新时期中国海油国际标准化工作的思考

《国家标准化发展纲要》作为新时期统筹推进我国标准化发展的行动纲领,对国际标准化工作提出了更高要求。“十三五”以来,中国海油从优势领域和空白领域着手,标准技术水平和国际化程度明显提升,国际标准实现零的突破,目前已发布国际标准13项。公司承担的多个国际标准化组织的国内技术对口工作规范有效,均已圆满完成各项任务。为加快标准国际化步伐,中国海油将落实《纲要》提出的目标和要求,积极开展国际标准项目培育,拓展国内技术对口领域,加强专题研究,推进制度建设,打造人才队伍;以支撑公司发展战略为目标,全面提升国际标准化工作的定位,构建结构合理、专业配套、国际兼容的标准体系。

基于紧密堆积理论的深水低密度三元固相水泥浆体系

深水浅表层固井作业过程中由于海底低温导致水泥环早期力学强度发展缓慢、内部密实度不高,易引发水气窜流,进而导致固井质量低劣甚至密封失效等复杂情况。为此,采用分形特征方程对G级油井水泥、纳米CaCO_(3)(NC)和漂珠(CS)进行紧密堆积,然后结合室内实验评价,优选出了一套密度为1.50 g/cm^(3)的具有低温早强性能的三元固相水泥浆体系,并利用抗压强度测试、XCT、SEM等方法对紧密堆积体系的增强机理进行了表征和分析。研究结果表明:(1)三元紧密堆积体系早期力学强度发展快速,在10℃的低温条件下,24 h抗压强度可达3.5 MPa以上;(2)相比于相同密度的NC二元体系和CS二元体系,孔隙率降低了19.10%~33.05%,抗压强度提高了7.0%~21.1%;(3) NC可以为水泥水化提供成核位点、填充细化孔隙,CS可以部分替代水而提高体系致密性,在两种材料的协同作用和紧密堆积效应下可实现早期力学强度的快速发展。结论认为,三元固相级配水泥浆体系利用紧密堆积理论发挥了3种材料的各自优势,进而实现了早期力学强度的快速发展,对于深水井表层套管固井作业防止水气窜流具有很好的理论指导意义和应用推广价值。

减压馏分油催化酯化脱酸的研究

采用浸渍法制备了ZnO/γ-Al2O3催化剂,并用其催化减压馏分油与甲醇进行酯化脱酸反应;考察了催化剂用量、甲醇用量、反应温度和反应时间对脱酸效果的影响,并对脱酸前后的馏分油进行了FTIR表征。实验结果表明,ZnO/γ-Al2O3催化剂具有较高的减压馏分油催化酯化脱酸活性。适宜的反应条件为:减压馏分油用量40 g,ZnO/γ-Al2O3催化剂用量为减压馏分油质量的1.25%,甲醇用量为减压馏分油质量的2.50%,反应温度260℃,反应时间1.00 h。在此条件下,脱酸率达到78%。FTIR表征结果显示,减压馏分油中的环烷酸与甲醇反应转化成酯类,达到了脱酸目的。与脱酸前的减压馏分油相比,脱酸后的精制馏分油酸值减小,运动黏度增加,闪点升高。

塔里木盆地及周缘南华系和震旦系划分对比研究

塔里木盆地及周缘南华系、震旦系广泛发育,是揭示前寒武纪重大地质事件的重要地区之一,然而其研究程度低于华南、华北地区。早期认为塔里木盆地及周缘南华系、震旦系可划分为哈尔克山、柯坪、库鲁克塔格、铁克里克及塔克拉玛干等五个分区,由于各分区研究程度及资料之间的差异较大,且近期盆地内部钻井揭示越来越多,地层划分对比问题逐渐突出,传统分区方案面临诸多挑战。综合地质、地震等多学科资料认为,塔里木南华纪原型盆地基底、充填过程、分布统一具有南北分异的特征,区域地层格架剖面显示南华纪-震旦纪原型盆地分布于中央古隆起南北两侧,表现出北强南弱的不同地震反射特征。因此,本文以原型盆地中南、北分异的特征为原则进行地层分区,大致以现今中央隆起带南缘为界,分为北部地层分区和南部地层分区。北部可划分为东北部库鲁克塔格地层小区和西部阿克苏地层小区,其中阿克苏地层小区包括原方案中柯坪、塔克拉玛干北部、哈尔克山分区;南部初步划分出铁克里克地层小区,具体有待完善。震旦纪末期,受柯坪运动"大继承、小改造"的演化模式影响,北部地层分区广泛发育下寒武统烃源岩。因此,塔里木盆地及周缘新元古界分区新方案既符合南北不同的超大陆动力学背景,又控制下寒武统烃源岩分布,理论意义与勘探意义明显。

