海上低渗储层精细分层压裂技术及应用

海上低渗、特低渗储层具有埋藏深、跨度大、薄互层发育、井斜大、射孔段长等特点,常规笼统压裂方式对厚储层纵向改造不充分,产能释放不彻底。提出了以“机械封隔硬分层+暂堵转向软分层”为核心的精细分层压裂技术,将钻井工程参数与录井全烃分析相结合,形成了一套海上低渗储层地质工程甜点预测方法,实现储层纵向甜点识别及压裂层位划分;通过管柱优化设计,形成了多封隔器投球滑套、封隔器+桥塞分层为主的机械硬分层技术;通过优选暂堵球及暂堵优化设计,形成了低、中、高温系列暂堵球为主的暂堵转向软分层技术。该技术现场应用17口井,实现了纵向储层有效改造,增产效果显著,为海上低渗、特低渗储层有效开发提供了技术支撑。

层状地基中海洋大直径管桩水平动力响应分析

考虑桩−海水−层状土相互作用,研究了水平动荷载作用下层状地基中海洋大直径管桩的动力响应特性。将海水视为无黏性可压缩流体介质建立桩周、桩芯海水的运动方程,通过分离变量法并结合海水的边界条件求得桩周、桩芯海水作用在管桩上的动水压力。将海床土体视为黏弹性介质并考虑其成层非均质性,利用微分变化并结合土体振动边界条件解得桩周、桩芯土体作用在管桩上的水平抗力。进而根据各桩段上水平力的平衡建立管桩控制方程,利用传递矩阵法并结合桩身的连续条件以及桩顶、桩底的边界条件,得到层状海床土中海洋大直径管桩的水平动力响应解析解,给出了桩顶位移解析表达式。将所得解与有限元模拟结果以及退化解与已有文献解进行对比,验证了本研究计算方法的合理性。并基于所得解分析了管桩−海水−层状土系统水平动力响应对动水压力、水深、土体模量、土层厚度等关键参数的敏感性。

海上高导流分层防砂分层控聚技术

针对胜利海上化学驱区块Φ177.8 mm电泵井见聚后容易出现砂堵、聚堵,检泵周期缩短,影响化学驱开发效果的难题,研发了一种高导流分层防砂分层采油技术。该技术包含大通径低吸附分层防砂疏聚、小直径大推力管内分层控聚及电泵快速破聚三级控制,可实现长效采油。防砂采用低吸附技术可减少聚合物吸附量48.3%;管内小直径分采技术设计加强装置可实现泵下悬挂分采管柱,液控多级配产器可实现多开度大推力控制;管柱最大外径80 mm,比常规管柱缩小10%。电泵机组优化导叶轮结构及材质并增加剪切装置破碎老化聚合物,剪切率≥30%,提高聚驱导液能力。目前该技术已在胜利海上成功应用37口井,分采层数2~3层,平均单井日增油21.3 t,最大见聚质量浓度650 mg/L,仍能正常生产。满足了化学驱电泵井“低吸附、防堵、控聚”的生产需求,实现了海上电泵井的长效举升,具有广阔的推广应用前景。

海上低渗透油藏低速非线性渗流修正模型及井距优化

基于毛管束模型,结合边界层厚度与压力梯度之间的关系,建立了海上低渗透油藏低速非线性渗流修正模型,利用基于嵌入式网格的流固耦合模型与三维压裂井黑油模型,对比了本文研究与传统低速非线性渗流模型对数模求解稳定性影响,优化了海上低渗透油藏五点井网井距。结果表明:与前人研究相比,本文提出的非线性渗流修正模型更加合理,且与实验数据拟合精度更高。与传统低速非线性渗流模型相比,本文提出的修正模型使衰竭开采数模模型降低非线性迭代次数85.7%。同时,使两口压裂井注采数模模型从不能收敛变得稳定收敛。随着井距增加,井组累积产油量呈现先增加后减少的趋势,存在最佳井距。此外,最佳井距随基质渗透率增加而增大。该方法为准确优化海上低渗透油藏井网参数提供了高效工具。

Fluid-structure interaction simulation of dynamic response and wake of floating offshore wind turbine considering tower shadow effect

