[01729668]海洋钻井井筒安全压力设计方法及关键技术

在海洋油气钻探中,安全和高效是两个永恒的主题,也是世界性难题。国际上海洋钻井安全事故时有发生,据资料统计,与井筒压力安全相关的事故约占67%,处理事故使得钻井周期延长10%以上。墨西哥湾深水地平线平台井喷事故的惨痛教训说明海洋钻井井筒内的复杂流动规律需要人们持续的认知。为解决海洋钻井过程中井筒压力精确控制这一国际难题,本项目在国家863 计划、国家油气重大专项等支持下,历经10余年攻关,以多相流动理论为支撑,以压力设计方法为技术载体,开展了海洋钻井井筒安全压力设计方法及关键技术的系统研究,取得如下创新性成果： 1、发现了海洋深水钻井井筒中天然气水合物相变对环空多相流动的影响规律,创建了含水合物相变、气体组分溶解/析出的多组分多相流动数学模型,丰富发展了井筒多相流动理论。 2、针对海洋深水井筒内水合物预防难的问题,建立了含水合物相变的井筒压力场、温度场计算模型,构建了水合物生成区域定量预测方法,发明了深水气井测试用水合物防治方法及装置,实现了水合物的有效防治。 3、针对海洋深水钻井安全密度窗口窄的问题,建立了考虑水合物相变的钻井水力参数和井控压井参数优化设计方法;开发了钻井水力学设计系列软件,为井筒压力精确控制提供了技术支撑。本项目授权发明专利19 件;获得计算机软件著作权7 件;发表学术论文87 篇,其中SCI/EI检索36篇;出版专著2 部。在研发过程中培养了973 首席专家1 名,863 计划主题专家1 名,长江学者特聘教授1 名,博士研究生12人,硕士研究生26人。 本课题已在国内渤海、南海东部、南海西部等海上主力油气田及缅甸、刚果（布）、西非JZD 等多个海外区块得到应用推广;近三年实现经济效益达22.69 亿元。本项目的实施减少了海洋钻井复杂情况的发生,提高了钻井效率,平均缩短建井周期17.82%,保护了油气层,打破国外技术垄断,引领了我国海洋特别是深水钻井水力学设计和水合物防治技术的发展,显著提升了我国海洋安全高效钻井技术水平。