不同水合物饱和度下渗透率变化特性的实验研究

含固体水合物的多孔介质的渗透率是影响天然气水合物藏开采潜力的一个重要参数,多孔介质的渗透率受到水合物占据孔隙的百分比的影响,定量研究水合物的饱和度对渗透率的影响对于天然气水合物试开采工程具有重要意义。本文利用储气罐精确控制注入反应釜的甲烷气量,采用平均粒径为333.21μm的石英砂模拟多孔介质进行实验,开展了一系列不同甲烷水合物饱和度(0~35%)下液相水的渗透率的测量实验。结果表明,水合物饱和度的增加会引起渗透率逐渐下降,这与前人的研究结果一致。并且当水合物饱和度较低时(S_H<10%),水合物固体对多孔介质孔隙的堵塞作用更明显,所以渗透率急剧下降;而在相对高的饱和度下(S_H>10%),渗透率下降速率逐渐降低。将本实验测量结果与Kozeny颗粒模型、平行毛细管模型和Masuda下降模型[K=K_0(1-S_H)~N,N为整数]进行对比,发现测量结果与Masuda渗透率下降模型N=13的值吻合较好。

白云深水区块体搬运沉积体系与水合物分解的相关性研究

块体搬运沉积体系(MTDs)作为一种在重力作用下发育的深水沉积体系,在全球大陆边缘广泛分布。鉴于其重要的学术意义和工程意义,近年来成为国内外学者关注的热点。利用南海北部珠江口盆地白云深水区海底多波束地形地貌资料和高分辨率地震反射资料,识别了白云深水区大型块体搬运沉积体系,其分布面积逾10000km2,具有典型块体搬运的结构单元和沉积构造特征,对其开展研究具有重要的理论意义和应用价值。为了进一步探讨MTDs与天然气水合物分解的相关性,分析了水合物的分解机理及其对海底沉积地层的强度产生的影响。建立了研究区海底地质力学模型,并采用极限平衡法对海底斜坡是否稳定做出评价。研究结果表明,白云凹陷北侧的海底峡谷为南侧大型MTDs的发育提供了充足的物源保障,区内水合物的分解对海底MTDs的发育具有诱发作用。

海洋油田原油乳化液高频/高压交流电脱水实验

采用自行设计的矩形波高频/高压脉冲交流电源和静电聚结器,以取自海洋油田原油配制的含水率分别为5%和20%的2种W/O型原油乳化液为研究对象,对原油乳化液进行了高频/高压静态电脱水实验,与工频/高压交流电源的脱水效果作对比,并测量了乳化液在施加电场前后的电导率。结果表明,相比工频交流电场,高频/高压脉冲交流电场对原油乳化液具有更好的破乳脱水效果;W/O型原油乳化液最佳脱水频率范围在1400～1500Hz;高频/高压脉冲电场对W/O型乳化液的电导率参比值有明显影响,乳化液在电场作用后的电导率明显高于施加电场前的电导率,同时电导率参比值随电场强度和频率的变化也会发生变化,因此也可以作为评价原油乳化液脱水效果的指标。

陆地钻机用二层台管具排放系统设计

根据目前钻井施工对管具排放作业安全性和作业效率的要求,结合当今管具排放技术领域的发展趋势,提出了一种紧凑型管具排放自动化系统的设计方案。该系统由机械臂总成、机械手总成、滑车总成、纵向传动系统总成、走台总成等子系统组成,可直接安装在现有陆地钻机的二层台上。系统采用全液压驱动方式,具有轻便、结构紧凑、作业效率高、现场施工安全性好、安装与拆卸方便、维护成本低以及与现有钻机适应性好等特点,可满足钻机起下钻作业时管具的夹持、提升和排放等作业需要。

投捞一体式柱塞气举系统的研发

清除井筒积液是维持气井正常生产的重要措施。目前柱塞气举井的生产更多依赖人工控制,井下监测还在采用传统的电缆测井工艺,生产效率不高。为此,提出一种分体式柱塞工具设计方案及利用柱塞进行仪器投捞的测井工艺方法。该技术可根据现场需求,利用柱塞的往复运动将测量仪器安全的放置于井底,在测量任务完成后将存储数据的仪器携带至地面,在井口通过近场无线通信的方式实现与地面采集设备之间的数据自动交换。新型柱塞工具的主要组成部件包括柱塞本体、投送总成、打捞总成和仪器工作筒总成。地面配套设备的主要部件包括井口通信天线和读写器。基于投捞一体式柱塞工具的排液采气工艺可完成井筒生产参数的在线测量任务,包括常规温度压力测量、井筒流体采样、压力恢复测试等。目前,该系统已完成总体方案设计和工程设计,正在开展样机试制和地面试验。该工具将为提高低压低产气井的单井产量和实现稳产提供一种兼具排液采气和动态监测功能的技术手段,对气田生产逐步实现自动化管理具有重要意义。

