深海测试技术介绍.ppt
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深海测试技术介绍.ppt
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,深水测试技术介绍,中海艾普油气测试(天津)有限公司2009年3月,汇报内容,汇报内容,在世界海洋石油的快速发展中,为寻找新的油气资源,各油公司纷纷进入深水及超深水领域已成为世界工业史上科技进步的热点之一。
深水油田主要集中在西非海域、巴西海域、墨西哥湾和北海。
深水是指300m1500m,超深水指1500m水深,但它不是固定的概念,它仅代表当今世界对开发海上油田的能力与水平,随着科学技术的发展,人类的石油活动将走向更深的海洋。
巴西海域,墨西哥湾,北海,西非,深水油田区域,经过100多年的石油和天然气勘探,近海或浅海的油气资源已经逐渐减少,产量日益降低,需要用远海或深海的钻井技术,勘探出新的油气田予以弥补;,世界上大的石油公司及石油服务公司都在从事深水钻井技术及装置的研究,经过100多年的油气勘探,海洋钻井技术趋于完善,具备了由近海向远海,由浅水到深水的钻完井能力和水平;由于全球深海的面积比浅海的面积大得多,加上深海原有的石油地质生成条件,深海的油气蕴藏量要比浅海大,也为深海勘探或深海钻井提供了地质上的可能性和经济上的需求。
南海大气区的水深范围200m300m,南海东部白云凹陷的水深650m1500m,随着我们逐步完成200m水深之内的油田开发,必将走向深海油田开发,南沙海域有着丰富的油气资源,被专家称为第二个中东,这里的水深大于1000m,我国对外招标的南海深水勘探区块的水深范围已达1500m3000m。
因此,走向深水既是目前世界海洋石油发展的必然趋势,也是中国海洋石油发展的重要战略目标。
迄今中海油已对200m水深以内的油田进行了大规模开发,但对水深超过200m以上的油田,还不具备独立自主的开发能力。
目前我国最深的海上油田水深为330m,系合作油田(流花11-1油田),我们自己真正的实践经验仅在120m水深之内。
巨大的待开发的深水区域,中国的巨大市场前景,陆地,海岸线,沿海,浅海,大陆架,隆起,深海平原,深海,陆地边缘,洋盆区,坡地,半深海,勘探活动位于水深超过大约600英尺(200米)的近岸地区,也就是在大陆架的边缘。
在此水深下的地质结构中对油气藏进行勘探开发要比在浅水中面临的技术困难大得多。
海底支撑或垂直下锚的平台,浮式装置和水下系统,适用于不同水深的平台装置,卫星定位DP平台,正常作业,需要对当前的作业环境和船只的反应进行评估,黄色警报表示船只可在可控状态下与作业井解脱,红色警报表示已没有时间实现可控解脱,必须管剪切闸板,解脱下部隔水导管。
隔水导管的风险,铝合金隔水导管,汇报内容,艾普于2007年成功获得HUSKY深水作业的地面测试服务,通过与HUSKY的合作,公司在深水测试方面的认识有很大的突破。
相对于浅井测试,深水作业的难度更高,风险更大,成本更高。
对于这种高成本、高风险作业,HUSKY以一种全新的理念来组织开展工作,从对服务商的筛选到对设备的要求、检查和安装等,都不同于传统模式。
深水平台是投资巨大的项目,要求周密的前期研究和更科学的项目管理,例如一个水深1000m,9口井的TLP平台费用达1.04亿美元,因此深水平台项目与浅水项目有着很大的不同,国外公司特别强调前期研究和概念设计,认为这个阶段费用很小,但对整个项目的效益、投资规模影响很大。
绿色:
正常测试,咨询:
继续已经进行的开井测试如果已经关井,不要开始做测试作业不要开始做试井作业.进行作业环境评估,黄色:
准备暂停作业井下关井,泄放管柱压力关闭水下树,如果条件允许,解脱水下树,红色:
