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井喷失控油气井喷量预测新技术

钻采工艺 2024年第4期47卷 51-55,I0016页

作者：秦永和王留洋杨博仲唐源中国石油天然气集团有限公司中国石油井控应急救援响应中心国家能源高含硫气藏开采研发中心

油气井井喷失控后,能否及时准确地预测失控井喷量是当前抢险方案制定和决策指挥面临的关键难题之一。文章通过对失控油气井喷射行为分析,提出了基于仿真反演、图像智能识别流速和气核流速直接测量等三种喷量预测方法,开发了相应的软硬... 详细信息

油气井井喷失控后,能否及时准确地预测失控井喷量是当前抢险方案制定和决策指挥面临的关键难题之一。文章通过对失控油气井喷射行为分析,提出了基于仿真反演、图像智能识别流速和气核流速直接测量等三种喷量预测方法,开发了相应的软硬件系统。带火喷射模拟实验表明,喷量预测精度最高能达到95%以上。喷量预测新技术的开发实现了井喷失控油气井喷射产量从定性到定量评估的升级,有助于进一步提升抢险效率和安全性。

关键词：井喷失控喷量预测仿真反演流速图像识别流速测量

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国内外井喷失控抢险技术现状与发展建议

钻采工艺 2024年第4期47卷 1-7页

作者：谭宾庞平胡旭光中国石油川庆钻探工程有限公司中国石油井控应急救援响应中心西南石油大学石油与天然气工程学院

油气井井喷失控是石油天然气勘探开发中的灾难性事故,带来的财产损失、环境破坏和社会影响较为巨大,为将井喷失控所带来的损失或者影响降到最小,井喷失控抢险技术随之发展。文章阐述了国内外陆上油气井井喷失控抢险技术的发展现状,分析... 详细信息

油气井井喷失控是石油天然气勘探开发中的灾难性事故,带来的财产损失、环境破坏和社会影响较为巨大,为将井喷失控所带来的损失或者影响降到最小,井喷失控抢险技术随之发展。文章阐述了国内外陆上油气井井喷失控抢险技术的发展现状,分析对比了各项技术的优势及差距,并指出国内陆上油气井井喷失控抢险技术经过近三十年的快速发展,在技术装备与实战能力方面已达到国际领先水平。针对油气勘探开发的趋势,建议当前井喷失控抢险技术接下来从高压高产油气喷射扩散与干扰冲击、失控井周边温度场分布、近井口可视化等方面进行技术突破,从高效水力喷砂切割装备、远距离火焰切割装备、小型化抢险机具等方面升级迭代抢险装备,以不断推动井喷失控抢险技术的发展,满足极端恶劣抢险工况下的抢险需求。

关键词：井喷失控抢险技术险情侦察冷却掩护切割清障井口重置可视化小型化

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多尺寸维度挡砂单元筛管冲蚀损伤实验

长江大学学报（自然科学版） 2024年第3期21卷 69-75页

作者：曹砚锋郑强马龙邱浩文敏范志利闫新江中海油研究总院有限责任公司北京100028 中国石油东部井控应急救援响应中心天津300280

基于不同流速作用下,金属网布筛管冲蚀破坏机理的不确定性,建立了中海油首套可控流速、可控砂比的冲蚀实验平台,开展了从金属单丝、金属网布到全尺寸筛管的不同尺寸维度试件的冲蚀实验,并基于大量的室内冲蚀实验数据分析,研究了不同冲... 详细信息

基于不同流速作用下,金属网布筛管冲蚀破坏机理的不确定性,建立了中海油首套可控流速、可控砂比的冲蚀实验平台,开展了从金属单丝、金属网布到全尺寸筛管的不同尺寸维度试件的冲蚀实验,并基于大量的室内冲蚀实验数据分析,研究了不同冲蚀流速对筛管冲蚀破坏的影响机理,形成了不同流速下多维度的筛管冲蚀规律。研究结果表明,流速对筛管冲蚀破坏影响较大,在低冲蚀流速(≤7 m/s)下筛管冲蚀破坏不明显;在中冲蚀流速(7~15 m/s)下筛管冲蚀破坏受颗粒砂堵塞引起的局部“冲蚀热点”影响,冲蚀破坏明显;在高冲蚀流速(≥15 m/s)下筛管冲蚀破坏表现为射流切割效应,破坏时间短,破坏强度大。在此基础上,形成了海上防砂筛管的防冲蚀推荐做法,以指导海上油田筛管优选。该研究结果有助于提前分析生产工况下筛管破坏可能性,并为避免冲蚀的筛管结构优化提供理论参考。