The comprehensive numerical simulation of the tower shadow effect on floating offshore wind turbines(FOWTs),an area less explored compared to fixed-bottom wind turbines,is presented in this study.The atmospheric boundary layer inflow and the joint north sea wave project random wave are used as the operating conditions for FOWT.The combination of computational fluid dynamics(CFD)software simulator for wind farm applications and turbine simulation tool OpenFAST is used to implement fluid-structure interaction calculations.The output power,platform motion,wake velocity deficit and vortex structures are analyzed to reveal the influence of the tower shadow effect on the FOWT.The results indicate that due to the fluctuation caused by the turbulent wind and the floating platform motion,the tower shadow effect of FOWT is less significant for its periodic power decay than that of fixed-bottom wind turbines.And according to the velocity deficit analysis,the influence area of the tower shadow effect on the wake is mainly in the near wake region.

海洋物探方法在海上风电场勘察中的应用研究

在海上风电场建设项目中,需要通过勘察活动掌握海底的地层特点以及各种影响施工活动的不利因素。研究过程采用海洋物探法进行海底勘察,经过对比,选用浅地层剖面探测技术。结合具体的工程项目,沿着东西方向和南北方向,布置间距相同的平行测线,将探测系统部署在船舶上,收集海底的回波信号,利用配套软件工具处理相关数据。结果显示,拟建区域基岩面整体埋深较浅,起伏程度较小,并且海底未发现浅层气、油气管线、输电线缆,仅有一条埋藏古河道。以上情况表明,该区域能够为施工活动提供良好的作业条件。

海洋原油外输软管拉伸刚度影响参数研究

海洋原油外输软管广泛用于海上FPSO和油轮的原油外输,软管在海洋环境作用下会受到轴向拉力,拉伸刚度是影响轴向受力的关键结构性能参数。根据《API SPEC 17K》标准和《GMPHOM2009》规范的要求,需要确定软管的拉伸刚度。基于Rebar方法定义海洋原油外输软管的帘线增强层,利用有限元软件ABAQUS建立某国产海洋原油外输软管的轴向拉伸模型,并计算不同结构参数条件下的软管拉伸刚度。计算结果表明:帘线增强层是海洋原油外输软管的主要抗拉伸结构层,帘线铺设角度越小其拉伸刚度越大,软管抗拉伸能力对帘线层数比较敏感,帘线层数越多软管抗拉伸能力越强;螺旋钢筋层的钢筋直径和螺距在一定程度的拉力范围内与软管的拉伸刚度保持良好的线性关系,软管的拉伸刚度随着钢筋直径的增大而增大,随着螺距的增大而减小。研究结果可为海洋原油外输软管的结构设计和实际应用提供参考。

海上油田电液联控单管分层注聚技术研究

针对传统单管细分注聚技术存在因聚合物吸附等造成测调仪投捞不到位、配聚器调配困难及有效期短等问题,研发了一种电液联控单管分层注聚技术。该技术包含电液复合分控装置、液控多级配聚器、非接触式热传导流量计等核心工具。电液复合分控装置通过1根主控电缆,实现1根液控管路分控多个液控工具,大大简化了井筒管线数量;液控多级配聚器解决了注聚过程中流量调节困难的问题,实现变排量调节和大压差注入;非接触式热传导流量计实现聚合物流量井下长效在线监测。目前该技术已成功应用3井次,分注层数2~3层,最大单层配注量130 m^(3)/d,测调次数达21次,测试准确率达85%以上,在井时间约600 d依然有效。该技术满足了海上油田“保黏、细分、长效”的注聚需求,具有较高的推广应用价值。

镀层中Zn-Fe合金层对海洋工程用钢丝腐蚀性能的影响

热镀锌钢丝镀层中Zn-Fe合金相组成及含量对镀层腐蚀性能影响较大。对Zn-Fe合金层形貌和厚度进行分析,结果表明:镀锌钢丝的耐腐蚀性能随合金层和纯锌层总厚度增加而增加,而Zn-Fe合金层不是越厚越好,最佳厚度6~7.5μm,此时合金层中的脆性相Γ(Fe 5Zn 21),软脆相ξ(FeZn 13)所占比例较少,合金层未出现裂纹,不存在疏松、组织粗大等现象。严格控制合金层中的锌铁元素含量比例,铁元素质量分数在纯锌层内控制在不大于1.5%,而Zn-Fe合金层的Fe元素含量最好控制在不大于8%,保证最佳相δ(FeZn 7)比例是80%~85%,此时合金层的防护性能最佳。

