海洋石油钻采工程
简介
提纲
• • • • • 0.陆上钻井完井采油的基本知识 1.海洋石油钻井采油平台 2.海洋石油钻井工艺 3.海洋石油完井工艺 4.海洋石油采油工艺
0.基本知识
钻井包
• 1.井架、绞车、天车、游车、顶驱（转盘）、 泥浆泵、大钩、水龙头。 • 2. 钻台设备 • 3. 钻杆运输系统 • 4. 司控房 • 5. 钻井仪表、控制软件 • 6. 其它相关设备和工具
4.1采油：油气集输与生产
• 海上油气的集输与生产：采集油气、生产 处理、储存运输、二次采油 • 海上原油处理系统：油气分离、脱水脱盐、 伴生气处理、闭式排放 • 海上油田水处理系统：注水用水处理系统， 含油污水理系统 • 海上气井天然气处理
• 油气集输 三种方式
• 油气集输 流程
• 原油处理： 油气分离
2）半潜式钻井平台
半潜式钻井平台由坐底式平台发展而来， 上部为工作甲板，下部为两个下船体，用支撑 立柱连接。工作时下船体潜入水中，甲板处于 水上安全高度，水线面积小，波浪影响小，稳 定性好、自持力强、工作水深大，新发展的动 力定位技 术用于半潜式平台后，工作水深可达9001200米。半潜式与自升式钻井平台相比，优点 是工作水深大，移动灵活；缺点是投资大，维 持费用高，需有一套复杂的水下器具，有效使 用率低于自升式钻井平台。到目前为止，半潜 式钻 井平台已经经历了第一代到第六代的历程。
钻井临时弃井与回接
• 1.钻井之后未准 备好生产，临时 撤走钻井平台称 为临时弃井。 • 2.程序：保持钻 井液密度；注水 泥塞封堵；井口 戴防腐帽。
• 回接作业是通过回接管柱及工具，将预钻井 的各层套管从海底井口回接到水面上的平台， 并安装好井口装置的全过程。 • 回接作业一般是回接20in、13 3/8in、9 5/8in套管。自升式平台还常回接30in导管。
• 原油处理： 三相分离器
• 原油处理： 脱水
• 原油处理： 脱盐
• 原油处理： 伴生气处理
• 原油处理：闭式排放
4.2海上采油工艺与装备
• 1.开采方式：自喷、气举、电动潜油泵、水 力活塞
参考资料
• 《海洋石油钻采工程技术与装备》 廖谟圣 著 • 《海洋石油工程》方华灿著，上下册 • 海洋采油工程，PPT
钻井浮船
Drillship
半潜式钻井平台
Semisubmersible
自升式钻井平台
Jackup
潜入式钻井平台
Submersible
陆地钻机
Land rig
2.海石油洋钻井工艺
• 钻井工艺： 勘探钻井：垂直钻井 生产钻井：定向井，水平井 工程设计：基本数据、井身结构、套管柱、 BOP组及井口系统选择、套管及BOP组施 压要求、地层破裂压力试验、钻具组合设 计、水力参数、钻头及钻进参数、固井设 计、钻井液设计、编制钻井程序、定向钻 井工程设计、钻井材料清单、费用预算
2.2海洋浮式钻井
• 半潜船、钻井船平台
钻井工艺程序
• 1.下入海底基盘和永久导向架 • 2.钻36in孔，下30in导管，固井，安装导管头 • 3.钻26in孔，下20in表层套管，安装20in套管头。 固井，用隔水管下入防喷器组 • 4.同样操作下入13 3/8in技术套管，安装对应的套 管悬挂器，用隔水管下入防喷器组。 • 5.同样操作下入9 5/8in油层套管，固井，安装对 应套管悬挂。固井，用隔水管下入防喷器组。 • 6.同样操作下入7in油层套管尾管，安装对应套管 悬挂。固井。
关键：井身结构设计
关键：井口装置、BOP
2.1海洋非浮式钻井
• 自升式平台、坐底式平台、导管架平台等 固定平台 • 平台就位：安全、拖行、GPS定位、自升、 调整 • 关键：导管、各层套管、泥线悬挂、井口 头、防喷器（BOP）
泥线悬挂钻井工艺程序
•打桩30in导管/立管，打入海底一定深度或36in钻 孔下30in立管；泥线悬挂；水泥固井 •26in钻孔至设计井深焊接20in套管头下20in套管， 水泥固井，装BOP •17 1/2in钻头钻孔，下13 3/8in套管，水泥固井， •12 1/4in钻头钻孔，下9 5/8in套管，水泥固井， •8 1/2in钻头钻孔，下7in套管，水泥固井；
3）钻井浮船 钻井浮船是浮船式钻井平台，它通常是在机 动船或驳船上布置钻井设备。平台是靠锚泊或动力定 位系统定位。按其推进能力，分为自航式、非自航式； 按船型分，有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体 船钻井；按定位分，有一般锚泊式、中央转盘锚泊式 和动力定位式。浮船式钻井装置船身浮于海面，易受 波浪影口响，但是它可以用现有的船只进行改装，因 而能以最快的速度投入使用。钻井船的排水量从几千 吨到几万吨不等，它既有普通船舶的船型和自航能力， 又可漂浮在海面上进行石油钻井。由于钻井船经常处 于漂浮状态，当遇到海上的风、浪、潮时，必然会发 生倾斜、摇摆、平移和升降现象，因此钻井船的稳定 性是一个非常关键的问题。目前，海上钻井船的定位 常用的是抛锚法，但该方法一般只适用于200m以内的 水深，水再深时需用动力自动定位方法。
1.海洋钻井平台
海洋钻井平台（drilling platform）就是用 于海洋 钻井的一种大型海上结构物。平台上装 有钻机及动力系统、通讯导航设备、安全救生 和人员生活设施。是海上油气勘探开发不可缺 少的手段。海洋钻井平台主要分为移动式平台 和固定式平台两大类： （1）移动式平台：坐底式平台、自升式平台、 钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔 式平台 。 （2）固定式平台：导管架式平台、混凝土重 力式平台、深水顺应塔式平台等。
3.完井工艺
• 完井方式：裸眼完井、套管完井、混合完井 • 射孔工艺设计：电缆射孔、油管输送射孔、过
油管射孔、过油管扩展射孔；正压射孔、负压射孔 • 完井管柱设计：注水管柱、生产管柱（热采、 自喷、人工举升）、气井生产管柱、油管选择、井 口装置设计
完井作业程序
• 1.钻开油层 • 2.安装井口：下入油管、下油管悬挂器密封 总成、下入绳索作业用回接工具、安装海底 井口的湿式采油树、下入出油管线电缆和液 压管线 • 3.试油作业
• 1）自升式钻井平台 • 自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成， 平台能沿桩腿升降，一般无自航能力。工作时桩腿下 放插入海底，平台被抬起到离开海面的安全工作高度， 并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致 下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起， 整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。1953年美 国建成第一座自升式平台，这种平台对水深适应性强， 工作稳定性良好，发展较快，约占移动式钻井装置总 数的1／2。我国自行制造的自升式钻井平台“渤海一 号”平台的四根桩腿是由圆形的钢管做成的，桩腿的 高度有七十多米，升降装置是插销式液压控制机构。 该型钻井平台造价较低、运移性好、对海底地形的适 应性强，因而，我国海上钻井多使用自升式钻井平台。 • 钻井平台桩腿的高度总是有限的，为解决在深 海区的钻井问题，又出现了漂浮在海面上的钻井浮船。