国家自然科学基金(51274215)
- 作品数：14 被引量：99H指数：8
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- 相关机构：中国石油大学（北京）中海石油(中国)有限公司深圳分公司中国海洋石油有限公司更多>>
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- 相关领域：石油与天然气工程交通运输工程更多>>
- 深水喷射下表层导管合理钻头伸出量计算被引量：24
- 2013年
- 针对深水喷射下表层导管工艺设计中选择钻头伸出量时无理论模型依据、存在作业盲目性和风险性的问题,通过理论推导和现场试验,建立钻头伸出量计算模型,为合理钻头伸出量的设计提供理论依据。通过理论分析,假设钻头水眼喷射出的射流束上边缘与表层导管下边缘内侧相切时钻头伸出量最优,根据这一假设推导出了合理钻头伸出量的计算公式,通过现场试验验证了理论假设的合理性和计算模型的正确性。现场试验结果表明:导管下入速度与钻头伸出量呈正相关,导管与周围土体的摩擦力恢复与钻头伸出量呈负相关。将计算模型应用于南海12口深水井的钻井作业,取得了良好的应用效果,平均每口井节约作业时间14.96 h,提高了作业时效,并达到了安全作业的要求。
- 杨进严德田瑞瑞周波刘书杰周建良唐海雄
- 关键词：深水
- 深水钻井隔水管顶张力计算方法被引量：17
- 2015年
- 通过隔水管受力分析,提出了既能保证隔水管稳定性又能满足底部过提力要求的深水钻井隔水管顶张力计算方法,以南中国海某超深水井为例对其进行验证,并与两种常用计算方法进行了对比。基于管柱力学原理,分析了真实轴向力与有效轴向力对隔水管力学行为的影响,结果表明:真实轴向力决定隔水管底部对隔水管总成的拉力,有效轴向力决定隔水管稳定性。通过隔水管在内、外压作用下的受力分析,建立相应的力学模型,推导出新的顶张力计算方法,弥补了美国石油协会(API)算法和法国石油学院算法的不足。现场应用实例分析结果表明:采用该方法计算的顶张力设置值与现场实际作业时顶张力值基本一致,且计算结果优于API算法及法国石油学院算法的计算结果,可以用于指导隔水管设计及施工。
- 杨进孟炜姚梦彪高德利周波许云锦
- 关键词：深水钻井隔水管
- 深水钻井导管喷射过程中钻头与海底土的相互作用被引量：3
- 2015年
- 为分析喷射下入导管过程中钻头与海底土相互作用情况,建立了导管下入过程中钻头的力学模型。根据射流理论和土力学的分析,得到了喷嘴射流力与土层临界破坏力的计算方法。研究结果表明,钻头与海底土相互作用力可分为直接作用力和射流作用力,只有当射流力较小时才有钻头直接作用地层的压力,排量是影响其作用力的主要因素。通过对现场实际案例计算,对比出施工过程中射流力与土层抗冲蚀力并得出了喷射下入过程中钻头距井底的高度。该研究成果能够结合具体海域的海底土特性,进行喷射过程中钻头及钻柱受力分析,为深水钻井喷射下入导管的钻井参数设计提供理论依据。
- 许云锦杨进孟炜李彬
- 关键词：导管射流
- 深水井筒环空压力计算模型适应性评价被引量：11
- 2015年
- 深水井筒在生产阶段受地层高温产出液的影响,温度场重新分布引起环空密闭空间的压力急剧上升,威胁井筒安全。为向深水油气井的井身设计和套管强度校核提供一定的依据,结合现场实例对基于状态方程和胡克定律计算模型和基于状态方程和温度压力耦合作用的迭代计算模型进行对比,对模型机理和影响计算结果的因素进行了分析。深水井筒中的环空流体介质复杂,井底高温及异常压力使得深水井筒中的环空中流体热膨胀系数和压缩系数对套管体积的影响难以利用胡克定律简化计算。结果表明,基于状态方程和温度压力耦合作用的迭代计算模型更适用于深水井筒的环空压力分析。
- 张百灵杨进黄小龙胡志强何藜
- 关键词：环空压力
- 深水钻井表层导管静置时间窗口设计被引量：14
- 2014年
- 为了降低深水钻井作业风险、缩短钻井周期,提出了深水钻井表层导管静置时间窗口设计方法,并通过现场应用对其进行了验证。根据现场试验数据得出了表层导管与周围海底土间摩擦力随静置时间的变化关系,并建立了表层导管实时承载力计算模型。针对表层导管喷射到位至解脱送入工具阶段和二开套管坐挂井口固井阶段这两个相对危险的阶段对表层导管进行了力学分析,并以南中国海某深水井表层导管为例确定了喷射到位至解脱送入工具阶段和二开套管固井阶段的表层导管静置时间。现场应用结果表明:运用提出的表层导管静置时间窗口设计方法既能保证作业安全又能缩短作业时间,表层导管喷射到位至解脱送入工具阶段平均每口井节约作业时间超过12 h,二开套管固井阶段平均每口井节约作业时间超过24 h。
