海上超深水采油技术

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世界深水油气田水下技术应用研究

世界深水油气田水下技术应用研究

统开发, 平静的海底为水下生产设施提供了良好的
相泵组, 电力由 Gullfaks C 平台提供。
响, 而且节约了大量投资, 对高纬度寒冷地区油气
井口回压, Statoil 公司预计能够把采收率从 49%提
低温海底输送湿天然气, 通过井口加注防冻液降低
1 2 北极地区水下井口回接距离最长的深水气田
度传感器和湿气流量计等。
Fig 1 Subsea production system of Tordis Oilfield
除砂器, 与回注水一起注入地层, 特殊情况下也可
上设有远程控制阀门, 阀门直径较大, 可保证天然
该海域受大西洋暖流影响常年不结冰, 但是海
以与油气一起混输到 Gullfaks C 平台进一步处理。
shore oil and gas fields In⁃depth analysis has been conducted on eight typical oil and gas fields for application of
subsea technologies, including Tordis, Snohvit, BC - 10 ( Parque das Conchas ) , Cascade⁃Chinook, Perdido,
1 深水油气田水下技术进展及应用
1 个采用全水下系统开发的海上气田。 该气田没有
1 1 世界 第 1 座 采 用 水 下 分 离 增 压 技 术 的 油 田
———Tordis
[3]
Tordis 油 田 位 于 北 海 挪 威 一 侧 Tampen 区 的
34 / 7 区块内, Statoil 公司拥有 28 22% 权益并担任
油气工程技术发展到今天, 已经形成了很多分支,

海洋石油深水钻完井技术措施

海洋石油深水钻完井技术措施

海洋石油深水钻完井技术措施随着全球能源需求的不断增长,海洋石油的开发已成为人们关注的热点之一。

而深水油田的开发更是海洋石油开发中的一大挑战,因为深水条件下的石油开采和完井技术要求更高,成本更大。

本文将重点介绍海洋石油深水钻井完井技术措施。

一、深水钻井完井技术要求1.水深要求深水钻井一般指水深超过500米的区域,500-1500米为中水深钻井,超过1500米为深水钻井。

由于深水区域的水深较大,风浪和洋流的影响较小,因此深水钻井完井的技术要求较高。

2.环境条件要求深水区域的环境条件十分恶劣,海底水深,海流湍急,海底温度低,而且还存在着飓风、沙尘暴等极端天气,对钻井作业的安全性和可靠性提出了更高的要求。

3.技术难度要求深水区域的地质情况复杂,地下石油资源分布不均,水平分布广泛,开采难度大,深水钻井完井技术的难度也就更大。

二、深水钻井完井技术措施1.钻井平台选择深水区域的钻井平台要求比较苛刻,一般有浮式钻井平台、半潜式钻井平台和固定式钻井平台等,根据实际情况选择合适的钻井平台模式,以满足深水钻井作业的需求。

2.井眼稳定措施深水钻井井眼稳定是深水钻井完井中的一项关键技术,包括对井眼的泥浆配方、井眼的支撑和防护等技术措施,以确保井眼在钻井和完井过程中保持稳定。

3.井眼冲洗技术深水钻井完井中,井眼冲洗技术是必不可少的一项工艺,通过冲洗井眼可以清除井底碎屑、减轻井眼摩阻,提高钻井速度和井眼质量。

4.钻头选择深水钻井中,选择合适的钻头是十分重要的,在深水区域,一般使用可控方向钻头和导向钻头等,以满足深水井眼质量和完井效果的要求。

5.完井工艺技术深水完井技术主要关注几个方面:封隔技术、井筒治理技术、水泥浆配方、井眼净化技术等,这些技术对于深水油田的开发至关重要。

6.安全与环保技术深水油田开发中,要严格把控环境保护和安全生产,尤其是深水油田的开发,更要注重安全和环保,加强对海洋环境的保护。

7.智能化技术在深水钻井完井中,智能化技术是未来的发展方向,包括智能化钻井井下设备、智能化井筒监测系统等,提高深水钻井的效率和安全性。

超深水油气田开发中的海上天然气开采技术探索

超深水油气田开发中的海上天然气开采技术探索

超深水油气田开发中的海上天然气开采技术探索在全球能源需求快速增长的背景下,海上石油与天然气资源的开采已成为当今能源行业的重要课题之一。

随着陆地油气资源的逐渐枯竭,人们开始转向海洋深处寻找新的能源来源。

超深水油气田开发中的海上天然气开采技术正是应对这一挑战的重要手段之一。

超深水油气田开发中的海上天然气开采技术探索旨在解决海底水深数千米甚至上万米的情况下,如何高效、安全地开采天然气的问题。

这对于海洋工程师和石油公司来说是一项巨大的挑战,需要他们借助先进的技术和设备来实现。

首先,海上天然气开采技术探索中,深水开发技术是关键。

深水开采是指在水深超过500米的海域进行油气开采。

为了实现深水开采,石油公司需要应用先进的技术来处理深水环境带来的各种问题,如海底流体温度和压力的改变,以及海洋环境对设备和管道的影响。

在深水开采过程中,需要使用钻井设备、生产平台、管道输送等技术,以确保油气能够从海底成功开采上来。

其次,探明天然气储量是超深水油气田开发中的一项重要任务。

海上天然气开采需要事先确定合适的开采区域,这需要进行大量的地质勘探和海洋地质调查。

石油公司通过使用船舶、潜水器等工具进行勘探,结合地质数据和测量结果,确定潜在的天然气矿藏。

在深水开采中,由于水深较大,地质勘探和采样变得更加困难,然而探明储量的准确性对于后续的开采工作至关重要。

此外,超深水油气田开发中的海上天然气开采技术探索还需要解决海底设备的可靠性和安全性问题。

由于离岸环境的恶劣性质,海底设备需要经受高压、低温、海洋腐蚀等多重挑战。

因此,研发和应用高强度、耐腐蚀的材料,设计可靠的设备结构和工艺,以及建立健全的安全管理体系,都是确保海上天然气开采的关键要素之一。

同时,加强风险评估和应急响应能力,以防范潜在的事故和灾害,也是十分重要的。

最后,超深水油气田开发中的海上天然气开采技术探索需要在环保和可持续发展的基础上进行。

石油公司和海洋工程师在开采过程中必须遵守环保法规,努力减少环境污染。

海洋油气开采原理与技术

海洋油气开采原理与技术

海洋油气开采原理与技术
海洋油气开采原理与技术是指利用各种技术手段和设备,在海洋中开采石油和天然气资源的过程。

其原理和技术主要包括以下几个方面:
1. 勘探与开发:海洋油气开采首先需要进行勘探工作,通过地质勘探、地球物理勘探和地球化学勘探等手段,确定油气资源的存在性和分布规律。