近海富水砂层临近建筑基坑施工控制技术

为确保近海富水砂层开挖地表沉降值不超过影响范围内房建允计值,本文通过建模模拟计算、计算数据与实测相结合对比分析,开挖、支护、降水方案论证优化,提出了临近建筑物富水砂层基坑开挖监控量测方法,加大泥浆比重护壁、多重堵水与防水、降水措施,成功解决了施工中遇到的技术难题,以期为同类工程提供经验借鉴。

海上油田层内生成CO_(2)工艺分流多氢酸解堵技术的研究

针对渤海油田部分储层非均质性强、常规笼统酸化无法有效启动低渗层的问题,提出一种层内生成CO_(2)分流多氢酸解堵技术,综合利用封堵性能评价、理化性能评价、酸液性能评价及岩心驱替实验,研究了层内生成CO_(2)体系的封堵能力和多氢酸解堵体系的解堵能力。研究结果表明:渗透率级差小于7.8时,层内生成CO_(2)体系生成的CO_(2)泡沫具有良好的封堵效果,可有效封堵高渗层,提高后续酸液进入低渗层的比例。多氢酸解堵体系沥青质溶解速率为7.2755 mg/(mL·min)、溶蜡速率为0.599 mg/(mL·min),酸化后岩心渗透率恢复率为200%。矿场试验结果表明措施后油井产液量增幅达到90%。该技术施工简单、使用设备少、对储层无伤害,对海上油田解堵具有很好的借鉴意义。

海上风电场地理信息综合服务关键技术

海上风电作为清洁能源,进行大力开发建设。地理信息在海上风电场建设运维、船舶航行安全方面发挥重要作用,也是海事通航尺度核定测量重要内容。海上风电场地理信息综合服务包含侧扫声呐探测、浅地层剖面探测、多波束水深测量及二三维一体化展示等关键技术。本文以粤东某风电场为例,进行了沉船扫海测量、风机基底探测、礁石浅点探测、电缆数据采集及风电场海域相关要素二三维一体化展示。结果表明,风电场地理信息数据需要结合浅地层剖面仪、侧扫声呐和多波束影像综合分析,提高数据的互补性和可靠性;基于潮汐模型与余水位监控法、海量多波束处理CUBE算法具有应用价值,磁法测量、下潜探摸和水下摄像判读可获取沉船更详细的信息。

基于YOLOv7模型的海上平台保温层破损目标检测研究

基于海上平台巡检及监控的智能化应用需求,为有效监测保温层破损情况,采用网络搜索、模拟拍摄、数据增强等方法,构建包含多种形态特征的海上平台保温层破损数据集。采用YOLOv7模型对海上平台保温层破损情况进行检测,取得了较高的目标识别、定位及特征分类精度,可满足海上平台机器人巡检或固定监控的目标智能检测需求。

基于SPH方法双消浪室开孔沉箱数值研究

基于修正光滑粒子法(CSPM)和黎曼解修正后的光滑粒子流体动力学(SPH)方法,建立模拟波浪与开孔沉箱相互作用的数值水槽模型,通过理论解和数值结果对比,验证其准确性。研究消浪室相对宽度B/L、相对波高H/L、相对水深d/L因素对双消浪室开孔沉箱的反射系数Kr以及静水位处所受的波压力p的影响,并对水粒子出入消浪室复杂的过程进行研究。结果表明,在研究工况下,消浪室相对宽度B/L与波压力p呈现非线性关系,反射系数Kr随着消浪室相对宽度B/L增加而减小;相对波高H/L对波压力p和反射系数Kr影响较小;随着相对水深d/L增加,波压力p逐渐减小,反射系数Kr表现为先减小后增大的非线性特征。前消浪室水粒子相对后消浪室运动情况更为剧烈,水平速度较垂直速度变化较大,在开孔位置附近水粒子速度变化明显。

南海东北部海陆深地震联测与滨海断裂带两侧地壳结构分析

南海东北部首次成功实施海陆联合深地震探测 ,填补了海陆过渡带深地震探测的空白 .利用该次海陆联测地震数据 ,通过数据处理、震相分析、射线追踪、走时模拟等方法 ,获得了滨海断裂带附近的纵波地壳速度结构 ,探明了海陆联测剖面中滨海断裂带可能位置 .地壳速度结构为陆壳结构 ,地壳厚度由陆地向海区逐步变薄 ;在上地壳下部普遍存在一层速度为 5 .5～ 5 .9km·s-1、厚度为 2 .5～ 4 .0km的低速层 ,并向海区方向减薄 ,该区未发现明显的高速层 .滨海断裂带为一纵向低速带 ,位于南澳台东南 35km处 ,对应于重、磁异常带 ,断裂带断至莫霍面 ,是华南陆区正常型陆壳与海区减薄型陆壳的分界地壳断裂 .