- 周波杨进刘正礼罗俊峰叶吉华陈彬刘书杰周建良
- 关键词：深水钻井
- 深水钻井喷射法安装表层导管极限下入深度确定被引量：8
- 2016年
- 准确了解深水钻井导管喷射极限下入深度对安全、高效深水钻井具有重要的意义。根据导管喷射下入系统的受力分析,对影响导管极限下入的土质参数及施工参数进行了研究,土质参数的影响因素主要包括土体抗剪强度和土体摩阻力;施工参数的影响因素主要包括喷射钻压、喷射排量及导管垂直度。基于对喷射过程中导管下入系统合力为0的工况进行研究,建立了深水钻井导管极限下入深度的预测模型;运用预测模型对南海某深水井的导管喷射进行了实例计算,得出了实际工况下导管喷射最小下入深度及最大下入深度。现场应用结果表明,该研究成果对安全喷射施工设计具有指导意义。
- 许云锦杨进周波孟炜
- 关键词：深水钻井
- 深水钻井喷射下导管排量设计方法被引量：8
- 2016年
- 深水钻井喷射下导管过程中,为预防导管安装不到位或导管承载力恢复时间过长,需要根据海底土质参数对喷射排量进行合理的设计。基于淹没水射流理论及海底弱胶结土质破坏准则,建立了满足破土能力的最小喷射排量计算模型。采用339.7mm导管进行了喷射下导管的模拟试验,分析了排量对水力破土效果及表层导管承载力的影响规律。结果表明:当喷射排量小于最小喷射排量时,导管下入速度缓慢;当喷射排量大于最小喷射排量时,导管下入速度随喷射排量增大快速增大;导管承载力随喷射排量增大呈指数降低,当喷射排量超过1.2倍最小破土排量时,导管承载力降低幅度达到最大。根据最小喷射排量计算模型和模拟试验结果,建立了基于"水力破土能力、导管承载力"双因素约束的喷射排量设计方法。在南海22口深水油气井的应用表明,采用该方法设计喷射排量,可以提高导管喷射下入效率,保证导管稳定。
- 周波杨进周建良刘正礼杨建刚
- 关键词：深水钻井排量承载力
- 张力腿平台表层导管安装方法适应性评价及优选被引量：2
- 2016年
- 张力腿平台是深海油气勘探开发的重要装备,而表层导管负责承载后续管串及水下防喷器,因此研究张力腿平台表层导管的安装方法对维持井口稳定性具有重要意义。针对南海某油田深水张力腿平台开发模式和水下井口布置方式,从水下井口间距、海底土特性等影响因素出发,分析了钻入法、喷射法和水下打桩法等3种表层导管安装方法的特点及适应性,并综合考虑张力腿平台安装时间、油田投产时间等因素,开展了张力腿平台表层导管安装方法优选。研究结果表明,水下打桩法在批量施工中作业效率较高、经济性较好,是张力腿平台表层导管安装方法的首选,可为南海深水油田张力腿表层导管安装提供借鉴。
- 杨进仝刚周波孟炜刘正礼陈斌张伟国
- 关键词：张力腿平台安装方法
- 南海深水表层导管水下打桩安装技术适应性分析被引量：11
- 2014年
- 为了提高深水钻井表层导管施工的安全性和时效性,针对深水浅层钻井难题,基于锤击沉桩原理,通过理论分析和工艺研究,对深水钻井表层导管水下打桩安装技术进行了分析。深水钻井表层导管水下打桩安装技术采用水下液压打桩锤系统将表层导管锤入地层,可在工作船上实施作业,不占用钻机时间。针对我国南海深水浅层地质特点和油气开发需求,对该技术在南海深水钻井表层导管施工作业的适应性进行了研究。结果表明,与目前采用的表层导管钻孔/固井和喷射法安装技术相比,水下打桩技术可分别节省65%和43%的作业时间、79%和46%的作业费用。表层导管水下打桩安装技术可有效提高深水浅层钻井的安全性和经济性,对我国南海深水钻井表层导管施工具有很好的适应性。
- 刘正礼叶吉华田瑞瑞严德
- 关键词：深水钻井
- 深水钻井表层导管喷射安全等候时间窗口设计被引量：9
- 2014年
- 针对目前深水钻井表层导管喷射随钻下入工艺中,设计安全等候时间窗口时无理论计算模型依据,存在作业盲目性和风险性的现状,通过对表层导管喷射受力和侧向摩擦力进行分析,建立了安全等候时间窗口设计模型。该设计模型表明,在喷射管串重力已知的情况下,海底土质不排水抗剪强度和承载力时间效应模型为准确设计导管安全等候时间窗口的重要影响因素,在不同海域和土质条件下需分别考虑。深水钻井表层导管喷射安全等候时间窗口设计方法已在我国南海荔湾、流花、白云以及海外刚果、赤道几内亚等多个深水区块得到了成功应用,不仅保证了表层导管喷射施工的安全性,而且确保了较高的作业时效性。
- 罗俊丰杨进严德田瑞瑞
- 关键词：深水钻井静置抗剪强度