然后根据勘探结果,选择合适的开发方式,如常规油气田开发、深水油气田开发、深海油气田开发等。

2. 钻井:钻井是油气开采的关键技术之一,通过钻井设备将钻头钻入地下油气层,获取油气资源。

海洋油气钻井主要包括海上钻井平台、定向钻井、水平井等技术。

3. 采油与采气:采油和采气是指通过各种技术手段将地下油气资源提取到地面的过程。

海洋油气开采中常用的方法包括自然流动开采、人工提高注水开采、压裂等技术。

4. 输送与储存:海洋油气开采后,需要将油气输送到陆地加工厂进行处理。

海洋油气输送主要依靠海底管道、船舶运输等方式。

另外,还需要设计建设储存设施,如油气储罐、储存船等。

5. 安全与环保:海洋油气开采过程中,需严格控制安全风险,防止事故发生。

同时,还需重视环境保护,避免油气开采对海洋生态环境造成不可逆转的影响,采取相应的环境监测和治理措施。

海洋油气开采涉及多个学科领域,如地质学、地球物理学、石油工程学、海洋工程学等。

随着技术的不断发展和创新,海洋油气开采技术也在不断进步,为海洋石油和天然气资源的有效开发和利用提供了技术支持。

世界海洋油气勘探开发技术与装备览观(下)——深海开发技术及装备

世界海洋油气勘探开发技术与装备览观(下)——深海开发技术及装备
钻深能力,介于6 0O 14 0 , 0~1,3 米之
间,都能钻超深井 ,个别的能钻井
深超1,0米的深井;在建的钻深能 000 力都达到或超过900 ,0米。 钻 井船 钻 井船是 设有钻井 设 备 ,能在水面上钻井和移位的船 ,
也属于移动式 ( 船式 )钻井装置 。 钻井船在钻井装置中机动性最好 ,
平 台的额定作业水深在5 0 , 5 0  ̄3 0 0
面 。井架一般都设在船 的中部 ,且
多数具有 自航能力。钻井船适 于深
水作业 ,但需要适当的动力定位设 施 。钻井船适用于波高小、风速低
的海区 。
着 电子 技术 、 宇航 技 术 、造 船 工 业 、机械工业等 的飞速发展 ,促进 了海洋石 油钻采平 台逐年从浅水 向
加严格 ;工艺流程在确保顺畅 的同
时 ,重要模块 的布局要顺应船体运
技术 。现 已研究 出一些 防疲劳技术
( 图2 ) 。 如 7
动要求并 留足维修空间 ;具有 比陆 上集成化更高、配置更完备的 自动
化控制系统。
多相位 系统 的抑 制剂 注射
化学剂注入要保证流量的稳定, 优 化化 学 剂 注 入方 法 显 得额 外 重
下供热 中心和水下增 压气 站 ,最后 到路上终端。
3 68W(,0h ),而20年交付 ,7k 5O0 p 05
的钻井绞车功率最高达到了50 5W ,7k
(,0 h ),十几年的时间增加了 6 90 p
电缆防疲劳技术
海洋油气开发中,平台上以及海 水里的勘探开发设施 的导线 ,电缆
会 因为时间和 海水的原因 ,出现疲
3 倍多,可见其发展速度之快。
油气处理系统 Fபைடு நூலகம்S的油气处理 PO

深水勘探探索深水油气资源开发的挑战与机遇

深水勘探探索深水油气资源开发的挑战与机遇

深水勘探探索深水油气资源开发的挑战与机遇深水油气资源是指位于海洋水深大于500米的地下油气藏。

由于深水油气资源蕴藏量巨大,开发潜力巨大,因此深水勘探与开发成为全球油气行业的热点。

然而,深水油气资源的勘探与开发面临着一系列的挑战与机遇。

一、深水勘探的挑战1. 技术难题:深水勘探面临着技术难题,例如在大水深下进行油气勘探与开发需要超长距离的海底管道输送,这对管道技术的要求非常高。

另外,深海环境恶劣,海洋动力学复杂,难以满足船只与设备的稳定操作,需要开发适应深水环境的新型勘探设备与技术。

2. 成本高昂:相比陆地油田,深海油气的勘探投资与开发成本要高昂许多。

首先,水深对设备的运营维护造成了困难和复杂性,增加了设备维修与更换的难度与费用。

此外,深水油气的开发还需要投入巨额资金进行前期的勘探与开发活动,这对投资方的资金实力提出了较高要求。

3. 风险与不确定性:深海油气勘探面临着较高的风险与不确定性。

深海地质环境复杂多变,勘探难度较大,不确定性较高。

另外,深海油气的生产周期长,风险分散性低,一旦投产遇到问题,将会给企业带来巨大的损失。

二、深水勘探的机遇1. 蕴藏量丰富:深水油气资源蕴藏量巨大。

根据国际能源署的数据显示,目前全球已发现的深海油气资源占全球未被开发的油气资源的70%以上,具有巨大的市场价值与开发潜力。

深水油气资源的丰富给勘探与开发企业提供了巨大的发展机会。

2. 技术创新:深水勘探的挑战催生了技术创新与突破。

为了突破深水油气资源开发的技术难题,石油行业积极进行技术研发与创新,开发出一系列适应深水环境的新型设备与技术。

这不仅为石油行业带来了技术突破,也为其他相关行业的技术创新提供了契机。

3. 发展海工装备制造业:深水勘探的发展为海工装备制造业带来了机遇。

深水油气资源的勘探与开发需要各种船只、海底设备以及管道输送等海工装备的配套。

通过发展海工装备制造业,不仅可以提升我国的制造业水平与技术实力,还能够推动相关产业的发展,带动经济增长。

深海石油勘探与开采技术

深海石油勘探与开采技术

深海石油勘探与开采技术第一部分深海石油勘探的背景与意义 (2)第二部分深海石油资源的分布特征 (4)第三部分深海石油勘探技术的发展历程 (6)第四部分高科技在深海石油勘探中的应用 (8)第五部分深海石油开采面临的技术挑战 (11)第六部分深海石油开采的主要方法和技术 (13)第七部分环保与可持续发展在深海石油开采中的考量 (16)第八部分深海石油勘探与开采的未来发展趋势 (18)第一部分深海石油勘探的背景与意义深海石油勘探的背景与意义随着全球经济的快速发展和能源需求的不断增加,石油作为全球最重要的能源之一,其供给安全问题日益凸显。

同时,浅海地区的石油资源逐渐枯竭,导致石油公司开始关注海洋深处的潜在储量。

因此,深海石油勘探成为近年来备受瞩目的研究领域。

一、深海石油勘探的背景1.浅海石油资源逐渐减少:随着人类对石油的需求不断增长,浅海地区已经开采了大部分石油资源。

据国际能源署(IEA)数据显示,截至 2019 年,全球已探明的石油储量中约有 75%来自海上,其中近一半分布在浅海区域。

然而,浅海地区的剩余可采储量逐年下降,导致全球石油供应面临严重压力。

2.深海石油储量巨大:尽管深海石油勘探难度较大,但深海区域蕴藏着丰富的石油资源。

根据美国地质调查局(USGS)的数据,全球深海石油储量估计在 3,000 亿桶以上,约占全球总储量的 20%,这些储量主要分布在大西洋、太平洋、印度洋以及北极海域。

