永久式光纤监测技术在海上首口二氧化碳回注井的应用

近期南海东部海域恩平油田我国海上首口二氧化碳回注井正式投产,采油分离出来的二氧化碳气体被烘干压缩后回注至储层进行封存。为确保注入期间的安全性需要实时掌握注入参数判断井下情况,采用永久式分布式光纤监测技术,实现了全井筒温度剖面及井底压力的实时动态监测。现场应用结果表明:分布式光纤温度监测剖面与地层梯度测试温度剖面误差0.1%,光纤压力计监测结果与注入压力、地层压力误差0.05%,根据光纤数据监测的分布解释结果可反演二氧化碳回注剖面,从而指导注气参数动态调整。

大牛地气田DK27井水合物预测与防治研究

在天然气开采及储运过程中,水合物会导致井筒堵塞、气井停产、管道停输等严重事故。针对大牛地气田DK27井在水合物防治方面存在的问题,结合实际注醇量和水合物生成条件模型,分析了地面环境温度为12℃和-25℃两种情况下井筒中水合物的生成情况。分析发现DK27井所在地区气温较高时,甲醇大量浪费;但温度较低时注醇量又不够,从而导致了水合物堵塞情况的发生。认为一年四季采用相同的注醇量是不科学的,应结合四季和昼夜气温变化来调整甲醇的加入量。进而对一年中各个月份防治水合物所需注醇量进行了相应计算和改进,为现场实践提供技术指导。

海上CO_(2)回注大位移井工程关键技术研究

CO_(2)回注实现碳捕获和储存是海上油气领域践行“双碳”目标的有效途径之一。针对我国海上CO_(2)回注首口大位移井存在的埋藏浅导致承压能力低、井壁稳定性差、浅地层高造斜率所致的定向钻井轨迹控制难、高浓度高压力超临界CO_(2)对井筒的完整性要求高等技术问题,基于南海东部前期大位移井设计和作业经验,通过理论分析、工程设计和技术攻关,形成了钻井液体系“复合固壁”、浅层大位移井ECD精控、浅地层高造斜率井段定向控制等技术,并构建了多套耐CO_(2)腐蚀的固井水泥浆体系。技术研究成果成功应用于E-X井工程,该井完钻井深3709 m、水平位移3212.96 m、垂深894.31 m,井壁稳定性和井筒完整性良好,满足了CO_(2)回注相关技术要求。研究成果积累了海上CO_(2)回注大位移井工程技术经验,填补了国内海上CCS技术及其应用的空白。

血清Hcy、CEA、CA199对结直肠癌诊断价值及其分期的相关性研究

目的评估血清Hcy、CEA、CA199对结直肠癌的诊断价值及与其分期的相关性。方法选取2017年1月~2018年7月于兰州大学第一医院住院的CRC患者80例及健康查体者80例,详细记录了就诊时血清Hcy、CEA、及CA199的值。对两组观察对象Hcy、CEA、及CA199的值进行对比,并分析不同临床病理参数下各标记物的阳性率。结果结直肠癌组的血清Hcy、CEA、CA199水平明显高于健康对照组(P<0.001)。Ⅲ、Ⅳ期患者血清标记物水平显著高于Ⅰ、Ⅱ期;将三种标记物联合检测时能提高诊断效能。结论 Hcy、CEA、CA199可作为结直肠癌的血清标记物用于临床癌前筛查和早期诊断。

聚合物乳液防腐固井水泥浆体系研究

含二氧化碳油气井对水泥浆防腐蚀性能要求高,常规的防腐剂以矿物材料为主。为了研究高效防腐水泥浆用于含二氧化碳复杂油气井固井作业,室内研究了聚合物乳液PRL、缓凝剂RMA-L、分散剂FAJ-S、降失水剂NEA-1关键材料,并建立了聚合物乳液防腐水泥浆体系。结果表明,聚合物乳液PRL对水泥浆常规性能有一定影响,需要配套外加剂进行性能调节,但是聚合物乳液可以大幅度提高水泥石防腐蚀能力。降失水剂NEA-1、分散剂FAJ-S、缓凝剂RMA-L在防腐水泥浆中能改善水泥浆的失水性能、流变性能和稠化时间。建立的聚合物乳液防腐水泥浆在不同温度下的失水量小于50 mL,流变性、稠化时间和抗压强度均满足施工要求,防腐蚀性能优异,且被腐蚀后微观结构较完整,防腐蚀能力强。

