莺-琼盆地钻井温度场计算校正算法研究

南海莺-琼盆地是我国南海海域典型的高温型盆地,海洋钻井环空温度场计算是准确预测和控制井筒温度的核心问题,本文基于深水钻井瞬态温度场计算模型,融合NSGA-Ⅱ多目标最优化算法,构建了深水钻井环空温度场计算校正模型。通过设定三个对流换热校正系数和两个优化目标,经过多轮种群迭代,获得最优校正系数,随后利用现场某一高温井进行验证。结果表明:随着NSGA-Ⅱ种群迭代次数的增加,三个对流换热校正系数值逐渐趋于稳定,模型所计算出的井底温度与环空出口温度均趋近于测量值,表明校正算法有效。校正后的模型具有一定的泛化能力,其计算值与实测值平均误差小于5%,可用于指导深水钻井温度场预测。

东海某气田天然气黏度实验及计算模型评价研究

天然气黏度是采油工艺和地面集输工艺设计中重要的基础物性参数之一。在某气田的勘探发现中,探井气体的组分相差较大,其中重组分和非烃CO_(2)的存在使得气体的黏度普遍增大。为此,采用实验分析的方法探讨了影响黏度的主要因素,并以实验数据为基础,采用ASPEN HYSYS软件分析评价了PR和SRK等10种状态方程对黏度的预测精度。结果表明:压力、温度和气体组分是影响天然气样品黏度的重要影响因素,其中压力和气体组分中的重烃组分含量对黏度的影响较大。相同温度条件下,随着压力的增加,气体的黏度逐渐增加;相同压力条件下,随着温度的增加,气体的黏度逐渐减小;当压力小于20 MPa时,可以忽略温度对于气体黏度的影响。SRK状态方程的平均相对误差与最大相对误差均最小,是计算该气田天然气黏度的首选方法,可以满足地面工程设计的需要。

海上油气田项目效益风险评价

海上油气田开发项目具有不确定性大、投资回收期长以及开发风险高等特点,开展风险评价工作可以适应新经济形势的发展需要。本文以国内外相关研究为基础,将Monte Carlo模拟与现金流模型相融合,即在完成项目经济效益评价之后再进行风险评价,得出项目直观的风险概率。

导管架平台上部组块结构优化研究

目前东海已建在产的生产平台全部为导管架平台,部分导管架平台的上部组块存在结构偏复杂、杆件受力不均衡、甲板设备布局不合理等问题,不仅加大了平台建造难度和工作量,而且增加了项目工程投资。因此,有必要对东海已建导管架平台进行结构评价和优化设计。在此基础上选取东海具有代表性的导管架平台为研究对象,对其上部组块进行优化设计,并运用SACS软件对上部组块进行在位静力分析和吊装分析,最终形成了导管架平台上部组块优化技术方案,实现了上部组块结构减重,从而节省制造费用,降低成本。该文旨在为今后类似导管架平台设计提供新的思路和借鉴。

东海西湖气举措施设计及应用研究

针对东海西湖水驱气藏井存在见水后积液或水淹严重,稳产难度大等问题,结合气井产水特征,开展气举措施工艺技术研究。通过典型井管流模型建立,优选注气参数、气举阀参数等参数,实现了东海气井气举排采参数的科学快速选取。在气举措施设计的基础上,对常规气举、打孔气举和氮气气举等工艺进行了优化及应用研究,形成了适宜东海西湖气井开采特征的气举措施配套工艺,对后续油气藏开采的排水采气措施提供了一定的借鉴意义。

基于SVM模型的排水采气效果预测研究

为解决目前排水采气工艺效果预测不佳的问题,以涡流排水采气为例,采用SVM(support vector machine)模型进行效果预测,充分考虑地层压力、油藏中深、孔隙度、渗透率、产水量、产气量、气水比等影响涡流排采效果的因素,收集7个区块涡流排水采气影响因素参数作为输入向量,平均单井日增气量和平均单井日增水量作为输出向量,通过样本训练确定SVM模型最优惩罚参数C为22.1453,最优的γ为0.30885,控制误差为0.01。利用建立的SVM模型对T气田C1、C8井涡流排采生产情况进行预测,并与实际生产情况进行对比,结果表明平均单井日增气量相对误差为8.57%,平均单井日增水量相对误差为7%。研究表明基于SVM涡流排水采气效果预测模型预测值与实际值接近,模型预测结果准确可靠。

