,而且具有较好的经济效益 ,是低产老油田恢复能力的好办法。

低含液输气管道内积液特性研究现状及展望

管道的湿气输送过程是典型的低持液率气液两相流工况。从湿气输送过程积液形成的机理出发,分析了流体性质、输送条件、管道结构3类参数对积液形成的影响规律,结果表明管道倾角、管径、气液比是积液形成的主要影响因素。回顾了理论模型的发展历程并对比分析了不同模型的精确性,阐述了各稳态和瞬态模拟软件的适用范围和优缺点,介绍了超声波等无损检测技术在流型识别和积液高度检测领域的应用现状,进而分析了3种方法各自存在的不足,展望了未来的研究方向可以从多起伏大倾角粗管径室内实验工况、高精度可视化多相流模拟器以及高精度易操作非介入式检测技术开展,为集输管线的积液消除和管线长周期安全运行发挥关键支撑作用。

水平井压裂多裂缝同步扩展数值模拟

采用有限单元法对水平井压裂多裂缝同步扩展问题进行数值分析。考虑压裂过程中高压流体、岩层变形/破裂与裂缝扩展之间的多物理场耦合响应,建立多裂缝同步扩展力学模型;采用裂缝单元记录岩层破裂信息、确定裂缝扩展路径。应用有限元方法求解耦合模型并编制计算程序,模拟水平井多裂缝同步起裂、扩展和转向过程。研究结果表明:水平井多裂缝同步压裂,起裂压力相差较小;延伸压力受缝间应力干扰影响,中间裂缝处压力高于两侧裂缝;随裂缝扩展,多裂缝之间应力干扰效应提高,主应力方向偏转范围增大,促使复杂裂缝的形成;通过优化射孔簇间距与数量可增强裂缝间应力干扰效应,增加水平井多裂缝扩展的复杂性。

基于连续损伤的水平井射孔-近井筒三维破裂模拟

射孔作为井筒与储层之间的液流通道,是水力压裂过程中的重要可控性参数。为研究水平井射孔-近井筒破裂机制,采用岩层变形-流体渗流方程描述应力状态变化,应用连续损伤破裂单元表征三维破裂位置与形态演化,并开发有限元求解程序模拟分析了射孔对水平井初始破裂压力、破裂位置及近井筒裂缝复杂性的调控作用。通过与解析模型及射孔压裂物理模型试验结果对比,验证了模型及有限元程序的有效性;水平井破裂压力数值分析结果与现场测试数据吻合较好。研究表明:射孔可调控水平井破裂压力与初始破裂位置,同时对近井筒区域裂缝扩展形态影响显著。通过优化射孔参数可以引导初始破裂向最优破裂面扩展、有效降低破裂压力,减小由于螺旋射孔空间排布引起的水平井近井筒裂缝迂曲与复杂程度,提高致密油气藏压裂改造效果。

定面射孔对压裂初始裂缝形态的影响研究

定面射孔是致密油水力压裂改造的一种新型完井措施。利用大尺寸真三轴水力压裂实验系统开展了300 mm×300mm×300 mm立方体试样定面射孔压裂物模试验,结合有限元三维应力分析,研究了定面射孔相位角对水力压裂初始裂缝形态的影响机制。研究结果表明:定面射孔各射孔道之间的应力干扰改变了近井筒应力分布格局,导致沿定面射孔方向水力裂缝呈倾斜状及迂曲状扩展,背离射孔方向裂缝形态为近垂直状形态。随射孔相位角减小,孔道间应力干扰增大、裂缝起裂压力提高,各射孔均产生破裂进而形成横向倾斜压裂平面。利用定面射孔技术可控制压裂初始裂缝呈非对称、非规则扩展形态,增加近井筒水力裂缝的复杂性。

基于M-C方法的复杂气井井筒完整性失效因素不确定性分析

基于Monte-Carlo法对不同的随机性指标进行不确定性分析,得到影响复杂气井井筒完整性参数的随机概率分布情况,并给出相应的概率密度。研究表明:在工程和实验室样本下基于M-C方法得到的管柱材料参数、管柱强度、水泥环材料参数、水泥环强度和井筒围岩参数均符合Gaussian分布,且参数的不确定性分析结果受样本空间影响很大,样本区间越大,结果精度越高。研究成果可为复杂气井井筒的设计、安全风险评价提供理论和方法支持。

超稠油油藏开发新工艺研究

借鉴国外超稠油油藏开采工艺技术的研究成果和思路 ,有针对性地选择了胜利油田某一区块进行数值模拟和开发试验 ,旨在探索适合开采超稠油油藏的经济有效开发模式。

一种液压可退式捞矛的研制与应用

由于油水井的井身轨迹不规则、井斜角大等原因,用常规的捞矛打捞落鱼,在打捞负载超限时,很难及时退出,容易造成管柱遇卡无法活动,产生井控安全风险,进而造成更加复杂的二次井下事故。为此,研制了一种液压可退式捞矛。在常规捞矛的结构上进行改进,增加了液压退出结构。现场成功应用64井次,其中一次打捞成功61井次,3井次因桥塞问题末捞出,将捞矛顺利退出。现场应用结果表明,研制的液压可退式捞矛可实现有效的打捞、退出作业,避免了井下二次事故,安全实用性强,具有显著的使用效果和应用价值。

高含硫气井井控安全评价及井喷应急能力提升对策

针对川东北地区高含硫气井钻井过程中的井喷失控风险,以典型M井为研究对象,通过"溢流-井涌-井喷"事故链对现有井控保护层进行分析后确定其可靠性,并以基于FLACS软件的M井井喷失控导致的硫化氢泄漏扩散仿真模拟为基础,结合现场实际及周边人员分布情况,对M井钻井现场的应急处置、应急疏散、事故后果消除等应急能力进行评估。研究结果表明,M井现有的三级井控保护层可以基本满足高含硫气井钻井安全要求,但无法彻底消除由于复杂纵向压力层系导致的恶性井喷失控风险,一旦发生井喷失控极有可能导致大规模的人员伤亡。针对识别出的关键风险及应急能力不足之处,提出了针对性的安全保障对策及建议,为高含硫气田安全开发及风险管控能力提升提供决策支持。

水力压裂工况高压管汇冲蚀磨损研究进展及展望

水力压裂施工中,高压管汇内壁承受携砂液中高流速、高强度支撑剂的冲蚀磨损作用,易发生损伤失效。通过总结现有的冲蚀理论和冲蚀试验装置,系统介绍了国内外对高压管汇材料冲蚀磨损问题的研究成果,对比分析了旋转式、喷射式和管流式试验装置对水力压裂工况下高压管汇冲蚀磨损研究的适用性,着重分析了喷射式冲蚀磨损试验中各试验参数对高压管汇冲蚀速率的影响规律;最后指出了当前水力压裂工况下高压管汇冲蚀磨损研究中存在的问题及未来的研究方向。