基于Gompertz的灰色模型预测油田产量

随着我国合作开发的海外油田项目日益增多,从目前和长远来说,快速预测油田产量,对于项目的正确评估是一项重要任务。基于Gompertz模型可以很好表征和描述"S"型曲线的特点,以及灰色模型建模适用数据点较少的优点,提出一种基于Gompertz的灰色模型用以预测油田累计产量的新方法。经实例验算,该模型回归拟合历史数据具有强的抗干扰能力,拟合精度高;利用基于Gompertz的灰色模型预测油气田产量具有一定的准确性和可靠性。

老化对水溶性疏水缔合聚合物流变行为的影响

以水溶性疏水缔合聚合物AP-P4为驱油剂,经渤海油田现场水剪切稀释后得到AP-P4溶液。利用动态和静态流变实验考察了AP-P4溶液的流变行为,研究了老化时间对AP-P4溶液的黏度、黏弹性和黏流活化能的影响。实验结果表明,当剪切应力较小时,老化时间少于500 h的AP-P4溶液在低剪切速率下呈剪切增稠效应,在较高剪切速率下呈剪切稀释效应。当剪切应力大于临界剪切应力时,老化时间不同的AP-P4溶液的储能模量(G′)和损耗模量(G″)均随剪切应力的增大而急剧减小。剪切应力不变时,随老化时间的延长,AP-P4溶液的G′的幂指数先增大后减小并趋于稳定,而G″的幂指数则呈增大趋势。AP-P4溶液在25～45℃的黏流活化能随剪切速率的增大而减小。

玛德莱德迪奥斯盆地泥盆系烃源岩新认识

前人研究认为玛德莱德迪奥斯盆地上泥盆统是"世界级"的烃源岩。通过对比玛德莱德迪奥斯盆地上泥盆统Cabanillas群和Tomachi组烃源岩在有机质类型、有机质丰度和生烃潜力等方面的差异,证明二者不是同一套烃源岩。并通过层序地层学分析认为Cabanillas群是Tomachi组的上覆地层。因此,玛德莱德迪奥斯盆地上泥盆统不是"世界级"的烃源岩。同时,通过对Cabanillas群烃源岩演化特征研究以及综合地质分析认为,Cabanillas群烃源岩以生气为主,盆地的主要资源类型以天然气为主,勘探效益较低。

渤海湾盆地“埕北-垦东”构造转换带形成演化及成藏特征

以渤海湾盆地“埕北-垦东”构造转换带为研究对象,通过几何学特征的静态刻画和形成演化过程的动态分析,系统揭示了该转换带与两侧坳陷及其内部发育演化的时-空差异,明确了油气成藏特征。结果表明,“埕北-垦东”构造转换带呈NW向展布的凸凹格局,被NNE向和NEE向断裂切割改造,与由NEE向伸展断裂主控的济阳坳陷和NNE向伸展-走滑断裂主控的渤中坳陷既有联系又有差异;NW向的埕北-五号桩断裂是新生代盆地的先存基底断裂,对构造转换带的形成起到了决定性作用;在古近纪近SN向区域拉张的背景下,构造转换带受郯庐断裂走滑的影响程度不同,发生了差异演化并出现分区效应;该构造转换带是潜山油气藏发育的有利区带,古近纪的差异演化使得带内埕北、桩海-桩西、长堤-孤东-垦东等不同区段的油气成藏各具特点。对“埕北-垦东”构造转换带的研究有利于指导渤海湾盆地的构造解析及油气勘探实践。

挤压构造对地层压力影响的数值模拟分析

挤压构造成因的异常压力地层，其地震层速度和测井声波时差资料都无异常表现，若采用常规的预测方法会产生很大的误差。因此开展针对挤压构造条件下地层异常压力机理、挤压构造对地层压力影响方式及大小的研究对准确预测挤压构造区块地层压力具有十分重要的意义。通过数值模拟方法研究了挤压构造应力对地层压力的影响机理，得出了在不同渗透地层条件下挤压构造应力对地层压力的贡献率。考虑挤压构造影响修正后的结果与常规预测方法的结果相比，更加接近实测值，预测精度大大提高。

射流清管技术的应用探讨与分析

为了对射流清管技术的应用进行探讨与分析,通过对清管器运动过程进行受力分析,建立射流清管器运动模型,探讨射流清管技术的关键参数,并针对射流清管技术的工程应用进行分析,提出风险应对策略。研究表明:射流清管技术的关键参数包括压降系数、旁通率、清管器与管壁的摩擦力。压降系数反映射流孔结构对压降的贡献,主要是结构参数的函数。直通结构、折流板结构和内部阀门结构的压降系数可由各组合部分线性累加计算。旁通率的优选是射流清管技术的核心,旁通率对清管器速度的影响并非理想的线性关系,增加旁通率会在一定程度上增强清管器运动的黏滑效应。当前的研究均未考虑液体润滑对摩擦力的影响且未能耦合摩擦力的沿程变化特点。本文最后对射流清管技术进行了展望,指出摩擦力沿程变化、内部阀门压降系数的研究是优化射流清管模型的重要方向,旁通率、清管器速度以及积液运移三者的耦合关系将是未来的研究热点。