3.技术进步推动深海石油勘探:过去几十年来,科技进步为深海石油勘探提供了强有力的技术支持。

现代地震探测技术、远程操控潜水器(ROV)、水下钻井平台等设备和技术的应用使得人们能够深入到海底更深层次进行石油勘探。

二、深海石油勘探的意义1.保障全球能源供应:深海石油资源是全球能源供应的重要补充。

由于浅海地区的石油资源逐渐枯竭,开发深海石油资源对于满足全球能源需求具有重要意义。

通过深海石油勘探,可以进一步扩大全球石油供给来源,确保全球能源供应的安全性和稳定性。

超深水海洋双梯度钻井技术

超深水海洋双梯度钻井技术

收稿日期:!"""#$!#$%;修回日期:!""$#"&#!’作者简介:卢春阳($(’)#),助理工程师,$((%年毕业于石油大学石油工程专业,现在江苏油田工程技术研究院工作。

地址:(!!%""()江苏扬州文汇西路$号。

超深水海洋双梯度钻井技术卢春阳,狄敏燕,朱炳兰,张宗林(江苏油田工程技术研究院)摘要:在海洋超深水钻井过程中遇到了一系列问题,为解决这些难题,石油工业提出了双梯度钻井技术的概念,并研制了海底钻井液举升系统。

文中介绍深水海洋钻井所遇到的困难,双梯度钻井技术的概念和优点,海洋钻井液举升系统的组成。

关键词:海上钻井;压力梯度;钻井液中图分类号:*+!&!文献标识码:,世界油气储量迅速递减,陆上未勘探的领域越来越少,而占地球面积’"-以上的海洋,估计油气储量相当可观,海洋钻井已逐年增多,$((%.$(((年每年平均完成$!!口,估计!""".!""&年能达!$"口。

水域也趋向更深,$(/(年平均为$!%0,$(((年超过)(%0。

近!"年来,由于技术水平及装备的限制,深水区域的勘探成功率仍处于非常低的水准。

现在,石油工业正努力朝该区域进军,研究可行的技术方法来开发深水区域的油气。

人们对超深水区域(超过$"""0水深)钻井的认识,已逐步加深。

深水海洋钻井面临的困难在未成熟、快速沉积的盆地如墨西哥湾和西非的部分地区,孔隙压力很高而破裂压力却很低,因此不得不下多层技术套管来封隔上部地层。

采用此方法要受装备、井眼尺寸的限制,在超深水中只能钻约!&)/1&0左右,更深的地质目标根本无法钻达,见图$。

超深水钻井还有其他一系列钻井问题,如浅层水的流动、大量的漏失层和井控事故,然而由于没有那么多层技术套管可供选择,石油工业已失去了克服这些困难的最有效工具。

深水完井技术

深水完井技术

深水完井技术摘要:近年来,全球新增油气储量逐渐转向海洋,深水海域已经成为全球油气资源储量接替的主要领域。

中国石油资源的平均探明率为38.9% 海洋石油仅为12.3%远远低于世界平均探明率73%和美国的探明率75% 因此我国海洋油气勘探开发潜力巨大,可作为油气资源战略接替区。

从海上钻井方式及水深来看,海洋油气的开采逐步趋向深海化,钻井深度已由20世纪70年代的500m发展到3000m。

随着勘探开发技术的不断进步,海洋深水油田在不同的时期有着不同的定义,而不同地区或公司对深水的标准也不同。

目前,水深600~1200m为深水1200~3000m为超深水。

深水完井技术是深水油气资源高效、经济开采的重要保障。

因此,研究智能深水完井所具有的特点,把握其发展趋势,对于促进我国石油工业可持续发展、增加油气产量、保障能源安全具有重要意义。

完井作业是深水油气井投产之前的最后一关,也是最大限度提高深水油气田产量的关键。

1 深水完井特点从本质上说,水的深度对完井技术的影响不大,水下完井与陆上完井在一定程度上来说基本没有区别。

但是,深水油气田也有自身独特、复杂的地质条件,这在另一方面也决定了深水区域的完井方法也需要适当改变。

1.1 费用昂贵与浅水以及陆上油气田相比,深水区域的钻井装置租金昂贵,这就要求施工队伍合理安排工作,尽量减少窝工时间,缩短工期,这对于降低施工成本是非常重要。

同时也意味着完井方式越简单越好,越利于后期修井作业越好。

1.2 受水合物影响在海洋中,气体水合物的形成需要一定的温度压力条件,深水区能够满足这一条件,并能够使其稳定存在。

因此,我们在完井期间,安装采油树的时候必须采取措施,避免气体水合物对完井作业的影响。

目前国际上普遍所采取的措施为坐放水下采油树之前在井口头内先注入甲醇和乙二醇以防止水合物的生成。

1.3 完井步骤深海油气田的完井工作包括 5 个步骤,如下所示:(1)上部完井;(2)中部完井;(3)下部完井;(4)智能完井;(5)合理选取水下采油树。

深水钻井的难点及关键技术

深水钻井的难点及关键技术

深水钻井的难点及关键技术随着油气资源的持续开采,陆地未勘探的领域越来越少,油气开发难度越来越大。

占地球面积70%以上的海洋有着丰富的油气资源,油气开发重点正逐步由陆地转向海洋,并走向深海。

目前,国外钻井水深已达3000m以上,而我国海上油气生产一直在水深不足500m的浅海区进行,我国南海拥有丰富的油气资源,但这一海域水深在500~2000m,我国目前还不具备在这样水深海域进行油气勘探和生产的技术。

周边国家每年从南沙海域生产石油达5000X104t以上,相当于我国大庆油田的年产量,这种严峻的形势迫使必须加快我国南海等海域的深水油气勘探开发。

石油工业没有关于“深水”的预先定义。

“深水”的定义随时间、区域和专业在不断变化。

随着科技的进步和石油工业的发展,“深水”的定义也在不断发展。

据2002年在巴西召开的世界石油大会报道,油气勘探开发通常按水深加以区别:水深400m以内为常规水深400m-1500m为深水,超过1500m为超深水。

但深度不是唯一的着眼点,只要越过大陆架,典型的深水问题就会出现。

一、深水钻井的难点与陆地和浅水钻井相比,深水钻井有着更为复杂的海况条件,面临着更多的难题,主要表现在以下几个方面。

1、不稳定的海床由于滑坡形成的快速沉积,浊流沉积,陆坡上松软的、未胶结的沉积物形成了厚、松软、高含水、未胶结的地层。

这种地层由于沉积速度、压实方式以及含水量的不同,所以它们的活性很大,给导管井段的作业带来了很大困难。

河水和海水携带细小的沉积物离海岸越来越远,这些沉积物由于缺乏上部压实作用,所以胶结性差。

在某些地区,常表现为易于膨胀和分散性高,这将会导致过量的固相或细颗粒分散在钻井液中。

2、较低的破裂压力梯度对于相同沉积厚度的地层来说,随着水深的增加,地层的破裂压力梯度在降低,致使破裂压力梯度和地层孔隙压力梯度之间的窗口较窄,容易发生井漏等复杂情况。

