深海测试技术介绍

1、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,深水作业状况概述,一,地面、,DST,深水测试介绍,二,试井、连续油管简介,三,深水作业水下树介绍,四,ATLANTIS,人工浮式装置介绍,五,天然气水合物简介,六,汇报内容,深水作业状况概述,一,地面、,DST,深水测试介绍,二,试井、连续油管简介,三,深水作业水下树介绍,四,ATLANTIS,人工浮式装置介绍,五,附：天然气水合物的钻井技术,六,深水作业状况概述,一,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

2、在西非海域、巴,西海域、墨西哥湾和北海。,深水是指,300m,1500m,，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,深水作业状况概述,一,?,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

3、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。,深水作业状况概述,一,南海大气区的水深范围,200m,300m,，,南海东部白云凹陷的水深,650m,1500m,，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,1500m,3000m,。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

4、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,深水作业状况概述,一,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

5、术困难大得多。,深水作业状况概述,一,海底支撑或垂直下锚的平台,深水作业状况概述,一,浮式装置和水下系统,深水作业状况概述,一,适用于不同水深的平台装置,深水作业状况概述,一,深水作业状况概述,一,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。,深水作业状况概述,一,隔水导管的风险,铝合金隔水,导管,深水作业状况概述,一,汇报内容,深水作业状况概述,一,地面、,DST,深水测试介绍,二,试井、连续油管简介,三,深水作业水下树介绍,四,ATL

6、ANTIS,人工浮式装置介绍,五,附：天然气水合物的钻井技术,六,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。,地面、,DST,深水测试介绍,二,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

7、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。,地面、,DST,深水测试介绍,二,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,地面、,DST,深水测试介绍,二,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,地面、,DST,深水测试介绍,二,West Hercules,主

8、要技术参数,最大浪高,32.7 m (,波峰至波谷,) x 15,sec.,平均风速,30.8 metres/sec (10,秒平,均风速,),甲板可变,载荷,7000,公吨,(Operating) /,6600,公吨,(Survival),最大水深,级别,3,050 m,大钩负荷,1,000,短吨,(max),吊车负荷,(knots),39 kts (80% of crane,design limit),地面、,DST,深水测试介绍,二,作业井基本信息,地层深度（上部）,(mss TVD),3111,地层压力（上部）,(psia),4755,地层温度,(o,F),182,海床深度,1345m

9、ss,海床温度,3 deg C,地面、,DST,深水测试介绍,二,地面、,DST,深水测试介绍,二,地面、,DST,深水测试介绍,二,?,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。,地面、,DST,深水测试介绍,二,?,选用高规格的设备,地面、,DST,深水测试介绍,二,?,提前模拟海上设备摆放相对位置制作流程,地面、,DST,深水测试介绍,二,地面、,DST,深水测试介绍,二,?,提前模拟海上设备摆放相对位置制作流程,汇报内容,深水作业状况概述,一,地面、,DST,深水测试介绍,二,试井、连续油管简介,三,深水作业水下树介绍,四,

10、ATLANTIS,人工浮式装置介绍,五,附：天然气水合物的钻井技术,六,1.,深水钢丝作业,试井、连续油管简介,三,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,试井、连续油管简介,三,无井架连续油管水下作,业技术。,试井、连续油管简介,三,汇报内容,深水作业状况概述,一,地面、,DST,深水测试介绍,二,试井、连续油管简介,三,深水作业水下树介绍,四,ATLANTIS,人工浮式装置介绍,五,附：天然气水合物的钻井技术,六,HUSKY,水下座落

11、管柱设计,地面、,DST,深水测试介绍,二,HUSKY,主测试管柱,地面、,DST,深水测试介绍,二,什么是座放式管柱,.,“,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

12、装,),深水作业水下树介绍,四,?,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,深水作业水下树介绍,四,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

13、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,深水作业水下树介绍,四,水下树,承流阀,防喷阀,DWVP,EXPRO,公司的水下控制系,统,斯伦贝谢的水下控制系统,深水作业水下树介绍,四,POWER WELL,公司的水下控制系统,深水作业水下树介绍,四,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,EX

14、press E-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,深水作业水下树介绍,四,水下树,悬挂器,承流阀,扶正器,剪切短节,DVMP,DEHEP,悬挂器,水下树,承流阀,扶正器,剪切短节,电液控制部分,常规与电液控制水下座落管柱的比较,深水作业水下树介绍,四,直接液压控制,?,用于,2,000,4,000,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,深

15、水作业水下树介绍,四,?,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。,深水作业水下树介绍,四,防喷阀、承流阀、水下树,地面液压控制面板,液控管线,液压直接控制示意图,深水作业水下树介绍,四,?,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，,D

16、WVP,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。,深水作业水下树介绍,四,防喷阀、承流阀、水下树,地面液压控制面板,液控管线,DWVP,滑阀,集能器补压管线,导阀压力控制示意图,深水作业水下树介绍,四,?,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

17、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。,深水作业水下树介绍,四,防喷阀、承流阀、水下树,地面液压控制面板,DWVP,滑阀,DWVP,电磁阀,集能器补压管线,电缆线,液控管线,EHEP,DWVP,LLSA,SCP,电液控制控制示意图,深水作业水下树介绍,四,具有自我诊断功能的智能水下电液控制系统,深水作业水下树介绍,四,深水作业水下树介绍,四,深水作业水下树介绍,四,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,深水作业水下树介绍,四,水下座

18、落管柱组合,深水作业水下树介绍,四,深水作业水下树介绍,四,汇报内容,深水作业状况概述,一,地面、,DST,深水测试介绍,二,试井、连续油管简介,三,深水作业水下树介绍,四,ATLANTIS,人工浮式装置介绍,五,附：天然气水合物的钻井技术,六,ATLANTIS,人工浮式装置,ATLANTIS,人工浮式装置介绍,五,ATLANTIS,人工浮式装置介绍,五,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,200,300,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

19、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,人工浮式装置介绍,五,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,ATLANTIS,人工浮式装置介绍,五,?,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

20、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,深水作业概述,一,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。,ATLANTIS,人工浮式装置介绍,五,ATLANTIS,人工浮式装置介绍,五,汇报内容,深水作业状况概述,一,地面、,DST,深水测试介绍,二,试井、连续油管简介,三,深水作业水下树介绍,四,ATLANTIS,人工浮式装置介绍,五,天然气水合物简介,六,天然气水