深海测试技术介绍

1、中海艾普油气测试（天津）有限公司中海艾普油气测试（天津）有限公司20092009年年3 3月月深水作业状况概述深水作业状况概述地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍试井、连续油管简介试井、连续油管简介深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍ATLANTISATLANTIS人工浮式装置介绍人工浮式装置介绍天然气水合物简介天然气水合物简介深水作业状况概述深水作业状况概述地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍试井、连续油管简介试井、连续油管简介深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍ATLANTISATLANTIS人工浮式装置介绍人工浮式装置介绍附：天然气水合物的钻井技术附：天然气水合物

2、的钻井技术深水作业状况概述深水作业状况概述 在世界海洋石油的快速发展中，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。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、巴深水油田主要集中在西非海域、巴西海域、墨西哥湾和北海。西海域、墨西哥湾和北海。 深水是指深水是指300m300m1500m1500m，超深水指，超深水指1500m1500m水深，但它不是固定的概念，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，它

3、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。人类的石油活动将走向更深的海洋。巴西海域巴西海域墨西哥湾墨西哥湾北海北海西非西非深水油田区域深水油田区域 经过经过100100多年的石油和天然气勘探，近海或浅海的油气资源已经逐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；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

4、 深水作业状况概述深水作业状况概述 经过经过100100多年的油气勘探，海洋钻井技术多年的油气勘探，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；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，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或深海钻井提供了地质上的可能性和经济上的需求。上的需求。深水作业状况概述深水作业状况概述南海大气区的水深范

5、围南海大气区的水深范围200m200m300m300m，南海，南海东部白云凹陷的水深东部白云凹陷的水深650m650m1500m1500m，随着，随着我们逐步完成我们逐步完成200m200m水深之内的油田开发，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，富的油气资源，被专家称为第二个中东，这里的水深大于这里的水深大于1000m1000m，我国对外招标的，我国对外招标的南海深水勘探区块的水深范围已达南海深水勘探区块的水深范围已达1500m1500m3000m3000m。因此，走向深水既是目前世界。因此，走向深水既

6、是目前世界海洋石油发展的必然趋势，也是中国海洋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。石油发展的重要战略目标。 迄今中海油已对迄今中海油已对200m200m水深以内的油田进行了大规模开发，但对水深超水深以内的油田进行了大规模开发，但对水深超过过200m200m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油田水深为330m330m，系合作油田（流花，系合作油田（流花11-111-1油田），我们自己真正的实践经油田），我们自己真正的实践经验仅在验仅在120m120m水深之内。水深之内。巨大的待开发

7、的深水区域巨大的待开发的深水区域深水作业状况概述深水作业状况概述中国的巨大市场前景中国的巨大市场前景陆地陆地海岸线海岸线沿海沿海 浅海浅海 大陆架大陆架隆起隆起 深海平原深海平原 深海深海 陆地边缘陆地边缘 洋盆区洋盆区 坡地坡地 半深海半深海 勘探活动位于水深超过大约勘探活动位于水深超过大约600600英尺（英尺（200200米）的近岸地区，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。勘探开发要比在浅水中面临的技术困难大得多。深水作业状况概述深水作业状况概述海底支撑或

8、垂直下锚的平台海底支撑或垂直下锚的平台深水作业状况概述深水作业状况概述浮式装置和水下系统浮式装置和水下系统深水作业状况概述深水作业状况概述适用于不同水深的平台装置适用于不同水深的平台装置深水作业状况概述深水作业状况概述深水作业状况概述深水作业状况概述卫星定位卫星定位DP平台平台正常作业正常作业需要对当前的作业环需要对当前的作业环境和船只的反应进行境和船只的反应进行评估评估黄色警报表示船只可在黄色警报表示船只可在可控状态下与作业井解可控状态下与作业井解脱脱红色警报表示已没有红色警报表示已没有时间实现可控解脱，时间实现可控解脱，必须管剪切闸板，解必须管剪切闸板，解脱下部隔水导管。脱下部隔水导管。深

9、水作业状况概述深水作业状况概述隔水导管的风险隔水导管的风险铝合金隔水铝合金隔水导管导管深水作业状况概述深水作业状况概述深水作业状况概述深水作业状况概述地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍试井、连续油管简介试井、连续油管简介深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍ATLANTISATLANTIS人工浮式装置介绍人工浮式装置介绍附：天然气水合物的钻井技术附：天然气水合物的钻井技术 艾普于艾普于20072007年成功获得年成功获得HUSKYHUSKY深水作业的地面测试服务，深水作业的地面测试服务，通过与通过与HUSKYHUSKY的合作，公司在深水测试方面的认识有很大的突的合作，公司在深水测试

10、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。本更高。 对于这种高成本、高风险作业，对于这种高成本、高风险作业，HUSKYHUSKY以一种全新的理念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。和安装等，都不同于传统模式。地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍 深水平台是投资巨大的项目，要求周密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，例如一个的前期研究和更科学的项目管理，例如