隔水导管紧急解脱如果水下树未能解脱,则关闭剪切闸板,剪断剪切短节,WestHercules主要技术参数,作业井基本信息,流程全部采用法兰连接,设备均固定在平台上,流程管线置于格栅下边,选用高规格的设备:
艾普为HUSKY专门从国外租借了加热器、分离器,重新购置了油嘴管汇、试油树等。
10K加热器,Anson油嘴管汇,选用高规格的设备,Anson试油树,大处理量分离器,提前模拟海上设备摆放相对位置制作流程,测试流程4个密闭罐,提前模拟海上设备摆放相对位置制作流程,汇报内容,深水钢丝作业,无固定平台支持的试井作业的水下技术船舶可离开现场专门针对应用于深水而设计建造的可在任何深度下工作船只可以从事其他作业,WP绞盘组件,TSP工具存放组件,WCP井控组件,无井架连续油管水下作业技术。
汇报内容,HUSKY水下座落管柱设计,水下树,承流阀,防喷阀,HUSKY主测试管柱,主测试管柱,4-1/2油管,什么是座放式管柱.“钻井隔水套管内的一套阀门组,可在以下作业期间为作业井提供基本的控制措施:
完井作业测试、返排试井和增产作业典型座放式管柱的海底工具有:
水下树承流阀防喷阀旋转节和流动头悬挂器(主要用于测试作业,将井下测试管柱悬挂在井口头上)专门用于完井或试井作业:
密封短节与BOP配合形成一个具有液压功能的二次密封腔。
THRT/TCRT适配器(使油管悬挂器/采油树罩按水平或采油树轴线方向下入和安装),在剪切闸板下隔离油井切断骑跨在密封装置上的测试管柱断开隔离点以上的管柱有利于满足剪切闸板的要求有利于泵-过油压井隔离井筒(井眼),方便部署下井仪器串(带地层测试器的管柱),“在半潜式平台上作业时,座放式管柱可对井控提供最佳安全性”,试油树,旋转节,主阀,补心(通过控制管线),补心(通过控制管线),承流阀,剪切短节,水下树,为什么使用水下树?
提供最基本的井下隔离屏障能在试井或完井作业期间进行开、关井具备紧急解脱功能具备全通径泵注能力具备剪切功能为什么使用防喷阀?
便于进行过油管作业,如:
连续油管、钢丝、电缆作业等提供了与地面设备隔断流体的能力提供了一种化学注入途径(可选)在试井作业时可隔断管柱,进行防喷管试压,EXPRO公司的水下控制系统,斯伦贝谢的水下控制系统,ELSA,SenTREE,POWERWELL公司的水下控制系统,SeaLink,控制选择直接液压深度达2,000英尺球阀在40秒内关闭导阀液压DWVP深度达5,000英尺通过ESD&EQD实现快速起动球阀在20秒内关闭EXpressE-H控制系统针对10000英尺水深改进了DWVP迅速响应的信号系统响应时间与深度无关数据采集控制管线规格缩小球阀在8秒内关闭,电液控制部分,常规与电液控制水下座落管柱的比较,常规座落管柱,电液座落管柱,直接液压控制用于2,0004,000英尺水深(与客户要求有关)导阀压力控制用于4500英尺以上水深电液控制针对10000英尺水深或动力定位钻井船,水下控制系统分类,直接液压控制水下控制系统各阀门的动作都是通过地面控制面板进行液压激发,工具的各种功能通过控制管线得以实现,这是迄今最为流行的控制方式,缘于它工作性能好、结构简单、也是最为经济的水下控制系统。
随着水深的增加,该套系统的响应速度也随之降低,控制管线大量地消耗掉了来自地面的液压能量,因此该系统只适用于水深2000英尺以内的作业。
液压直接控制示意图,导阀压力控制系统为了提高在深水作业中控制系统的响应速度,先导液压控制系统被广泛的采用,DWVP是EXPRO的推出的快速液控方式,它有效地缩短了承流阀、水下树解脱和球阀开关的响应时间,这在半潜式或动力定位的浮式装置上的DST作业非常关键。
DWVP通过滑阀将预先储集在集能腔中的液压释放到承流阀和水下树,在DWVP集能腔腔中,有一系列靠小液量操作的滑阀,每一个滑阀通过地面液压依次控制水下系统的某一项功能。