基于地震多属性分析的吉尔嘎朗图凹陷煤层气富集区预测

吉尔嘎朗图凹陷煤层厚度和含气性具有垂向变化大、横向变化快的特点,煤层气富集区预测成为生产难题。对于煤层预测,优选基于相控的地质统计学反演方法提高预测煤层厚度的精度;对于煤层含气性预测,由于单一属性预测含气性具有一定局限性,利用地震多属性融合技术提高煤层含气性预测精度,融合后的平面预测结果与实际钻井数据吻合率达91%。结合煤层厚度和煤层含气性2个重要评价指标,实现该区煤层气富集区的预测,认为工区东南部缓坡带为较好的煤层气富集区,为后续井位优化部署提供依据。

高压盐膏层定向井段固井技术对策及应用

针对伊拉克M油田盐膏层定向井段固井面临的易漏失、顶替效率低、盐层蠕变易造成水泥环破坏等难题,开展了固井方式和浆柱结构优化、抗污染的前置液体系、高密度抗盐水泥浆体系、顶替效率优化技术等研究。通过模拟计算及实验,优选双级固井方式以减小固井循环当量密度(ECD),从而降低固井漏失风险;采用高效前置液体系解决钻井液与水泥浆的污染问题,提高界面胶结强度;优选抗盐降失水剂、加重剂、增强剂等外加剂,研发了一套抗盐性能和沉降稳定性好、稠化时间可调、早期抗压强度高的盐膏层固井水泥浆体系,并制定了井眼准备、套管居中设计及顶替效率优化、水泥环封隔能力评价等一系列固井技术保障和评价方法,最终形成一套盐膏层定向井段固井技术。该研究成果在M油田A1H井φ244.48mm套管固井中成功实施,说明该技术可有效保证M油田盐膏层定向井段固井安全和质量,为该油田盐下水平井的顺利实施提供了技术保障。

AVO技术在二连盆地吉尔嘎朗图凹陷低煤阶煤层气预测中的应用

吉尔嘎朗图凹陷白垩系的赛汉塔拉组煤层为含气量较低的低煤阶褐煤,寻找含气量相对高的“甜点区”是该地区优化钻井部署所面临的难点。针对该区沉积环境复杂、煤层厚度横向变化大等特点,动态正演模拟分析了煤层的含气性、厚度以及顶板岩性对煤层AVO的影响,总结AVO的响应特征和AVO属性的变化规律,判定AVO烃类检测的可行性和适用条件。结果表明,P+G属性烃类检测效果与实际钻井含气量和累计产气量的吻合率达到75%以上,利用该属性并结合区域地质认识,指出了有利的勘探方向。

两性离子絮凝剂聚合行为及性能评价

以N,N-二甲基二烯丙基氯化铵(DM)和烯丙基磺酸钠(XS)为原料,利用水溶液聚合合成了两者的共聚物P(DM-XS),采用膨胀计法进行共聚动力学研究,分别利用FR法、KT法和YBR法计算DM和XS的竞聚率,并研究共聚物平均组成与转化率的关系。实验结果表明,DM和XS的共聚动力学方程为Rp∝[M]2.17[I]0.61[CTA]0.73,表观聚合活化能为72.55 kJ/mol;得到DM和XS的竞聚率平均值分别为1.023 2和9.788 9;随着转化率的增大,共聚物中DM的含量逐渐增大,在聚合过程中为保持共聚物平均组成基本不变,建议采用补充XS的方法;絮凝剂P(DM-XS)用于处理含聚污水,除油率达99%,絮体不黏壁。

浮式生产储油卸油装置的电气系统设计

浮式生产储油卸油装置(FPSO)作为海上油气田的油气处理中心,其电气系统除了要满足自身用电需求之外,一般还需给周围井口平台或水下井口供电。FPSO通常由船体、上部模块和定位系泊系统三大部分组成。FPSO电气系统是一个典型的孤岛电网,具有供电可靠性高、抗冲击能力强、安全性高等特点。该系统的设计应首先分析电气负荷构成与特点,在此基础上根据功能要求与规范开展主电源配置、应急电源配置、中低压配电设计、输电系统设计、能量管理系统设计等。FPSO电气系统设计思路与主要配置原则是借鉴以往的FPSO工程实践经验。