关键词：出砂冲蚀优质筛管冲蚀率冲蚀模型

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定向井阶梯式钻井液密度调整法及其在井壁稳定中的应用

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长江大学学报(自然科学版) 2024年

作者：翟晓鹏柯澳香许雪梅马龙郑强楼一珊长江大学石油工程学院油气钻采工程湖北省重点实验室中国石油东部井控应急救援响应中心

目前临界坍塌压力确定的钻井液密度只能维持初始阶段井眼平衡,难以保持整个钻进阶段定向井井壁稳定,并且存在宽密度窗口时钻井液密度选取困难的问题。为了分析坍塌量与钻井液密度之间的动态关系,本文在线弹性岩石力学理论与Mogi-Coulom... 详细信息

目前临界坍塌压力确定的钻井液密度只能维持初始阶段井眼平衡,难以保持整个钻进阶段定向井井壁稳定,并且存在宽密度窗口时钻井液密度选取困难的问题。为了分析坍塌量与钻井液密度之间的动态关系,本文在线弹性岩石力学理论与Mogi-Coulomb破坏准则的基础上,引入蒙特卡洛统计模拟方法,建立了任意井筒的坍塌量计算模型,通过该模型分析不同井斜角以及不同钻井液密度条件下的井眼破坏情况,以此作为依据来实现对钻井液密度的阶梯式调整。结果表明:定向井井斜角在75°左右时坍塌风险最大,井壁坍塌量要高出直井段的50%,此时在密度窗口内阶梯式增大钻井液密度后,可使整体的坍塌量均控制在稳定井眼要求的范围内。南海某区块的实例表明,根据工程需求利用该模型的计算结果动态调整钻井液密度至1.46 g/cm3时,能够使高风险井段的扩径率控制在10%以下,满足该地区钻井作业中对稳定井眼的要求。

关键词：井壁稳定定向井筒钻井液密度坍塌体积阶梯式

溢流分析与防控实践——以中国石油集团川庆钻探工程有限公司为例

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天然气技术与经济 2024年第2期18卷 20-25页

作者：谭宾付强叶林祥徐勇军吴会胜胡旭光王茂林晏琰刘贵义中国石油集团川庆钻探工程有限公司四川成都610051 中国石油井控应急救援响应中心四川成都610051 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500

“十三五”期间,油气勘探开发向深层、超深层、非常规新领域发展,面临复杂的地质条件、恶劣的井筒状况等多重挑战,油气安全开发对井控工艺、装备及人员素质提出了更高的要求。为进一步减少溢流,以中国石油集团川庆钻探工程有限公司为例... 详细信息

“十三五”期间,油气勘探开发向深层、超深层、非常规新领域发展,面临复杂的地质条件、恶劣的井筒状况等多重挑战,油气安全开发对井控工艺、装备及人员素质提出了更高的要求。为进一步减少溢流,以中国石油集团川庆钻探工程有限公司为例,系统分析了溢流防控难点,通过“全过程压实井控管理、全流程完善井控工艺、全面升级井控装备、全方位推进信息化建设、全面提升应急能力,有针对性的制定了“管理、工艺、装备、信息化、应急”五个方面的措施。结论认为:(1)深层、超深层油气勘探中的井控风险仍然严峻,深入开展地质工程一体化融合,是提高地层压力预测精度、降低溢流风险的重要举措;(2)数字化、信息化是溢流防控的重要发展方向,需加快推广应用;(3)井控装备的升级迭代是防范化解深井超深井井控风险的重要保障,井控装备逐步向自动化、智能化迈进是未来发展的重要趋势;(4)专业井控人才是溢流防控的关键,需持续培养“管理+现场”专业井控人才,注重班组和基层队伍的能岗匹配和能力提升。

关键词：超深层三高井溢流防控井控安全工程地质一体化

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涉水油田储罐溢油风险量化评估技术研究

油气田环境保护 2024年第2期34卷 49-53页

作者：周溢群李杨中国石油海上应急救援响应中心华北理工大学建筑工程学院

文章分析了储罐溢油发生的事故原因、影响机制,通过细化影响因子,整合数据模型,从涉水油田储罐溢油频率、环境受体影响、溢油泄漏后果、溢油风险等级等方面构建了储罐溢油风险模型,通过实际运算案例对方法进行验证,提出熟练运用模型,夯... 详细信息

文章分析了储罐溢油发生的事故原因、影响机制,通过细化影响因子,整合数据模型,从涉水油田储罐溢油频率、环境受体影响、溢油泄漏后果、溢油风险等级等方面构建了储罐溢油风险模型,通过实际运算案例对方法进行验证,提出熟练运用模型,夯实基础信息强化体系管理,加强人员培训提升安全意识等强化储罐溢油风险管理的建议。通过评估潜在风险,有助于各涉水油田企业、港口码头、海事部门、应急部门采取相应风险管控措施,减少事故发生的可能性,提升安全生产管理水平、保护生态环境。

关键词：涉水油田储罐溢油风险量化评估

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基于虚拟现实技术的井喷抢险模拟平台开发

计算机仿真 2024年第1期41卷 502-507页

作者：王凯凯张涛李玉梅胡旭光北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京100101 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100101 中国石油井控应急救援响应中心四川广汉618300