规模化主动穿刺在南中国海的应用

一些海底土层表面上看起来很硬,但实际上只是薄薄的一层“硬壳”,而下面却很软,这种地层可以形象地比作“鸡蛋壳”地层。如果在这种地层上进行自升式钻井平台插桩就位作业,就会发生倾覆的风险。因此,在施工之前要弄清地质情况,通过打钻、采样等手段,将“鸡蛋壳”地层破坏掉,确保工程设施的安全。

自升式钻井平台桩靴改造方法在“鸡蛋壳地层”插桩中的应用

对自升式钻井平台桩靴进行加大改造,可以减小单根桩腿预压载压强,提升桩靴就位时安全系数,减小平台就位“鸡蛋壳地层”穿刺风险。本文基于“招商海龙9”自升式钻井平台就位恩平20-5区块桩靴加大改造实际案例;详细介绍了平台桩靴加大改造设计方案,及改造后就位相关区块实际压载情况。实际应用施工资料表明,桩靴加大改造后,桩腿预压载压强大幅减小,对应“鸡蛋壳地层”处安全系数满足规范要求,有效消除了桩靴就位穿刺风险。研究成果作为桩靴加大改造方法在“鸡蛋壳地层”插桩中成功应用案例,将为我国自升式钻井平台就位“鸡蛋壳地层”消除穿刺风险提供宝贵经验与技术指导,助力油气安全高效开发。

无固化剂水性树脂提高固井水泥石抗腐蚀性能

含CO_(2)油气井、CO_(2)地质封存井等特殊工况对水泥石的抗腐蚀能力要求高。为提高固井水泥石的抗腐蚀能力,选择了一种无固化剂水性树脂作为防腐材料,分析了水性树脂提高水泥石的防腐能力和作用机理。结果表明,树脂可有效提高水泥石的抗腐蚀能力。腐蚀28 d后,水性树脂掺量15%的水泥石腐蚀深度比空白水泥石下降了68.7%,腐蚀后的抗压强度比未腐蚀的下降了12.8%。树脂掺入水泥浆不仅降低了水泥石的渗透率,而且降低了水泥石的大孔径体积,增大了CO_(2)水溶液腐蚀的流动阻力。树脂掺入水泥浆后减少了水泥石腐蚀产物的形成。掺入树脂的水泥石微观结构致密程度更高,内部存在的膜状物质提高了腐蚀反应的惰性。无固化剂水性树脂通过降低碱性水化产物形成、提高酸性流体渗入阻力以及增强腐蚀反应惰性多种方式提高水泥石的抗腐蚀能力。

南海东部海洋钻井工程深层提速技术分析

南海东部地区海洋钻井提速工作近10年取得了显著成效。基于海洋钻井成本高,国家和公司的提质增效要求以及海洋钻井人对机械钻速坚持不懈的追求,钻井提速工作全面铺开,从浅层到深层、从单纯钻头技术研究到各种提速工具试用及推广,最终取得优异提速成绩。一趟钻完成钻井作业,钻井日效率大幅度提升,每米钻井成本和综合成本逐年降低,为海洋钻井及公司发展做出了贡献。本文主要介绍3种目前推广使用的提速技术的特点和使用效果,为钻井提速提供一些思路和方法。