海上层状油藏油井水驱采出程度预测

针对S油田目标井组水驱期间油井采出程度差异大的问题,运用统计学方法,研究影响采出程度的主要因素。通过建立多元线性回归模型,进行敏感性分析,筛选出影响采出程度的主要因素为油井产水量、油井有效厚度、主力层地层系数。通过拟合得到油井水驱采出程度的经验公式,利用所得经验公式对目标井组相邻油井进行采出程度预测,计算出的采出程度与实际值较为接近,精确度为0.96。研究成果为预测海上层状油藏油井水驱采出程度提供了有效途径,为油田后续措施的实施提供了理论依据。

真空联合堆载预压近海软基加固效果分析

根据舟山近海软基处理的监测数据,详细分析了地表沉降、分层沉降、孔隙水压力及土体水平位移等变化规律。分析表明:6 m以下土层预压后单位土体的压缩量较大,与该土体土质和预压前土层未被压缩有关;每级堆载的施加使孔压相应增加,但因真空预压占主导地位加之孔压的转化,使孔压仍呈下降趋势,且产生的联合超静孔压始终小于0,说明采用真空联合堆载预压加固软基过程中,抽真空形成一定的负超静孔压后,快速堆载不会出现地基失稳现象;一定深度下土体水平位移由收缩变为向外挤出,是因井阻使真空度沿深度衰减较大,产生的真空吸力小于堆载产生的向外的附加应力。真空联合堆载预压的有效影响深度可达塑料排水板以下4 m。

海上稠油油田层间干扰变化研究

X油田为海上多层稠油油田,为了保证单井的经济产量,实行多层合注合采。但是随着开采的进行,层间差异增大,层间干扰变严重,一个显著的特征就是高渗层的产液量和吸水量越来越多,低渗层的产液量和吸水量却越来越少,导致高渗层大量产水,而低渗层的原油无法有效采出。如何预测层间干扰增大到一定程度时的层系细分时机,是X油田面临的重要问题。文中推导了预测高渗层与低渗层产液干扰的公式,从机理上说明开采过程中层间干扰变大的原因是高渗层的含水饱和度上升速度大于低渗层。在此基础上,定义了米产液指数比和米产液指数倍增比,定量描述层间干扰程度的变化情况,得到了预测分层开采时机的图版,并与实际产液测试结果进行了对比。该图版具有较高的预测精度,可以避免X油田为了层系调整而做大量的产液测试工作,节约了大量开发成本,对稠油多层合注合采油田后期层系调整和层系细分具有指导意义。

海上油田电控智能控水采油工具研制及性能评价

为了解决渤海油田高含水阶段生产井分层控水采油难题,提高生产井的稳油开发效果,研制了电控智能控水采油工具。工具采用单芯电缆实现井下供电和通讯,设计采用多测试通道并列结构,配备流量、含水率、温度和压力实时测试功能;采用超声波时差法测量单层产液量,采用射频法测量单层产液含水率,能够根据各层含水情况进行实时控制,实现生产井生产时的控水稳油。工具性能试验结果表明,电控智能控水采油工具在60 MPa压力下密封性能可靠,120℃温度下工作正常,含水率测量范围0~100%,在流量高时流量测量精度高,满足海上油田现场应用要求。电控智能控水采油工具为海上生产井实现分层采油、高效稳产开发提供了新的控水工具,也为下一步海上油田现场应用奠定了技术基础。

波流边界层内外流速剖面的数值模拟

准确模拟波流相互作用下的流场结构是河口海岸动力学研究与工程实践的一个重要课题。改进了波流边界层控制方程中的波浪压强梯度垂向变化关系式,结合两方程紊流模型,建立了可以模拟边界层内外全水深流速剖面的数学模型。将计算结果与纯水流、纯波浪、波流同向和波流逆向实验数据进行对比,结果表明,模型可以较好地复演波流相互作用下边界层内外的时均流速分布特征。