在深水钻井作业中,将套管鞋深度尽可能设置得深的努力往往由于孔隙压力梯度与破裂压力梯度之间狭小的作业窗口而放弃。

南海深水钻完井技术挑战及对策

南海深水钻完井技术挑战及对策

南海深水钻完井技术挑战及对策刘正礼胡伟杰(中海石油(中国)有限公司深圳分公司. 中国海洋石油总公司)摘要:南海深水区海洋环境恶劣,台风和孤立内波频发,深水钻完井工程设计和作业难度大、风险高。

为提高我国深水油气勘探开发技术水平,实现海上钻完井技术研发、工程设计和作业能力由浅水向深水和超深水的跨越式发展,经过十余年技术攻关和作业实践,形成了具有自主知识产权的深水钻完井关键技术体系,首次建立了深水钻完井作业指南、技术标准和规范体系,克服了南海特殊环境条件下的技术挑战和作业难题,满足了深水油气钻完井安全、高效的作业要求,并钻成了最大作业水深近2 500 m 的第1 批自营深水井,开启了我国油气勘探开发挺进深水的新征程。

我国南海是世界四大油气聚集地之一,其中70% 蕴藏于深水区。

深水是挑战当今油气勘探开发技术和装备极限的前沿领域,尤其是在南海台风和孤立内波频发的恶劣海洋环境下,如何安全、高效地开展深水钻完井作业成为了业界极为关注的焦点。

笔者在充分术调研和分析基础上,回顾了南海深水钻完井作业历史,论述了国内外深水钻完井技术现状,统计分析了南海深水作业复杂情况的主要原因和面临的主要技术挑战,进而提出了已通过自主深水和超深水井成功实践验证的技术对策,并阐述了我国深水钻完井技术体系的建设情况,最后得出了未来深水钻完井技术的努力方向。

1南海深水钻完井历程南海深水钻完井作业历程可以追溯到20 世纪80 年代。

1987 年,国外作业者Occidental Eastern 通过与我国签订合作协议,开始在南海白云区块的深水钻井作业。

截至2014 年,已有Occidental Eastern、Husky Oil、Devon、BG、Chevron、中海油和中石油7 家国内外作业者在南海进行了60 口井的深水钻完井作业,其中,Husky Oil 公司作业井数最多,从2004—2013 年期间共钻完井作业28,完井9;Occidental Eastern 公司在1987 年钻井1 口;Devon公司在2006 年钻井1 口;BG 公司在2010 至2011年钻井3 口;Chevron 公司在2011—2012 年钻井3口;中石油在2014 年钻井2 口。

海上石油是如何开采的

海上石油是如何开采的

海上石油是如何开采的海上石油开采是指在海洋中进行石油和天然气开采的过程,包括油井钻探、生产和储存。

海上石油开采通常涉及到钻探平台、钻井船、油井和生产设备等。

海上石油开采的第一步是勘探。

这个过程通常包括地质调查、海底地形测量、地质探测和样品分析等。

一旦找到有潜力的油田,勘探定位就开始。

预定的钻探点位于水深数百到数千米的地方,通常由专门设计和建造的钻井船或钻井平台上开展工作。

在海上石油开采中,钻探平台是一个关键的组成部分。

钻探平台是一种移动的结构,通常配备有钻井设备、临时住宿和食品供应等设施。

平台的类型有很多种,包括浮动式平台和固定式平台。

浮动式平台适用于较浅水区域,而固定式平台则适用于水深较大的区域。

钻井船则是一种移动的船舶,通常用于较小的钻井工程。

一旦钻井平台或钻井船到位,钻探开始。

钻井过程通常包括使用钻杆和钻头将钻井液注入到井孔中,以将岩石层逐渐破碎,同时将钻石回收到地面。

这个过程是逐步进行的,直到钻井达到预定的深度。

当钻井完成后,就可以进行油井完井。

完井是指将油井准备好以便进行石油和天然气的生产。

它通常涉及到安装井口设备,如井口阀门和管道系统。

完井过程也包括井内压力测试和油井注水等。

一旦油井完井,就可以进行生产。

生产过程通常包括将石油和天然气从油井输送到地面的设备。

这可能涉及到安装海底油气管道、油气处理设备和储存设备等。

油气通过管道系统输送到储存设备中,然后通过各种手段(如船舶或陆地管道)输送到市场。

海上石油开采还涉及到环境保护和安全措施。

这是一个非常重要的问题,因为海上环境更加脆弱和敏感。

因此,开采公司在开采过程中要采取各种措施,以减小对环境的影响。

这可能包括使用环保型的钻探液、定期进行环境监测和采取适当的废弃物处理措施等。

总的来说,海上石油开采是一个复杂的过程,涉及到地质勘探、钻井、生产和储存等多个阶段。

它需要使用特殊的设备和技术,并且需要充分考虑环境和安全问题。

随着技术的不断进步,海上石油开采的效率和安全性将不断提高,为能源产业的发展做出更大的贡献。

海洋石油钻采工程技术与装备——深水钻井采油技术与装备(上)

海洋石油钻采工程技术与装备——深水钻井采油技术与装备(上)
深水钻 井采 油技术 与装备 ( ) 上
口 廖谟 圣 / 中国石油和石化工程研究会 海洋 石油和化 工工程专业委 员会
深水钻井采油技术与装备的深水 是 一个包括超深水 的泛指 。如前所 述 ,深水 ( 简称D )、超深水 ( W 简称 UW D )和深井钻井 ( 简称D )、超深 D
和超深水迈进 的五大因素是:深水 和 超 深 水 占了海 洋 面 积 的绝 大 部
界海洋油气开发发展的必然。 世界海洋油气 开发必然 向深水
机械工业等行业的飞速发展 ,带动
了海洋油气勘探开发技术的迅速 发
11 石油与 装 备 P t lu &E u me t 2 ere m o q i n p
新 知 ・ 备 知 识 装
Ne Kn  ̄ e g Kn wld e( q in w ( wld c o e 7 , 0 b l d d 6 1 0 0 b / )左 右 ;而
井钻井 ( 简称U D D ),是近十余年来
海 洋石油钻井不断 向深水和深地层
亿k 占了我们人 类生 活和活 动 m,
面 积 与 空 间 的 三 分 之 二 以上 ; 海
20  ̄2 0年 深水 和超 深水海 域具 有 00 06
新 知 ・ 备 知 识 装
海洋石 油钻 井、完井采油工程 装备 ,是 勘探 、开发 井的钻井、完井采油必需的关键 手段 ;掌握 这些装备 的技 术及 钻井、
完 井采 油 工 艺技 术 ,是 获 取 海 洋 油 气 的 关键 所在 。 笔 者 积 近 四 十年 海 洋石 油勘 探 、 开发 装 备 设 计 、 制造 与 工程 管 理 的 实践 经 验 总结编撰成 书并分期在 我刊独 家刊登 ,希望对我 国近一步 扩大海 洋油 气勘探 、开发有所 帮助 。该 《 海洋石油钻采 工程技