不同岩石多裂缝扩展规律研究

为了研究不同岩石力学性能下多裂缝扩展规律,考虑流体流动对裂缝扩展以及岩石变形的影响,基于扩展有限元方法,建立水力压裂裂缝垂向扩展的数学模型,得到了多裂缝在不同力学性质岩石扩展过程中注入压力、注入点宽度、裂缝偏转度的变化规律,以及裂缝间距在不同岩石中的影响规律。结果表明,随着岩石弹性模量和抗拉强度的增强,相同压裂时间下的裂缝扩展长度增加,孔隙压力增加;岩石等效位移随着岩石弹性模量和抗拉强度的降低而增加,与裂缝数量呈正相关,并且随着裂缝数量的增加,岩石等效位移增加的趋势更明显;随着岩石弹性模量和抗拉强度的增强,裂缝间距对注入点孔隙压力的影响并不明显。当裂缝之间的间距增大到一定程度,裂缝间应力干扰作用减小,裂缝不发生偏转。该研究对不同岩性下水力压裂施工工艺簇间距的优选具有一定的借鉴意义。

基于Usfos的非线性分析程序研究海洋平台的极限承载力

海洋平台极限承载力研究一直是平台结构安全评估的最重要部分,越来越受到人们的关注。以"勘探二号"自升式钻井平台为研究对象,利用非线性分析USFOS软件分析计算了该平台的极限强度,评估了现役平台的安全性能。研究结果表明,"勘探二号"平台在45°环境极限条件时平台结构最危险。该研究为现役自升式钻井平台安全风险评估提供了一种比较先进而精确的方法,对今后类似海洋平台安全风险评估具有一定的指导意义。

北部湾W6井涠洲组砂岩地层取心技术研究

W6井是北部湾涠西区块的一口评价井,在W6井主要目的层涠洲组砂岩进行取心作业。由于前两次取心收获率低,此文分析该井涠洲组疏松砂岩取心难点及原因,从而对取心工具选型、取心参数优化、取心工艺措施等进行研究,提出适合该地层的取心参数、配套工具和工艺措施,在后续四次取心作业中得到应用,取心率均达98%以上,效果明显,为同类地层取心提供有效参考和借鉴。

东海某平台可燃气体冷放空扩散安全评估研究

以东海某平台为例,采用数值模拟的方法研究不同工况条件下可燃气体冷放空的扩散规律,选用k-epsilon模型和Species Transport模型分别描述气相湍流运动和可燃气体扩散过程。结果表明:冷放空排放气体扩散受环境风向影响较小;冷放空排放气体扩散受风速条件和泄放放空速率的影响明显,随着环境风速的变大,火炬头上方形成的可燃气体团越小,可燃气体团中心距离火炬头越来越近;随着放空速率的变大,火炬头上方形成的可燃气体团越大,可燃气体团中心距离火炬头越来越远;意外熄灭工况、火灾工况和阻塞工况条件下,对应的最大扩散距离分别为15.69 m、20.62 m和28.48 m;直升机远离火炬头安全飞行的距离分别为16 m、21 m和29 m。建议平台加强可燃气体探测系统维护,确保能够及时探测到冷放空气体。

滑动钻进中顶驱扭摆减阻控制技术研究

国内顶驱扭摆减阻技术尚不成熟,作业过程中设置的扭矩极限和扭转角度仍然依靠经验获取,与井下实际情况有误差,导致顶驱扭摆作业不能在安全的范围内发挥最佳效果。为此,建立了一种适用于扭摆减阻工艺的摩阻扭矩计算模型,并在此基础上开发出一套摩阻扭矩分析软件,制定了闭环扭摆减阻工艺实施流程。将软件应用于L26-1井和D202井,软件计算结果与实际测试结果误差较小,均在10%以内,符合现场实际钻井作业要求。研究的顶驱扭摆减阻控制技术能够安全高效地指导扭摆减阻作业,可有效解决滑动钻进过程中的托压问题。

海洋平台Y型管节点静力强度研究

在海洋平台结构中,管节点是关键部位。以典型Y型管节点为例,采用有限元法,研究Y型管节点的静力强度。利用ABAQUS建立某海洋平台某Y型管节点有限元模型,通过施加一系列不同的载荷,计算得到Y型管节点失效时所承受的载荷。基于ABAQUS计算该Y型管节点在承受轴向拉伸、平面内弯曲和平面外弯曲载荷时构件发生失效的应力情况,发现构件失效时,所承受的轴向拉伸载荷为1 430 k N,平面内弯曲和平面外弯曲时弯矩载荷分别为37.28 k N·m和17.69k N·m。敏感性研究通过改变弦杆的壁厚,计算得到该Y型管节点在承受外部载荷一系列最大应力和变形值。研究表明,随着弦杆壁厚的增加,Y型管节点的应力和变形值减小。

南海某油田伴生气回收利用技术研究

针对南海某油田伴生气产量大、如何实现经济有效回收这部分伴生气的难题,通过调研分析现有海上伴生气回收利用的方式,重点对LNG、CNG、NGL3种伴生气回收利用方案进行了设计以及经济效益分析。结果表明:3种方案从技术上均可实现南海某油田伴生气回收利用的目的,但3种方案的经济性存在较大差异;若海工方案采用导管架综合平台方案,3种方案都没有经济效益;若海工方案采用FPSO方案,增设NGL具有一定的经济效益。