井喷着火抢险作业的培训模式普遍存在着实地模拟危险性高、视频教学经验积累慢的缺点。有必要开发一个不受时间和场地限制的虚拟现实(Virtual Reality,VR)培训平台。利用Unity3D引擎搭建虚拟井场环境,使用粒子表面渲染和粒子系统实现井... 详细信息

井喷着火抢险作业的培训模式普遍存在着实地模拟危险性高、视频教学经验积累慢的缺点。有必要开发一个不受时间和场地限制的虚拟现实(Virtual Reality,VR)培训平台。利用Unity3D引擎搭建虚拟井场环境,使用粒子表面渲染和粒子系统实现井喷着火效果模拟,并建立多点源火焰热辐射模型,动态计算人员受到的热辐射伤害,以不同热辐射伤害等级划定安全范围。同时基于分层式复合碰撞体实现救援设备的人机交互和结果事件响应,完成一体化救援流程。结果表明:井喷着火时,安全距离应在70米以上;随着火焰倾角增加,最大安全距离都会向火焰倾向方向不同程度增大,最小安全距离会向火焰倾向的反方向不同程度减小。上述平台的开发建立,对安全救援作业有一定的借鉴意义。

关键词：虚拟现实井喷着火沉浸式训练救援距离安全救援

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井控技术研究进展与展望

天然气工业 2022年第2期42卷 133-142页

作者：伍贤柱胡旭光韩烈祥罗园许期聪庞平李黔中国石油集团川庆钻探工程有限公司西南石油大学石油与天然气工程学院中国石油井控应急救援响应中心国家油气田救援广汉基地国家能源高含硫气藏开采研发中心

当前油气勘探开发正向超深层、非常规等领域大举进军,钻井井控面临特殊岩性地层压力预测精度低、多产层多压力系统复杂、主要产层安全密度窗口窄、老井井口油气泄漏等一系列安全挑战。为保障油气勘探开发安全稳步推进,在国内外井控技术... 详细信息

当前油气勘探开发正向超深层、非常规等领域大举进军,钻井井控面临特殊岩性地层压力预测精度低、多产层多压力系统复杂、主要产层安全密度窗口窄、老井井口油气泄漏等一系列安全挑战。为保障油气勘探开发安全稳步推进,在国内外井控技术调研和国际对标分析的基础上,对井控技术面临的挑战、井控技术研究进展以及发展方向进行了系统分析。研究结果表明:①碳酸盐储层地层压力预测/检测、早期溢流监测探索和控压钻井技术推广应用,一级井控技术持续发展;②形成了以“井控装备、非常规压井及安全密度窗口扩展”为主的二级井控技术,基本保障了多产层多压力系统井的安全作业;③提出了全过程带火作业井喷失控井救援新理念,形成了自主知识产权的酸性油气藏失控高产井救援技术;④研发出静磁随钻测距系统,救援井技术具备理论基础,具备生产应用的条件。结论认为,国内井控技术虽然已取得长足进步,但仍需在特殊油气藏地层压力预测理论、非常规压井工艺、救援井技术等方向开展持续攻关,以满足对超深层、非常规油气等领域的开发需要。

关键词：地层压力预测井控非常规压井安全密度窗口扩展全过程带火作业失控高产井救援井

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气井带压作业关键技术与展望

中国石油勘探 2023年第5期28卷 135-144页

作者：胡旭光李黔罗园庞平刘贵义罗卫华卿玉西南石油大学石油与天然气工程学院中国石油集团川庆钻探公司井控应急救援响应中心

气井带压作业技术是目前国际上气田开发中一项重要的完井和修井技术,可避免常规压井作业造成的储层伤害,具有保护储层、降本增效等突出的技术优势。针对气井带压作业中环空动密封耐磨件使用寿命短、管柱内密封工具压力等级低、管柱飞出... 详细信息

气井带压作业技术是目前国际上气田开发中一项重要的完井和修井技术,可避免常规压井作业造成的储层伤害,具有保护储层、降本增效等突出的技术优势。针对气井带压作业中环空动密封耐磨件使用寿命短、管柱内密封工具压力等级低、管柱飞出及压弯风险高的突出技术难题,通过开展环空动密封压力控制技术、管柱内密封压力控制技术、防管柱飞出技术及防压弯管柱技术四方面研究,研制了井口压力35MPa下使用寿命超1200m的动密封耐磨件及70MPa管柱内密封工具,建立了管柱受力中和点的计算公式及极限抗弯长度计算模型。研究成果成功突破了环空动密封、管柱内密封等技术瓶颈,形成了气井带压作业关键技术,在中国石油长宁—威远、长庆油田及中国石化涪陵等区块累计应用逾千井次,极大提高了气井带压作业技术能力及作业效率,增产效果明显。研究认为,形成的气井带压作业关键技术为常规气井修井、页岩气井大规模完井提供了有力的技术支撑。

关键词：气井带压作业技术环空动密封管柱内密封防管柱飞出防压弯管柱