深水钻井技术简介(981性能及深水钻井风险)

深水钻井技术简介(981性能及深水钻井风险)

1、背景概述
1.4 中国石油工业的未来—海洋石油,从浅水走向深水
国内的深水油气蕴藏量:石油230亿至300亿吨,天然气约16万亿立方米。占中 国油气总资源量的1/3,其中70%蕴藏于深海区域。
国家层面—南海战略。胡锦涛主席在中国科学院第十六次院士大会、中国工
程院第十一次院士大会上: “发展海洋战略高技术,开发深海。”
350 m3 553 m3
燃油舱
4603 m3
淡水舱 污水舱 压载舱
1391 m3 20 m3
818900 m3
8
平台简介
5.主要设备
动力系统:8台主发电机组 (每台5530KW),能 够提供强劲的动力,提 高了平台对作业环境的 适应能力和满足高负荷 钻井作业对动力的需求;
推进系统:8台推进器(每台 4600kW),动力定位 系统反应速度快,可提 供更大的抗风能力;配 备精确可靠的定位系统。
1、 背景概述
1.5湛江分公司的勘探开发潜力:
•南海北部:深水区面积约52000km2,覆盖琼东南盆地南部和珠江口盆地西部; •中央坳陷带六大凹陷:乐东/陵水/松南/宝岛/长昌/北礁; •南海中南部:更广阔的海域在等待勘探开发!
2号断层下降盘岩性-构造圈闭带 (自营)陵水13-1等
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主要内容
背景概述 深水钻井特点 深水钻井主要风险 深水钻井工艺技术 阶段成果
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2、 深水钻井特点
2.1深水钻井的环境特点:
水深
➢ 随着水深增加,要长求隔钻水井管装置及设备能重力负更荷高,所需仓储空大间型大设,备作业时
间增加。
海底低温
昂贵的起下费用
深水
恶劣的作业环境
➢ 随着水深增加,环境温度会降低,海底温度低,井底高温的度可高靠,性同要时求海水的

海洋石油钻机的关键技术与创新

海洋石油钻机的关键技术与创新

海洋石油钻机的关键技术与创新海洋石油钻机(简称海钻机)是指用于在海洋上进行石油和天然气勘探、开采的设备。

随着全球能源需求的不断增长,海洋石油钻机的关键技术和创新变得愈发重要。

本文将重点探讨海洋石油钻机的关键技术以及近年来的创新努力。

1. 深水钻井技术深水钻井技术是海洋石油钻机的核心技术之一。

随着陆地石油资源的逐渐枯竭,石油和天然气勘探开采的焦点逐渐转移到深水区域。

但由于深水区域的水深、压力、温度等环境极端恶劣,对海洋石油钻机的要求也更为严格。

高压高温油气田的开发将水下作业推向了新的高度,要求海洋石油钻机具备更高的作业能力和安全性。

为了满足深水钻井的需求,全球范围内进行了大量的研发工作。

近年来,某些公司提出了新的概念和设计,例如自平衡钻井单元和半潜钻机。

这些新设计旨在提高操作效率、减少钻井过程中出现的问题,并降低海洋环境的影响。

2. 自动化钻井技术随着自动化技术的不断进步,自动化钻井技术已成为海洋石油钻机的另一项关键技术。

自动化钻井技术利用传感器、控制系统、计算机视觉等技术手段,实现对钻井过程的精准控制和监测。

通过引入自动化技术,海洋石油钻机可以实现自动化的定位、取心、钻井、测试和管柱管理等操作,减少了人为操作的风险,提高了钻孔的质量和效率。

此外,自动化技术还可以通过大数据分析实现预测性维护,降低设备故障率和维修成本。

3. 环保技术创新海洋石油钻机在勘探和开采过程中会产生大量的废水、废气和废弃物,对海洋生态环境造成一定的影响。

因此,环保技术创新也是现代海洋石油钻机发展的重要方向之一。

为了减少环境污染,一些创新技术得到了应用。

例如,采用环保液压液替代石油液可减少石油泄漏的风险;采用先进的涂层技术和防腐技术可提高设备的耐腐蚀性能,降低设备的维修需求;引入油气回收和循环利用技术可减少废气的排放并提高能源利用效率。