自升式钻井平台桩靴改造降低穿刺风险可行性分析

自升式钻井平台是海上石油开发的重要装备,穿刺问题一直是自升式钻井平台进行插桩作业时的难题。目前自升式钻井平台作业时需要对目的层进行勘探分析、对插桩穿刺风险进行预测,具有穿刺风险的地层可采取主动穿刺法降低插桩作业风险,但主动穿刺法作业周期长,且钻孔具有回填、垮塌等问题。以EP20-5区块为例,提出了桩靴改造降低穿刺风险的方法,对比分析了海龙9号钻井平台桩靴改造前后的穿刺风险系数。预测结果表明,改造后的桩靴能有效降低穿刺风险,桩靴改造在降低穿刺风险的方法中具有可行性。

CCUS井工况下不同引晶材料对水泥石裂缝自愈合过程的影响

为了尽快实现碳中和的目标,二氧化碳捕获、利用和封存(Carbon Capture,Utilization and Storage——CCUS)技术不可或缺。由于CCUS高温高压的环境引起较大的应力和温度波动,水泥环易形成裂缝对CO_(2)的安全封存造成威胁。以碳酸钙晶须和氧化石墨烯作为引晶材料诱导水泥石裂缝表面碳化结晶,并研究其对水泥石裂缝自愈合进程的影响。实验结果表明,经过碳化自愈合反应不同的龄期后,分别掺入碳酸钙晶须和氧化石墨烯水泥石的抗压强度均高于空白水泥石。μ-CT的结果分析表明,掺入碳酸钙晶须和氧化石墨烯的水泥石裂缝体积的自愈率分别为55.24%和74.60%,要高于空白水泥石的18.32%;水泥石裂缝表面物相分析表明,随着碳化时间的增加,掺入引晶材料水泥石裂缝表面的CaCO_(3)晶体含量高于空白水泥石。由此说明碳酸钙晶须和氧化石墨烯作为引晶材料可提高水泥石裂缝在CCUS工况下的碳化自愈合能力。

海洋钻井井控安全管理与实践

海上钻完井是海洋石油的最大风险,井控是高风险行业中的高风险。本文从海洋钻井井控的应急难点及安全管理现状出发,结合海洋钻井井控的安全管理特色,分析了海洋钻井井控安全管理的实践方向,提出了海洋钻井井控安全管理工作的对策和建议。该论文对海洋钻井平台井控管理有较大的指导作用。

自升式钻井平台就位“鸡蛋壳地层”钻孔法主动穿刺方案设计

自升式钻井平台就位“鸡蛋壳地层”时,由于地层上部硬薄层的不稳定性,易发生单根桩腿突然快速下沉的穿刺现象。钻孔法主动穿刺是一种有效降低穿刺风险的措施。研究内容基于恩平10-2区块的典型“鸡蛋壳地层”土质情况,利用传统API计算模型理论,进行了HYSY943平台就位恩平10-2区块时插桩深度计算预测及穿刺风险评估;针对穿刺风险大的评估结果,提出了钻孔法主动穿刺相关施工方案,包括钻孔直径、钻孔数量、钻孔深度以及钻孔顺序等关键参数;收集现场实际作业资料,经过钻孔前后地层承载力预测情况对比,证明可以有效破坏“鸡蛋壳地层”,消除后续插桩作业穿刺风险。研究成果可为我国自升式钻井平台就位“鸡蛋壳地层”钻孔法主动穿刺方案设计提供相关指导,助力油气安全高效开发。

砂砾岩地层卡钻风险分析及预防措施

砂砾岩地层埋深浅、胶结程度低,钻进过程中存在较大风险;通过对砂砾岩地层特点及实际作业过程中出现的问题进行分析,发现砂砾岩层钻进主要存在井壁坍塌造成卡钻、憋泵或者大排量循环导致地层漏失、丛式井表层定向作业防碰与防卡并存、排量控制难度大等风险;为降低砂砾岩地层钻进风险,需采取简化钻具组合、优化钻井液性能、合理选择钻进参数、优化作业程序等措施。