导阀压力控制示意图,电液控制系统电液控制系统极大地缩短了水下座落总成的响应速度,该系统的操作方法是通过电流激控制系统中的电磁阀,电磁阀的开关将其周围的液压能量与滑阀导通或隔绝,滑阀的动作再将集能器中的能量释放至个控制阀门。
电液控制系统是迄今最为先进技术上最为复杂的控制系统。
电液控制控制示意图,具有自我诊断功能的智能水下电液控制系统,DWVP,EHEP,压力泵,操作面板,水下树开、关,承流阀开、关,系统回接,系统解脱,系统状态显示面板,短片演示,水下座落管柱组合,短片演示,汇报内容,ATLANTIS人工浮式装置,使用ATLANTIS人工浮式装置,人造的浮式装置在水面下面有效地创造一个浮动海底,允许在深水油田进行低成本的钻井与修井作业。
Atlantis人造浮动海底,提供一个沉没在水面下200300米的工作平台。
更深的钻井与修井作业都可以在此平台上进行。
这种技术允许将第一层套管柱回接到钻井设备上,而来自井口的套管和连接器将采出液携带到水面。
这避免安装更长的隔水导管和重型深水防喷器。
采用这种技术可以将钻井时间和成本降低20%40%。
Atlantis的优点:
可使深水钻井技术简单化减少了深水低温的影响避免了深水井控的问题避免了水合物堵塞问题对钻井平台及设备要求放宽常规BOP组能满足井控作业要求不需要多的riser及堆放空间经济投入少,见效快,中海油服公司目前准备走向深水钻井,需要装备相应设备。
Atalantis公司的深水装置研制项目,对中海油服公司走向深水钻井,呈现几点有利条件:
一是不用从头研制(从头研制费用太大,且不易成功);二是有公司自已的知识产权;三是成果适用于公司现有装备(南5与南6号钻井船进行适当改造即可深水钻井);四是2004年国际水面井口深水钻井获得成功,使此装置研制风险大大降低。
世界上大的石油公司及石油服务公司都在从事深水钻井技术及装置的研究,可以预料:
不久的将来,中国海域的深水石油勘探开发热潮就要到来,我们一定要抓住机遇、及早动手、提前做好技术和物质两方面的储备工作,以迎接这次挑战。
这对于公司的发展具有深远的意义。
短片演示,汇报内容,天然气水合物aturalgashydratesNGH,是蕴藏于海底和陆上高寒或高原冻土带地层中的一种可以燃烧的冰状结晶物质。
开始出现时被称做“可燃冰”。
天然气水合物(以下简称),是上世纪30年代一个名叫Hammerschmidt的人发现的。
50年代在海洋调查中发现了自然地层状态下的。
前苏联的(特洛菲莫卡)院士是世界上第一个提出NGH巨大资源潜力的学者。
他在上世纪20年代就预言NGH将成为21世纪主要后备能源。
天然气水合物,在低温和高压条件下,可燃气体与水分子结合,而可生成一种冰固态物质天然气水合物。
其外表与冰相似,其晶体结构是六个水分子包围着一个可燃气体分子。
晶体中的可燃气体由于受压,变成了一种固态气体。
由于这种固态气体可以燃烧,科学家们又称它为“可燃冰”。
研究表明:
海洋底部更适合天然气水合物的生成和贮藏。
海底之所以能够生成“可燃冰”,是因为海水压力大,温度低。
当海洋生物的遗骸沉到海底后,就会分解出甲烷等可燃气体,在强大压力与低温下转化成水合物,渗入海底结构疏松的沉积岩微孔中。
海底的天然气水合物随着时间的推移一层一层地生长,一层覆盖一层,年代旷久,便在海底形成了巨大的矿藏。
海底天然气水合物是一种高质量的矿物燃料,它所含的甲烷浓度,不亚于现在开发出的天然气。
在海洋中,约有90的区域都具备天然气水合物生成的温度和压力条件。
水合物生存环境,欢迎批评指正,谢谢,结束语,
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