4. 智能化监测与控制技术智能化监测与控制技术是海洋石油钻机的又一关键技术。

通过传感器的应用,海洋石油钻机可以实时监测关键参数,如温度、压力、钻孔位置等,以保证作业的安全和高效。

边际油田开发装置的深水作业与装备技术

边际油田开发装置的深水作业与装备技术

边际油田开发装置的深水作业与装备技术深水油田开发是现代石油工业的一个重要领域,而边际油田的开发更是挑战与机遇并存的任务。

边际油田开发是指那些开采难度较高、资源储量较少以及开发成本较高的油田。

为了有效地开发边际油田,需要采用先进的装备技术和深水作业手段。

深水作业是指在海洋深水区域进行的石油勘探开发作业。

与传统陆上或浅水作业相比,深水作业面临着更大的挑战,例如巨大的水深、复杂的海洋环境、高风浪等。

因此,深水油田开发装备技术的发展对于边际油田的开发至关重要。

首先,深水油田开发装置需要具备强大的海洋工程能力。

这些装备通常包括海上平台、钻井设备、海底采油设备等。

海上平台是深水油田开发的核心设备之一,它可以提供稳定的工作平台,支撑钻井、采油、输送设备等。

海上平台的设计必须能够抵抗恶劣的海洋环境,如海浪、海风、海流等。

而钻井设备和海底采油设备则需要具备适应深水环境的能力,例如可以在水深数千米的地方进行稳定的工作。

其次,深水油田开发装备技术还需要具备高效的石油开采能力。

由于边际油田储量较少,需要在有限的时间内开采尽可能多的石油。

为了提高石油开采效率,可以采用多井点开采、水平井开采等技术。

多井点开采是指在一个平台上布置多口井,通过一套设备同时开采多口井的石油,从而提高开采效率。

水平井开采则是将井的部分或全部水平延伸,使井脚穿越油层,增加有效开采面积。

这些技术的应用可以大幅度提高深水油田的开采效率。

此外,深水油田开发装备技术还需要具备智能化和自动化的特点。

智能化技术可以帮助精确控制开采过程中的各个环节,提高作业的准确性和安全性。

自动化技术则可以降低人力成本,减少人为因素对作业过程造成的干扰。

智能化和自动化的装备技术可以实现远程遥控和遥测,实现对装备状态的实时监测和管理。

最后,深水油田开发装备技术还需要具备环保的能力。

深水油田的开发涉及到海洋环境的保护,因此在装备设计和使用方面必须严格遵守环保法规和标准。

同时,可以采用环保型的石油开采技术,如减少油气泄漏、强化污水处理、降低废气排放等,以减少对海洋环境的影响。

海洋石油698 简介

海洋石油698 简介

海洋石油698 简介海洋石油是指在海洋中开采石油资源的一种方式,它可以分为浅海石油和深海石油两种类型。

浅海石油通常指开采海水深度小于200米的石油资源,深海石油则是指开采海水深度大于200米的石油资源。

海洋石油开采技术和设备的发展,使得深海石油的开采成为可能。

海洋石油开采对于满足能源需求、推动经济发展、保障国家能源安全等方面都有着重要的意义。

海洋石油698是中国石油天然气集团公司(以下简称中石油)所属的一艘半潜式钻井平台,它是中石油在深海石油开采领域的重要装备之一。

海洋石油698采用的是半潜式钻井平台的设计,它可以在海水深度超过1000米的海域中进行石油勘探和开采作业。

平台的主体结构由两个半潜式船体组成,它们通过联结桥梁相互连接。

平台的钻井塔高度达到了70米,可以进行超深井钻探作业。

海洋石油698的主要技术指标如下:1.最大钻井深度:12000米2.最大钻井直径:914毫米3.最大钻井扭矩:3.3百万牛·米4.最大钻井下荷载:2000吨5.最大作业水深:1000米6.船体长度:118.6米7.船体宽度:78.0米8.船体高度:43.0米海洋石油698的建造和投入使用,标志着中国深海石油勘探和开采技术的重大进步。

它的投入使用,为中国海洋石油开采事业的发展提供了有力的支持和保障。

海洋石油698的使用,不仅有利于提高中国的石油资源采集能力,还有助于推动中国的海洋经济发展。

海洋石油勘探和开采是一项高风险、高技术含量的工作。

在进行海洋石油勘探和开采时,需要克服海洋环境的复杂性、天气的变幻、设备的故障等多种困难。

为了保障勘探和开采的安全和顺利进行,海洋石油公司需要不断创新技术、提高装备的可靠性和安全性、优化管理等方面的工作。

总之,海洋石油勘探和开采是一个充满挑战和机遇的领域。

海洋石油698的投入使用,为中国深海石油勘探和开采事业注入了新的活力和动力,也为中国在国际油气市场中的竞争地位提供了有力的支撑。

深海油气开采技术研究

深海油气开采技术研究

深海油气开采技术研究近年来,随着全球能源需求的不断增长,油气资源的开采已经从陆地向海洋延伸,深海油气的开采成为了一项备受关注的技术。

深海油气是指深海底部的天然气和原油。

深海油气储量豪华,占全球油气储量的三分之一以上,然而,深海油气的开采却是一个巨大的挑战。

技术难度极高,成本十分昂贵,而且也存在较大的环境风险。

那么,深海油气开采技术研究到底是哪些难点需要攻克呢?1. 深海井下压力的控制深海油气的钻井深度一般超过1,500米,有些甚至达到了3,000米以上。

在如此深的海洋环境下,水压会让岩石密度增大,使得钻井困难。

同时,井下的温度和压力也较高,容易导致井下工作者生命安全受到威胁。

在这样的情况下,控制井下压力非常关键,否则一旦形成超压,将会给工人和设备造成极大的威胁。

因此需要发展新的控制技术来确保井下安全。

2. 深海井下石油和天然气的储存和输送利用深海油气储量需要将油气运输出口,这个过程要求创新的技术来解决。

在海底环境下,深海沉积物会对油气储存和输送产生巨大压力。

同时,海底环境苛刻,设备耐用性和可靠性要求极高,加上更多方面的考虑,使得油气的储存和输送都成为技术难点。

3. 深海井下工程物资的安全输入深海油气的开采对工程物资有着高要求,特别是由于潜水运输受到各种因素影响,这些物资只能通过潜水器进行投放。

从中处理平台到钻井平台的运输需要飞行器,这些物资即使是在不断地测试中也面临着受损失的风险,这些损失可能会导致某些重要部件的损坏,从而影响生产和钻井进程。

4. 深海环境和天气事件对建筑物和设备的影响深海油气段进程中经过海底,建筑物和设备需要抵御海洋环境对它们的侵蚀。

水深、水温、水压、风浪、海浪等都对建筑物和设备运行和寿命产生了影响。

因此,需要采用改进的建筑和装备,考虑到深海环境和天气事件对它们的影响。

总之,深海油气的开采技术研究是一个复杂而艰巨的项目,随着技术的提高和各项新技术的提出,在未来,深海油气的开采将会更加安全和可靠,并且将不断迈向更加智能化,高效化和环保化。

