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江怀友世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望

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中国石油天然气集团公司 中国石油经济技术研究院个人简介:江怀友,男,1965年出生,山东郓城人。 毕业于大庆石油学院,石油地质专业,硕士。高级工程师。油藏精细描述学术带头人,硕士研究生导师 ,中国地质大学(北京)兼职教授, 《中外能源》编委。1998年 以来编写宣讲、发表国际、国家、公司级论文76篇,负责主持27个科研项目的研究工作。参加《第十八届世界石 油大会》、《世 界石油大会首届青年论坛》、《世界石油大会亚洲地区会议》、《第十九届世界石油大会》等多次国际 学术会议发表英 文论文。参加《中国油气论坛2007》、《中国油气论坛2006》、《中国石油学会油藏地质建模与数值模拟 学术会议》、《中国石油学会高含水油田改善开发效果学术会议》、《中国石油学会青年论坛》等多次国内学术会议发表论文。研究方向:研究世界油 气资源勘探开发 技术,提出中国应用思路,改善勘探开发效果。地址:北京市安外安华里二区三号楼 。 工作单位:中国石油经济技术研究院 科技研究所。邮编100011,联系电话010-64523253,13426215091,email: jianghuaiyou@cnpc.com.cn世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望(中国石油经济技术研究院 中国 北京 100011)汇报人:江怀友中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望一、世界海洋油气典型油田井下作业技术发展历程三、国外海洋油气井下作业技术发展趋势四、中国海洋油气井下作业技术及装备发展的建议五、结束语目录二、世界海洋油气典型井下作业技术及装备现状一、国外海洋石油井下作业技术发展历程第一个时期:应用陆上修井设备及技术早期海上石油的勘探开发多使用陆上钻井设备和修井设备,有的直接在采油平台上安装钻井井架,钻完井后不拆除,以备日后修井使用。加利福尼亚1940年海上油田作业现场 加利福尼亚1900年海上油田作业现场PARAGON ENGINEERING SERVICES中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望第二个时期:应用海上钻井设备及技术进行井下作业随着海上勘探开发的不断深入,海上修井作业量不断增加,由于某些采油平台没有安装相应的修井装备,使用海上钻井平台进行井下作业成为一种选择。OFFSHORE RIJ LOCATOR,SEPTEMBER 2000应用自升式平台修井第三个时期:形成海洋特色的井下作业与技术经过几十年的海上石油开发,海上石油工业经历了从浅水到深水的发展历程。随着某些海上油田进入开发后期,需要进行修井作业的海上油井越来越多,这就要求具有海洋特色的修井作业装备的出现,目前国外已形成各种具有海洋特色的海上井下作业装备。OFFSHORE RIJ LOCATOR,SEPTEMBER 2000安装有海上修井机的自升式修井平台中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望二、国外海上典型油田井下作业装备现状(一)海上修井装备中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院(1)模块化修井机Super Sundowner模块化大修机来源:www.nabors.com该型修井机可以通过增加一个可移动的顶部驱动装置、成套的钻井工具、扩充泥浆系统和大功率泵就可以变成一个小型钻机。模块化大修机安装搬运方便;经简单改装可作为钻机使用;模块的放置顺序以及装船顺序是其安装顺序的逆序世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院井架高:133英尺;大钩载荷:400000磅;可分成五部分吊装;可排16000英尺立杆;循环系统3个容积为 100桶的贮罐 ;配有7.5马力搅拌机;两个25桶分砂池;一个50桶的除气罐;两个15桶的高剪切混合器绞车1000马力;配备22英寸乘48英寸绞车;46英寸乘8英寸刹车盘;通用752直流电动机;两速齿轮箱防喷器组11", 5,000 psi 环控防喷器一个;11", 10,000 psi双闸板防喷器一个;11",10,000 psi 单闸板防喷器一个;全封闭闸板防喷器一个 液压远程控制阀 ;钻井水龙头200吨转盘 转盘直径27.5英寸钻井用泥浆泵两个750型三缸泥浆泵 操作工具 BJ 公司B型大钳底基础平台20英尺到50英尺宽液压动力装置 50马力水力单元钻机功率3个 750马力柴油发动机驱动850千瓦发电机节流与压井管汇3"x2", 10,000 psi, 9个节流阀天车与大钩大钩载荷250吨泥浆振动筛Harrisburg/Woolley串联技术参数表 Super Sundowner/Rigs 1000 HP模块化技术参数资料来源:www.nabors.com世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院(2)自升式修井平台自升式大修钻机 图片来源: www.nabors.com主要设计用于卫星井或从式井平台大修井作业,应用最大水深125英尺,属浅水钻机。相对于大型海上钻机使用三条拖船进行搬家作业该钻机通过一条拖船就可进行搬家作业。世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望(二)海上修井工艺技术中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院海上油气田开发和陆上油气田开发一样,需要在生产过程中对油、气、水井进行维护、修理和各种措施作业。 有对井下工具、泵和井筒进行小修及大修作业,也有对各种落物的打捞、磨铣、封窜,以及各种封堵、增产、增注、调剖、改采、补孔等作业,甚至还需要在开采后期对水淹的老井进行侧钻和在预留井槽上进行钻井作业。因此,在油田开发前期案中就要考虑到这些工作运用哪些作业手段装备来进行。