11、一个水深水深1000m，9口井的口井的TLP平台费用达平台费用达1.04亿亿美元，因此深水平台项目与浅水项目有着很美元，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大的不同，国外公司特别强调前期研究和概念设计念设计,认为这个阶段费用很小，但对整个项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。目的效益、投资规模影响很大。 地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍绿色绿色: : 正常测试正常测试 咨询咨询: : 继续已经进行的开井测试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如果已经关井，不要开始做测试作业 不要开始做试井作业不要开始

12、做试井作业. . 进行作业环境评估进行作业环境评估地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍黄色黄色: : 准备暂停作业准备暂停作业 井下关井，泄放管柱压力井下关井，泄放管柱压力 关闭水下树，如果条件允许，解脱水下树关闭水下树，如果条件允许，解脱水下树红色红色: : 隔水导管紧急解脱隔水导管紧急解脱 如果水下树未能解脱，则关闭剪切闸板，如果水下树未能解脱，则关闭剪切闸板， 剪断剪切短节剪断剪切短节地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍West Hercules 主要技术参数主要技术参数最大浪高最大浪高32.7 m (波峰至波谷波峰至波谷) x 15 sec.平均风速平均风速30

13、.8 metres/sec (10秒平秒平均风速均风速 )甲板可变甲板可变载荷载荷7000 公吨公吨 (Operating) / 6600公吨公吨(Survival)最大水深最大水深级别级别3,050 m大钩负荷大钩负荷1,000 短吨短吨 (max)吊车负荷吊车负荷 (knots)39 kts (80% of crane design limit)地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍作业井基本信息作业井基本信息地层深度（上部）地层深度（上部）(mss TVD)3111地层压力（上部）地层压力（上部）(psia)4755地层温度地层温度(F)182海床深度海床深度1345mss海床

14、温度海床温度3 deg C地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍 选用高规格的设备选用高规格的设备：艾普为：艾普为HUSKYHUSKY专门从国外租借了加热器、分离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。器，重新购置了油嘴管汇、试油树等。地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍 选用高规格的设备选用高规格的设备地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍 提前模拟海上设备摆放相对位置制作流程提前模拟海上设备摆放相对位置制作流程地面、地面、DSTDST深水测试

15、介绍深水测试介绍地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍 提前模拟海上设备摆放相对位置制作流程提前模拟海上设备摆放相对位置制作流程深水作业状况概述深水作业状况概述地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍试井、连续油管简介试井、连续油管简介深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍ATLANTISATLANTIS人工浮式装置介绍人工浮式装置介绍附：天然气水合物的钻井技术附：天然气水合物的钻井技术1.深水钢丝作业深水钢丝作业试井、连续油管简介试井、连续油管简介 无固定平台支持的试井作业的无固定平台支持的试井作业的水下技术水下技术 船舶可离开现场船舶可离开现场 专门针对应用于深水而设计建专

16、门针对应用于深水而设计建造的造的可在任何深度下工作可在任何深度下工作船只可以从事其他作业船只可以从事其他作业WPWP绞盘组件绞盘组件TSPTSP工具存放组件工具存放组件WCPWCP井控组件井控组件试井、连续油管简介试井、连续油管简介无井架连续油管水下作无井架连续油管水下作业技术。业技术。 试井、连续油管简介试井、连续油管简介深水作业状况概述深水作业状况概述地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍试井、连续油管简介试井、连续油管简介深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍ATLANTISATLANTIS人工浮式装置介绍人工浮式装置介绍附：天然气水合物的钻井技术附：天然气水合物的钻井技术HUS

17、KYHUSKY水下座落管柱设计水下座落管柱设计地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍HUSKYHUSKY主测试管柱主测试管柱地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍什么是座放式管柱什么是座放式管柱. .“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：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：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 /

18、 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)深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍 在剪切闸板下隔离油井在剪切闸板下隔离油井 切断骑跨在密封装置上的测试切断骑跨在密封装置上的测试管柱管柱 断开隔离点以上的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满足剪切闸板的要求 有利于泵有利于泵- -过油压井过油压井 隔离井筒（井眼），方便部署隔离井筒（井眼），方便部署下井仪器串（带地层测试器的下井仪器串（带地层测试器的管柱）管柱）“在半潜式平台上作业时，在半潜式平台上作业时，座放式座放式管柱管柱可对井控提供最佳安全性可对井控提供最佳安全性” 试油树试油树旋转节旋转

19、节主阀主阀补心（通过补心（通过控制管线）控制管线）补心（通过补心（通过控制管线）控制管线）承流阀承流阀剪切短节剪切短节水下树水下树深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍为什么使用水下树为什么使用水下树? ? 提供最基本的井下隔离屏障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紧急解脱功能 具备全通径泵注能力具备全通径泵注能力 具备剪切功能具备剪切功能为什么使用防喷阀？为什么使用防喷阀？ 便于进行过油管作业，如：连续油管、钢丝、便于进行过油管作业，如：连续油管、钢丝、电缆作业等电缆作业等 提供了与地面设备隔断流体的能力提供了与