深水油气:关键在于技术

深水油气:关键在于技术

ENERGY 2012.08深水油气:关键在于技术开发深水油气,最重要的是继续取得技术的突破,地震成像技术和深水工程未来都大有所为。

1968年,巴西国家石油公司在圣埃斯皮里托州海上打出第一口油井,发现了Guaricema海上油田。

深水油气开始兴起。

如今,深海勘探和生产工业已经发展了40多年,从勘探、开采以及深海活动蕴含的风险,我们都学到许多。

目前,深海油气钻采工业的生产能力大约在900万桶油当量/天。

这个数字预计将在2020年翻一番。

深水油气将是未来油气资源的重要方向。

但要想使埋藏在海底的油气资源实现开采,技术将是决定因素。

在深水勘探和开采两个方面,我认为地震成像技术和深水工程技术是关键所在。

经历了“深水地平线”事件之后,英国石油公司加快了深水勘探和开采技术的研究,并在全球寻找机会,努力扩大深水油气的未来。

深水价值大约在十年前,深水油气才被认为是重要发现。

迄今为止,在超过200米的深水区,全球发现的油气资源已经达到2500亿桶原油当量。

但深海油气规模约占传统油气30%左右,目前的发现还远远没有达到这一比例。

在未来的20年,我们还将在深水区不断发现新的油气资源。

当然,这其中的一部分要在遥远的未来才能实现有效开采。

在过去十年,以巴西和安哥拉为代表的深水油气,终于被认为具有重要意义,得以与其他一些领域重要能源相提并论。

过去十年油气领域的重大发现,除中国四川之外,几乎都来自深水领域。

十年间,深水勘探已经在实践中发展出三个地质类别:三角洲、盐下裂缝和底层圈闭。

这些发现将在这个十年转化为实际产能,保证全球深水油气产能持续增长。

这些越来越多的深水油气资源新发现,也证明了深水油气代表油气资源未来的重要发展方向。

油气资源的未来在深水油气。

发展深水油气的基本原则在于持续推动技术发展,不断探索新盆地,提供可实现的前景,并最终将这些发现化作产能。

进步中的地震成像技术发展深水油气的关键在于技术,可以从两个维度来思考。

首先,地球科学的发展,使我们理解深水地质系统成为可能。

海上油田采油技术创新实践及发展方向

海上油田采油技术创新实践及发展方向

海上油田采油技术创新实践及发展方向一、海上油田采油技术现状及问题分析随着全球能源需求的不断增长,海上油田采油技术在满足能源需求方面发挥着越来越重要的作用。

海上油田采油技术已经取得了一定的成果,但仍然存在一些问题和挑战。

深水钻井技术:深水钻井技术是海上油田开采的基础。

随着深水钻井技术的不断发展,钻井深度逐渐增加,为海上油田的开发提供了有力保障。

新型钻井液和钻井设备的使用也提高了钻井效率和安全性。

海底油气开发技术:海底油气开发技术包括海底油气勘探、开采、输送等环节。

海底油气开发技术已经取得了一定的进展,如水平钻井、多分支井等技术的应用,提高了油气资源的开发效率。

海洋平台建设技术:海洋平台是海上油田采油的重要基础设施。

随着海洋平台建设技术的不断发展,平台的稳定性、安全性和环保性能得到了显著提高。

环境污染:海上油田开采过程中会产生大量的废水、废气和固体废物,对海洋生态环境造成严重污染。

如何实现绿色开采,减少对海洋环境的影响,是当前亟待解决的问题。

能源消耗:海上油田开采过程中需要消耗大量的能源,如电力、燃料等。

如何提高能源利用效率,降低能源消耗,是海上油田采油技术研究的重要方向。

技术创新不足:虽然海上油田采油技术取得了一定的成果,但与陆地油田相比,仍存在一定的差距。

如何加大技术创新力度,提高技术水平,是海上油田采油技术研究的关键。

当前海上油田采油技术在取得一定成果的同时,仍然面临一系列问题和挑战。

有必要加大研究力度,不断优化和完善海上油田采油技术,以满足全球能源需求的发展需求。

1. 海上油田开发的基本概念和发展历程海上油田开发是指在海洋中进行石油和天然气勘探、开发和生产的一种方式。

随着全球能源需求的不断增长,海上油田开发逐渐成为石油工业的一个重要领域。

自20世纪初以来,海上油田开发技术取得了显著的发展,从最初的简单钻井作业到现在的高度自动化、智能化的生产过程,海上油田开发已经从一个单一的勘探和开采阶段发展成为一个综合性的产业体系。

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海上超深水采油技术(英)简介:随着未来超深水在海上采油中的采油量所占比例越来越大,世界上的油气供应商不断开发新技术,以使超深水采油更加经济,风险更低。