气相管壁水合物沉积层分解破裂特性研究

针对流道内气相管壁天然气水合物(以下简称“水合物”)沉积层的分解破裂特性进行研究,明确其分解破裂机制,进而为水合物流动安全控制提供依据。实验中,在摇晃测试段中生成沉积层之后,采取降压法对其分解。观察宏观形态变化并计算分解速率,同时通过探针采集到的电压信号的变化来反映局部的分解情况。实验结果表明,基于电压信号的检测方法可以作为一种新型监测分解的手段。降压分解时沉积层以存在脱落现象的消融模式分解,在3种降压速率(0.010 MPa/s、0.026 MPa/s和0.056 MPa/s)下沉积层分解时都会有冰生成,当降压速率增大到0.026~0.056 MPa/s时,冰-水合物混合沉积层会从壁面随机位置处脱落,冰-水合物混合沉积层的脱落速率随着降压速率的增大而增大,存在冰堵塞的危险。最后根据实验现象总结出了沉积层破裂脱落的原因是分解过程中沉积层结构变化和气体冲击,而气体冲击是造成破裂脱落的主要原因。

南黄海盆地南五凹陷中-新生界油气资源潜力及勘探方向

南黄海盆地自油气勘探工作以来,尚未取得油气商业发现。对南五凹陷烃源岩及资源潜力认识还不足,有利区带及勘探方向还认识不清。针对该问题,该文利用新钻井资料及周边区域地质资料,对南五凹陷烃源岩有机质丰度、成熟度等烃源指标进行系统评价,利用TSM盆地模拟开展油气资源潜力分析,优选有利勘探区带,明确重点区带成藏条件及关键要素。研究发现南五凹陷古新统阜宁组为主力烃源岩,为受海侵影响的偏咸水湖相沉积,发育中等-好程度低熟-成熟烃源岩,干酪根类型以Ⅱ_(2)型为主。落实凹陷资源规模2.26×108t,研究区北部斜坡内带近生烃中心,是油气输导优势指向区,为最有利勘探区带,构造脊为油气富集带,研究成果对下步在南五凹陷勘探具有重要的理论指导意义。

东海X低渗气田钻开液储保性能评价及应用研究

近年来东海深部储层发现大量低渗资源,主要采用水平井进行开发。该类储层埋藏深、温度高、孔喉特征复杂,极易受到水锁等伤害,对水平段钻开液的抗温性、储层保护性能提出了挑战。通过优选甲酸钠加重剂、优化SATRO防水锁剂加量,提高了钻开液体系抗温性,降低了水锁风险,实验评价结果表明各性能指标均达到要求。优化后无固相钻开液现场应用4口井,初期产能均达到配产,相比邻井产能显著提高,储层保护效果良好,具有良好的应用价值。

基于灰色预测模型的上海市天然气消费量预测

天然气作为优化能源结构的重要能源类型,当前已成为我国推进能源消费清洁化、低碳化转型的可靠选择。因此,加快天然气产业发展是优化能源结构、坚持可持续发展战略和实施节能减排的重要举措。基于灰色预测模型GM(1,1)对上海市天然气消费量进行预测,上海市2005~2021年天然气消费量预测结果的平均相对误差为6.7%,预测精度为93.3%,为相关企业了解天然气市场的未来消费走势提供参考。

北部湾WX油田隔水导管最小入泥深度研究

隔水导管是海洋钻井关键部分,确定合理的下入深度对于安全钻完井作业具有非常重要的意义。随着WX油田开发,针对隔水导管下入深度问题,此文根据隔水导管不同工况,建立了基于钻井液安全循环和基于最大地层承载能力导管最小入泥深度计算模型,提供了计算方法及步骤,该计算模型指导了北部湾WX油田隔水导管入泥深度设计和现场施工作业,满足了开发的要求。

控压钻井技术在东海深部低渗地层中的应用

随着东海深部地层勘探取得突破,石油钻探进入深部复杂地层。深部地层岩石强度大、可钻性差,深部地层机械钻速低,同时深部储层孔渗条件差,储层保护尤为重要。此文介绍了一种新的钻井方式即控压钻井,分析其工艺优势和控制操作原理,结合东海地质特征,优化钻井参数,对东海N构造M4、M5井进行实例应用分析,机械钻速有较大的提高,同时也较好保护油气层,效果明显,为深部地层安全高效钻井提供一务途径。

东海西湖凹陷探井井身结构设计方法研究

东海西湖凹陷探井井身结构在使用的过程中,出现了很多由于井身结构设计不合适而导致的复杂情况,多是由于不能有效地分隔下部出现的异常压力地层,导致在下部井段作业时压漏上部地层。为了解决这一问题,针对东海西湖凹陷井身结构设计难点,从设计方式的角度进行了优化。采用新的设计方式能在封固好分布复杂的地层压力的同时,还最大限度地保证套管直径够大,以满足后续作业要求。