20、地面设备隔断流体的能力 提供了一种化学注入途径提供了一种化学注入途径( (可选可选) ) 在试井作业时可隔断管柱，进行防喷管试压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深水作业水下树介绍水下树水下树承流阀承流阀防喷阀防喷阀DWVPEXPROEXPRO公司的水下控制系统公司的水下控制系统斯伦贝谢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深水作业水下树介绍POWER WELLPOWER WELL公司的水下控制系统公司的水下控制系统深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍控制选择控制选择直接液压直接液压 深度达深度达 2,000 2,000 英尺英尺 球阀在球阀在4040秒内

21、关闭秒内关闭导阀液压导阀液压 DWVPDWVP 深度达深度达 5,000 5,000 英尺英尺 通过通过ESD & EQDESD & EQD实现快速起动实现快速起动 球阀在球阀在2020秒内关闭秒内关闭EXpress E-H EXpress E-H 控制系统控制系统 针对针对1000010000英尺水深改进了英尺水深改进了DWVPDWVP 迅速响应的信号系统迅速响应的信号系统 响应时间与深度无关响应时间与深度无关 数据采集数据采集 控制管线规格缩小控制管线规格缩小 球阀在球阀在8 8秒内关闭秒内关闭深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍水下树水下树悬挂器悬挂器承流阀承流阀扶正器扶正器剪切短节剪切

22、短节DVMPDEHEP悬挂器悬挂器水下树水下树承流阀承流阀扶正器扶正器剪切短节剪切短节电液控制部分电液控制部分常规与电液控制水下座落管柱的比较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深水作业水下树介绍直接液压控制直接液压控制 用于用于2,0002,0004,0004,000英尺水深英尺水深 ( (与客户要求有关与客户要求有关) )导阀压力控制导阀压力控制 用于用于45004500英尺以上水深英尺以上水深电液控制电液控制 针对针对1000010000英尺水深或动力定英尺水深或动力定位钻井船位钻井船水下控制系统分类水下控制系统分类深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍 直接液压控制直接液压

23、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。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深20002000

24、英尺以内的作业。英尺以内的作业。深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍防喷阀、承流阀、水下树防喷阀、承流阀、水下树地面液压控制面板地面液压控制面板液控管线液控管线液压直接控制示意图液压直接控制示意图深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍 导阀压力控制系统导阀压力控制系统 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，被广泛的采用，DWVPDWVP是是EXPROEXPRO的推出的快速液控方式，它有效地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，这在半潜式缩短了承流阀、水下树解脱和球阀开关的

25、响应时间，这在半潜式或动力定位的浮式装置上的或动力定位的浮式装置上的DSTDST作业非常关键。作业非常关键。 DWVPDWVP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，在树，在DWVPDWVP集能腔腔中，有一系列靠小液量操作的滑阀，每一个集能腔腔中，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。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深水作业水下树介绍防喷阀、承流阀、水下树防喷阀、承流阀、水下树地面液压控制面板地面液压控制面板液控管线液控管线DWVP滑阀滑阀集能器补压管线

26、集能器补压管线导阀压力控制示意图导阀压力控制示意图深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍 电液控制系统电液控制系统 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。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。电液控制系统是迄今最为先进技术上最为复杂的控制系统。

27、深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍防喷阀、承流阀、水下树防喷阀、承流阀、水下树地面液压控制面板地面液压控制面板DWVP滑阀滑阀DWVP电磁阀电磁阀集能器补压管线集能器补压管线电缆线电缆线液控管线液控管线EHEPDWVPLLSASCP电液控制控制示意图电液控制控制示意图深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍具有自我诊断功能的智能水下电液控制系统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深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍水下树水下树开、关开、关承流阀承流阀开、关开、关系统系统回接回接系统系统解脱解脱系统状态显示面板系统状态显示面

28、板深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍水下座落管柱组合水下座落管柱组合深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍深水作业状况概述深水作业状况概述地面、地面、DSTDST深水测试介绍深水测试介绍试井、连续油管简介试井、连续油管简介深水作业水下树介绍深水作业水下树介绍ATLANTISATLANTIS人工浮式装置介绍人工浮式装置介绍附：天然气水合物的钻井技术附：天然气水合物的钻井技术ATLANTIS人工浮式装置人工浮式装置ATLANTISATLANTIS人工浮式装置介绍人工浮式装置介绍ATLANTISATLANTIS人工浮式装置介绍人工浮式装置介绍 人造的浮式装置在水面

29、下面有效地创造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。的钻井与修井作业。Atlantis人造浮动海底，人造浮动海底，提供一个沉没在水面下提供一个沉没在水面下200300米的工作米的工作平台。更深的钻井与修井作业都可以在此平平台。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可以将钻井时间和成本降低20%40%。 ATLANTISATLANTIS人工浮式装置介绍人工浮式装置介绍ATLANTISATLANTIS人工浮式装置介绍人工浮式装置介绍 中海油服公司目前准备走向深水钻井，需要装备相应设备。中海油服公司目前准备走向深水钻井，需要装备相应设备。AtalantisAtalantis公司的深水装置研制项目，对中海油服公司走向深水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