With an increasing percentage of future subsea production expected to occur in ultra-deep water, suppliers to the world’s oil and gas operators continue to push development of te chnology to make ultra-deepwater production more economic with less risk.In May, 2005, two members of the Atwater Valley Producers Group (Anadarko Petroleum and Dominion Oil and Gas) awarded a US $110 million contract for umbilical design and manufacture for the Independence project in the Gulf of Mexico (GoM). A year later, Hydro Gulf of Mexico LLC ? also a member of the Atwater group ? awarded a contract for the design and manufacture of its deepwater umbilicals for the same project. For the first time ever, the new technologies of stainless-steel tubes and carbon-fiber rods were combined in an umbilical design.All 15 umbilicals tie back from gas production wells to the Independence Hub, a deep-draft semisubmersible platform installed in 8,000 ft (2,500 m) of water in Mississippi Canyon Block 920, approximately 123 miles (193 km) southeast of Biloxi, Miss. At full production, Independence Hub can deliver 1 bcf/d of natural gas, which represents approximately 12% of the total volume of gas produced from the GoM.The Independence project consists of three main components: the hub, a massive $385 millionplatform with a two-level stainless steel production deck; a 24-in. diameter, 134-mile (216 km) pipeline that transports gas processed on the hub to an interconnect with a Tennessee Gas Pipeline located in West Delta Block 68; and a subsea component that includes production wellsets, umbilicals, flow lines, connectors, and manifolds for 15 initial wells. The project is operated by Anadarko Petroleum Co. and owned by Enterprise Products Partners LP and the Atwater Valley Producers Group, a consortium of independent operators.In 2004, project owners determined that by sharing the $2 billion cost of design, manufacture, installation, and operation of the hub and pipeline, they could make production of natural gas from reservoirs previously deemed uneconomic a winning proposition. First gas flowed to the platform on July 19, 2007.The subsea componentUmbilicals connect subsea wells from 10 anchor gas fields ? San Jacinto, Spiderman, Q, Merganser, Mondo NW, Atlas NW, Atlas, Vortex, Jubilee, and Cheyenne ? to the hub. The Cheyenne gas field contains the world’s deepest subsea production tree, which lies in 10,233 ft (3,198 m) of water. Other production trees lie in water depths ranging from 7,900 to 8,800 ft (2,469 to 2,750 m). To reach these depths, umbilical design for this project had to resolve issues exacerbated by water temperature, pressure, and depth.Leo Caffrey, technical manager at Aker Solutions’ umbilical manufacturing facility in Mobile, Ala., explained the design approach. “We use carbon-fiber rods in umbilicals deployed at 7,580 ft (2,453 m) or more of water to provide greater axial stiffness to keep the umbilical from experiencing excessive strain (e.g., elongation), which otherwise would cause the steel tubes to yield and damage electrical cables inside the umbilicals during installation and operation. Carbon-fiber rods add significant axial stiffness, but just a fraction of the weight that would be incurred by adding armoring.”This approach is innovative. “Before carbon-fiber rods, if you made umbilical tubes of thicker steel to give them greater strength, the added weigh t offsets the added strength,” Caffrey said. “Eventually, you get to a point of diminishing returns.”Arild Figenschou, senior specialist engineer based in Aker Solutions’ corporate headquarters in Oslo, Norway, envisioned and led research and development that culminated in successful commercial application of carbon-fiber rods and stainless-steel tubes for umbilicals.“Traditional thinking for umbilical design is to have one system to take the force of the load (a steel umbilical tube) and to have inside i t cables bundled together,” Figenschou explained, “but in water depths of 6,400 to 9,600 ft (2,000 to 3,000 m), where greater axial strength is required by the umbilical, carbon-fiber rods are a superior solution because they add stiffness without adding w eight.”Innovative thinkingAker Solutions has also pioneered the use of PVC in its umbilicals. Instead of bundling the internal components of an umbilical together and then surrounding them with steel tubes of greater diameter, Figenschou and his R&D colleagues put each element in a separate conduit within a smaller-diameter PVC core inside the umbilical tube. In this patented design, the squeeze load an umbilical experiences in ultra-deep water is distributed to all elements equally.According to Figenschou, these design enhancements mean there is no need for additional armoring because the stainless steel tube acts like an armor system. “In special cases ? like extremely deep water ? there is greater load on the umbilical from its own suspended weight. The umbilical becomes so heavy, steel tubes alone cannot carry the load,” he explained. “Traditionally, steel armoring was added to the exterior of the umbilical. This created major installation problems. Then we discovered that carbon-fiber rods added to components of the umbilical provided all the axial strength needed. The density of carbon-fiber rods is 1.6 compared to the 7.8 of steel.”The umbilical for Merganser was the first to incorporate carbon-fiber rods. “We knew the Merganser umbilical would lie in about 8,100 ft (2,531 m) of water,” Caffrey said. “Our clients knew this was an ultra-deep location, so they anticipated a new design approach would be required for the umbilicals. They knew traditional design wouldn’t do, but of course they also requir ed that any new design be tested and qualified to ensure a successful project. Subsea production equipment is never cheap, but subsea production in ultra-deep water is a high-dollar, high-risk endeavor. We knew the more risk we could eliminate by building, testing, redesigning, and retesting prototypes, the greater the margin of safety we would build into the final product.”Under Figenschou’s oversight, Aker Solutions’ umbilical R&D team in Oslo used the Umbilical Stress Analysis Program (USAP), an advanced analysis tool developed jointly by Aker Solutions and the Marine Technical University, to carry out its work.“USAP can simulate a whole subsea system during operation of a dynamic umbilical,” Figenschou explained. “It calculates the forces of friction i n an umbilical, which is important for determining how the design will react to fatigue. USAP also can analyze different temperatures in different tubes within the same umbilical. This is critical because the mechanical characteristics of elements within the umbilical (such as tubes and cables) can change when their temperatures change, affecting their ability to carry loads.”Another design challenge required Figenschou and his team to determine how to anchor the individual carbon-fiber rods at each end of the umbilical. Whatever anchoring method they developed would have to be tested and qualified before manufacture of umbilicals for the Independence project.Such analyses are performed only in Oslo, where the majority of the design of the umbilical layout occurred. When final umbilical cross-section design was completed in Norway, Caffrey and his colleagues in Mobile faced the challenge of translating design into an umbilical prototype.“We made a full-size, sample-length prototype, then cut it into test sections for the qualification tests described in the ISO 13628-5 standard specification for subsea umbilicals,” Caffrey said. “Awhole series of qualification tests was conducted by Tension Member Technology (TMT) at its facility in Huntington Beach, Calif. The same tests were performed on the prototype designed and manufactured for each of the umbilicals in our contracts, beginning with Merganser. As is usual, our clients had full-time inspectors witness the production and the tests.”Qualification tests validate the accuracy of design. In this case, qualification tests included tensile and fatigue tests. “The fatigue test sets up a length of the umbilical prototype in a machine that simulates 100 years of normal wave motion and 100 years of hurricane wave motion,” Caffrey explained. “The crush test determines whether an umbilical containing carbon-fiber rods could be handled by mechanical tensioners and the lay system without failing during installation. Bend tests measured the stiffness properties of the prototype design, which are critical for successful installation.”Aker Solutions’ umbilical manufacturing facility in Moss, Norway, is equipped to perform identical qualification tests, but the Mobile facility is not. Careful cost analysis determined it was more economic to transport umbilical prototypes to California for qualification tests than to ship them to the Moss plant.Following successful testing, the first umbilical containing carbon-fiber rods was delivered in March 2007. Delivery for the last Independence project umbilical took place in July 2007. All of the umbilicals manufactured by Aker Solutions were installed successfully and have operated without incident for more than a year.Pushing the envelopeSurprisingly, another “push the envelope” challenge surfaced almost immediately. In October 2007, Petrobras Americas Inc. (PAI) awarded Aker Solutions a contract for design, manufacture, and qualification of 44 miles (70 km) of high-voltage power cables as well as static and dynamic steel-tube umbilicals for the Cascade-Chinook subsea development in the Walker Ridge area of the GoM approximately 165 miles (260 km) south of the Louisiana coast. Destined to carry nine high-voltage electric cables to power subsea booster pumps at a water depth of 8,800 ft (2,750 m), each of the power umbilicals will be subjected to the same installation and environmental factors as the Independence umbilicals, but with the added challenges of high internal operating temperatures and an inability to withstand as much load.“When high-voltage cables within the umbilical are operating normally, they generate heat,” Caffrey said. As the temperature inside the umbilical rises, it becomes less stiff. This application does not require any hydraulic fluid, so the PAI power umbilicals will have no hydraulic steel tubes, an element that, if present, would add some axial strength. “Clearly, this is an umbilical that will require the use of carbon-fiber rods in its design,” he said.Another first-ever challenge for Aker Solutions’ e xperts in Oslo and Mobile is the connection of PAI umbilicals to their host. PAI will use the first FPSO ever deployed in the GoM as the host for its Cascade-Chinook production wells. The power umbilicals must be designed and qualified to connect to a buoy mounted on the bottom of the FPSO.This unique connection will allow a rapid disconnect by the FPSO from the umbilical in advance of severe tropical storms or hurricanes. The disconnected umbilical will sink about 225 ft (70 m) below the surface, and the FPSO will move out of the storm’s path. When the storm is over, the FPSO will be able to return, raise the umbilical, reconnect it to the buoy, and resume production.“When the buoy is released and the connecting end of the umbilical sinks during that oper ation, the umbilical undergoes compressive load,” Caffrey explained. “One advantage we discovered during further design and testing after completion of the Independence umbilicals is that the stiffness of the carbon-fiber rods renders the umbilical more capable of handling compressive load without being damaged. In umbilicals without carbon-fiber rods, we need to avoid incurring any compressive load. We found that umbilicals containing carbon-fiber rods can withstand a certain amount of compressive load with no damage. This is a real boon for the Cascade-Chinook power umbilicals where ? as a result of the client’s design requirements ? we know we cannot avoid some compressive load.”Caffrey noted that all of the qualification tests performed on the Independence umbilical prototypes will be reprised on the PAI umbilicals. He expects those tests to require six to nine months for completion. With this project progressing on track, the company will deliver the Cascade-Chinook power umbilicals in mid-2009.。

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