中国海油CCS示范项目超浅层大位移井固井实践

CCS技术是Carbon Capture and Storage的缩写,是一项将二氧化碳(CO_(2))捕获和封存的技术,是稳定大气温室气体浓度减缓行动组合中的一种选择方案。中国海油CCS示范项目利用一口超浅层大位移井,将油田开发过程中高含量二氧化碳原位处置回注至类似“穹顶”地质构造,以达到二氧化碳封存的目的。目标井深度3709 m,垂深仅894.31 m,水平段延伸长度3212.96 m,水垂比达3.59,是一口超浅层大位移水平井。固井专业面临低温泥饼不易冲洗、长尾管段回接居中度差和插入难、水泥环易腐蚀和难修复、浅层疏松地层易漏等技术难题。中海油服发挥自身技术优势,对技术难题一一化解,保障了示范项目成功实施。2023年6月,伴随着回注系统将二氧化碳以每小时9吨的速度回注至地层,中国海油CCS示范项目正式投产,作为中国海油自主设计的首口回注井,标志着我国初步形成了海上二氧化碳注入、封存和监测的全套钻完井技术和装备体系,填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白。

低密度弹韧性固井水泥浆体系研究

为构建适用于复杂井(如二氧化碳回注井、储气库井)固井作业的低密度弹韧性固井水泥浆体系,研究了水泥浆关键添加剂材料,并对水泥浆体系的性能进行了评价。结果表明,减轻剂、弹韧剂、降失水剂、缓凝剂和增强剂可以调节水泥浆的密度、弹韧性、失水量、稠化时间和强度性能,可应用于构建高性能低密度柔性水泥浆体系。水泥浆性能评价表明,在不同温度下,水泥浆流变性在300 r/min时的读数小于300,流变性好,失水量小于50 mL,稠化时间大于3 h。水泥浆在不同温度下养护24 h后的抗压强度均大于18.2 MPa,弹性模量最低为5.8 GPa,抗冲击强度均大于2.04 kJ/m^(2)。构建的低密度柔性水泥浆体系具有较好的性能,可应用于固井作业。

高炉矿渣改性铝酸盐水泥的性能研究

根据海上高温高压酸性气田开发现状,研究了改性铝酸盐固井水泥浆体系的水化特性和防腐能力。结果表明,高炉矿渣的掺入量为30%~40%时,可有效改善铝酸盐水泥浆后期强度衰退的问题,高炉矿渣改性铝酸盐水泥具有耐高温、耐腐蚀、使用寿命长等优点。

高温高压井固井水泥浆体系研究

高温高压环境易对固井水泥浆性能产生较大的影响,引起水泥石强度衰退、添加剂失效等问题。针对高温固井对水泥浆的要求,研究了水泥浆关键添加剂材料,构建了抗高温固井水泥浆体系,并对水泥浆性能进行评价。实验结果表明,研究的高温降失水剂、缓凝剂、分散剂、加重剂能有效降低水泥浆的失水量,调节水泥浆的稠化时间和流变性,提高水泥浆的密度。使用研究的添加剂材料构建的抗高温高密度水泥浆体系在高温环境下常规工程性能良好,满足固井施工的要求,且水泥浆的高温强度稳定性好。研究结果可为高温固井作业提供技术支持。

海上油基钻屑锤磨式热解析处理装置的工业化应用

锤磨式机械加热方式在处理效果、能耗、处理量方面具有综合优势,选定锤磨式热解析技术作为海上油基钻屑的处理技术。制定锤磨式热解析处理装置的技术路线,提出了装置工业化应用要求,介绍装置在加工制造过程中满足工业化应用的保障措施。装置陆续开展厂内、出海前陆地、海上平台3个阶段的试验,成功实现工业化应用。

规模化主动穿刺在南中国海的应用

一些海底土层表面上看起来很硬,但实际上只是薄薄的一层“硬壳”,而下面却很软,这种地层可以形象地比作“鸡蛋壳”地层。如果在这种地层上进行自升式钻井平台插桩就位作业,就会发生倾覆的风险。因此,在施工之前要弄清地质情况,通过打钻、采样等手段,将“鸡蛋壳”地层破坏掉,确保工程设施的安全。