项目编号 | 546-2019-J002 |
项目名称 | 海洋深水油气井筒流体精准调控关键技术及装备研发与应用 |
候选单位 | 中海油研究总院有限责任公司 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 中海石油国际能源服务(北京)有限公司 中国石油大学(华东) 深圳市远东石油钻采工程有限公司 |
候选人 | 许亮斌 孙宝江 殷志明 耿亚楠 韦红术 刘正礼 连吉弘 刘 健 罗洪斌 徐国贤 |
项目简介 | 石油天然气是保障经济发展和国家安全的重要战略物资,我国海洋油气资源的70%位于深水海域,但深水钻井面临钻井安全密度窗口窄、多套压力体系共存、易喷易漏等诸多挑战,如果井筒压力控制不当引起井喷失控导致类似美国墨西哥湾深水地平线灾难事故,将会造成巨大的经济损失、环境污染和恶劣的社会影响。为解决深水油气井筒压力控制这一国际瓶颈技术,在国家油气重大专项、国家自然科学基金等支持下,历经10余年攻关,开展了深水复杂工况下井筒压力精确控制理论与监测及调节控制技术研究,形成了一套具有自主知识产权的系列关键技术,主要创新成果如下:
一、创新解决了深水复杂钻井工况下井筒压力精确预测的国际性难题。
发明了含天然气水合物相变的深水井筒多相流动实验装置及方法,探索揭示了深水低高温交变、高压井筒非牛顿多相流流动规律,首次建立了含天然气水合物相变的深水井筒七组分多相流模型;研发了表层无隔水管钻井条件下的井筒流动参数求解算法,开发了适用于深水复杂钻井工况下井筒压力精确控制软件系统,计算误差小于3.2%,为深水井筒压力精准控制奠定了理论基础。
二、突破深水井筒气侵流体早期监测技术瓶颈,实现深水井喷井漏等重大事故预防。
发明了深海高压低温环境条件下,基于超声波多普勒原理的水下隔水管外安装非侵入式超声波发生装置。建立起多源综合监控体系和溢流早期识别方法,开发了一套基于随钻环空压力测量及隔水管段气侵早期监测方法的深海钻井井喷早期预警软件,实现井涌发现预报率100%。
三、研发深水井筒流体流变性调控技术及关键装备,实现深水井筒压力实时精确控制。
首次研制出大温差下深水钻井流体流变性实验装置并建立起测试及评估方法,研制深水恒流变合成基钻井液流变稳定剂及体系,研制新型活性凝胶材料和直角稠化低温早强水泥浆体系。研制了一套动态压井钻井(DKD)装置,系统密度误差控制在0.02g/cm3以内;研制出一套深水井口连续循环钻井系统,当量循环密度ECD波动范围控制在平均5%以内左右,实现了井筒压力的精确控制。
该项目获授权发明专利30件,登记软件著作权6项,制定标准5部;发表论文100余篇,出版专著2部。该成果在我国南海及海外124井次深水井中成功应用,项目近三年收入5820.25万元,节支18.10亿元;项目自实施以来总节支70.70亿元。依托未来科学城培育了国家能源深水油气工程技术研发中心与人才培养基地,项目研究打破国外技术垄断,为国家海洋强国战略提供坚实的技术保障。 |
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