深水海底泥漿舉升鉆井風險評價與控制.pdf

1、在深海鉆井過程中,常規(guī)海洋鉆井技術往往遇到一系列井控問題。國外石油工業(yè)界提出海底泥漿舉升鉆井(Subsea Mudlift Drilling,簡稱SMD)這一雙梯度鉆井技術,以克服深水井控難題,目前SMD技術已經得到工業(yè)應用,故有必要評價其在深水環(huán)境下的安全性并控制風險。本文主要結合國家科技重大專項課題“深水油氣田開發(fā)鉆完井工程配套技術”子課題“海底泥漿舉升鉆井技術研究”(2008ZX05026-001-12)和中央高?；究蒲袠I(yè)務費專

2、項資金資助項目(09CX05008A):南海深水油氣開采風險控制技術應用基礎研究,開展海底泥漿舉升鉆井風險評價及控制等方面的研究。
　　 對海底泥漿舉升鉆井的國外事故進行統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)SMD事故主要是循環(huán)漏失、吸入軟管失效及惡劣天氣下安裝困難。采用FTA、FMEA等方法分別對SMD深水鉆井的環(huán)境、裝備及工藝風險進行定性分析。利用AHP法進行定量風險評價,結果表明:泥漿返回管線完整性、吸入軟管可靠性、吸入模塊的密封性能、井下事故

3、監(jiān)測與處理等因素風險權重較大。采用有限元軟件Abaqus建立1500m/500m水深泥漿返回管線模型,進行力學分析和渦激振動疲勞分析,計算證明返回管線的安全性,并發(fā)現(xiàn):等效應力和軸向應力隨水深遞減而遞減,在頂部支撐點達到最大值,在海底泵模塊處出現(xiàn)應力突變;最大等效應力值出現(xiàn)在海流與管線傾斜方向相同的流向;返回管線的上部和底部形成較大彎矩;疲勞損傷主要集中在返回管線頂端,返回管線整體疲勞損傷較小。
　　 編寫SMD安全操作規(guī)程,從

4、裝備制造角度提出關鍵裝備的風險削減措施,提出關鍵裝備的檢測計劃。建立井涌/井漏事故下的SMD系統(tǒng)參數(shù)模型,利用Matlab仿真,結論是可以監(jiān)測海底泵泵功率、轉速及泥漿池增量來判斷井涌是否發(fā)生。通過數(shù)據(jù)資料進行井涌預警,建立SMD井涌的BP神經網(wǎng)絡預警模型并進行預警,結果證明所建網(wǎng)絡的可行性。對主要事故井涌、井漏的監(jiān)測技術及響應策略進行研究。為應對淺層氣大量釋放及平臺撤離,研究泥漿返回管線的緊急關斷及快速釋放系統(tǒng),并利用Autocad繪制