世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院1、试油、试采试油是钻井完井以后,对油气层进行定性、定量评价的一种手段。 目前 国外油田海上 比较先进、 应用比较广泛的一种典型方法是地层测试技术。地层测试技术是一种最终确定油气层性质的方法。它不但具有快速、经济的特点,而且与前面几种方法不同的是它可以从动态角度,直接录取油气藏生产状态下的参数。地层测试 又称为钻杆测试, 国外称为DST 。它是指在钻井过程中或完井之后对油气层进行测试,获得在动态条件下地层和流体的各种特性参数,从而及时准确地对产层做出评价。这种方法速度快、获取的资料多,是最经济的“ 临时性 ”完井方法。世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院地层测试与传统的试油方式相比,具有以下优点:1) 钻井过程中,通过气测、泥浆录井或岩屑录井和测井等资料,一旦发现油气显示就可立即进行钻柱测试,弄清楚地层和流体情况,可及时发现油气层,避免漏掉有希望的层位;2)获取的测试资料受地层污染影响少,所测得的压力和产量等资料能真实地反映地层情况,及时指导下一步工作;3)井筒储集影响小,测试时间短,效率高。世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院斯伦贝谢为浅海和深海开发的SenTREE地层测试系统。SenTREE海上用地层测试系统SenTREE海上用地层测试系统按照不同的控制手段可分为两种不同系统,一种是应用液压控制对井下阀门进行控制,另一种是通过电动液压联合控制井下阀门。 液压控制系统被用来在锚定船舶是进行油井测试作业,应用水深较浅; 电动液压联合控制系统主要应用于在动力定位的供应作业船舶上进行油井测试作业,应用水深较深。 目前斯伦贝谢公司共开发出两套系统,它们是 Sentree 3型和Sentree 7型。下面简要介绍着两套系统:世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望应用在锚定船舶进行测试作业的SenTREE 3 和SenTREE 7 液压控制系统SenTREE 3和SenTREE 7液压控制系统来源:www.slb.com中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院SenTREE 3和SenTREE 7液压控制系统技术参数指标SenTREE 3液压控制系统 SenTREE 7液压控制系统硫化氢 符合防腐工程师协会0175号标准最大工作压力 15,000 psi 10000psi最大测试压力 22,500 psi 15000psi应用最大水深 5000 ft 5000ft最大外径 13 in. 18 9/16in最小内径 3 in. 7 3/8in最小工作温度 -4°F -20°F反应时间 50秒关井和断开; 120秒关井和断开控制管线外径 3 3/8inwww.slb.com世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望应用于在动力定位的供应作业船舶上的SenTREE 3电液控制系统和SenTREE 7遥测系统SenTREE 3电动液压控制系统和SenTREE7遥测系统来源:www.slb.com中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院系统特性参数表SenTREE 3电液控制 SenTREE7遥测系统硫化氢符合防腐工程师协会0175号标准符合防腐工程师协会0175号标准最大工作压力 15,000 psi 10000psi最大测试压力 22,500 psi 15,000 psi应用最大水深 10,000 ft 10,000 ft最大外径 13 in. 18 9/16 in.最小内径 3 in. 7 3/8 in.最小工作温度 -4°F -20°F反应时间 10-s关井与断开 15-s 关井与断开控制管线外径 1 1/2 in. 1 1/2 in.www.slb.com世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望三、国外海洋石油井下作业技术发展趋势中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院(一)海上修井设备发展趋势目前美国、俄罗斯分别研制成功了机械式 自动化海上修井机,实现了海上修井作业起下卸全套智能化操作,将成为发展方向 。随着连续管技术在海上的应用, 基于连续管技术的修井作业设备逐渐成为主流。新型的过油管修井装置将成为海上修井作业及增产作业的有力技术支撑。在深水海底环境下进行修井作业时, 诸如Q4000型的多功能技术服务船将成为发展方向, 而且对于深水油田在未来的成功开发也将起到关键作用。世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望四、中国海洋油气井下作业技术及装备发展的建议中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院中国石油经济技术研究院随着中国石油工业海外海上项目以及国内海上项目的日益增多,大力发展海洋油气修井作业技术方面的研 究,对中国海洋油气发展具有深远的意义。根据对国外海洋石油修井作业技术装备的发展现状,提出几点建议:1、目前我国海上油田主要以开发浅海(小于500米水深)石油资源为主,使用的海上采油设施主要以固定式生产平台为主,由于海上油田的生产平台空间的限制,不会每个平台上都配置一台修井机,因此后期的调整或增产措施作业就成为一个问题。开发海上油田的关键在于降低各种成本。 发展多功能轻型修井平台、使得海上油田的采油生产平台的结构可以简化,无人平台可以大量采用;部分海上油田的采油生产平台不再需要修井设备,采油生产平台的承载能力降低,使海上油田整个平台的建造成本大幅度降低,使得海上油田开发修井作业变得经济可行 。(一)浅海区域世界海洋油气井下作业技术及装备现状与展望五、结束语由于时间仓促,水平有限,错误和缺点在所难免,望给予批评指正。
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