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西非JDZ-2-1井深水钻井井口稳定性分析研究

作　者: 魏路
导　师: 管志川
学　校: 中国石油大学
专　业: 油气井工程
关键词: 深水钻井承载力稳定性井口设备选择
分类号: TE21
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

当作业环境较为恶劣时,深水钻井水下井口在大型防喷器组和后续套管产生的竖向载荷、防喷器以上所铰接的长隔水管所受海流横向载荷联合作用下存在失稳的危险。针对深水钻井井口稳定性问题,本文在深水钻井及井口稳定性相关研究现状进行广泛调研的基础上,通过对不同工况下深水钻井井口受力进行分析,建立了深水钻井井口受力的力学模型及其相应求解方法。结合西非JDZ-2-1井设计对其井口稳定性进行了分析,分析表明JDZ-2-1井井口竖向承载能力和横向稳定性均能满足作业要求。同时对不同钻井船漂移、海流流速、隔水管张紧力、钻井液密度、隔水管浮力比和地层参数等作业条件下的JDZ-2-1井井口稳定性进行了分析,对深水钻井井口稳定性的影响因素进行了总结,并对深水钻井井口失稳防止措施提出了具体的建议。在深水钻井井口稳定性分析的基础上,综合考虑深水钻井井口设备选择的各项影响因素,结合模糊数学理论提出了深水钻井井口设备选择方法,并应用其对西非项目JDZ-2-1井井口设备进行了选择。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章前言  9-24
  1.1 研究的目的与意义  9
  1.2 深水钻井装备及井口力学稳定性研究现状  9-22
    1.2.1 深水钻井装备发展现状  9-17
    1.2.2 深水钻井井口位置的选择  17-20
    1.2.3 深水钻井井口稳定性分析研究进展  20-22
  1.3 研究内容、研究思路和技术路线  22-24
    1.3.1 研究内容  22
    1.3.2 研究方法及技术路线  22-23
    1.3.3 研究的创新点  23-24
第二章深水钻井井口稳定性分析模型  24-65
  2.1 深水钻井井口稳定性分析模型构建  24-32
    2.1.1 隔水管及防喷器组安装前井口受力分析  24
    2.1.2 隔水管、防喷器组安装后井口受力分析  24-30
    2.1.3 深水钻井井口稳定性分析步骤  30-32
  2.2 管柱竖直承载理论分析  32-45
    2.2.1 海底浅部土层性质  32-34
    2.2.2 管柱在竖向荷载下的性状  34-38
    2.2.3 管柱竖向承载力确定  38-44
    2.2.4 管柱在竖向承载下的强度校核  44-45
  2.3 管柱横向承载理论分析  45-64
    2.3.1 管柱在水平荷载下的性状  45-46
    2.3.2 水平荷载下管柱分析方法综述  46-50
    2.3.3 m法  50-58
    2.3.4 p-y曲线法  58-63
    2.3.5 套管柱的强度分析  63-64
  2.4 本章小结  64-65
第三章西非JDZ-2-1 井井口稳定性分析  65-92
  3.1 JDZ区块井口稳定性影响因素分析  65-69
    3.1.1 海底浅部地层不利因素的影响  65
    3.1.2 海底地貌的影响  65-66
    3.1.3 隔水管张紧力大小的影响  66-67
    3.1.4 隔水管浮力节的影响  67
    3.1.5 钻井平台漂移量和海流流速的影响  67
    3.1.6 套管柱下深、尺寸、钢级、壁厚等的影响  67-68
    3.1.7 西非JDZ-2-1 井设计  68-69
  3.2 隔水管及BOP安装前井口竖向承载力分析  69-72
    3.2.1 隔水管及BOP安装前井口竖向承载力计算  69-70
    3.2.2 隔水管及 BOP 安装前井口竖向承载能力对比  70-71
    3.2.3 隔水管及BOP安装前套管柱强度校核  71-72
  3.3 隔水管及BOP安装后井口竖向承载能力分析  72-74
    3.3.1 隔水管及BOP安装后井口竖向承载力计算  72
    3.3.2 隔水管及BOP安装后井口竖向承载能力对比  72-73
    3.3.3 隔水管及BOP安装后套管柱强度校核  73-74
  3.4 隔水管及BOP安装后西非JDZ-2-1 井井口横向稳定性分析  74-91
    3.4.1 钻井船漂移的影响  78-80
    3.4.2 海流流速的影响  80-82
    3.4.3 隔水管张紧力的影响  82-84
    3.4.4 钻井液密度的影响  84-86
    3.4.5 隔水管浮力比的影响  86-88
    3.4.6 地层参数的影响  88-91
    3.4.7 套管柱的强度分析  91
  3.5 本章小结  91-92
第四章深水钻井井口设备选择  92-111
  4.1 世界范围内深水钻井井口设备概况  92-97
    4.1.1 Vetco公司的深水井口系统  94-95
    4.1.2 FMC公司的深水井口系统  95
    4.1.3 Cameron公司的深水井口系统  95-96
    4.1.4 Dril-Quip公司的深水井口系统  96-97
  4.2 深水钻井井口设备选择方法  97-106
    4.2.1 井口设备选择影响因素分类  97-98
    4.2.2 B类因素模糊综合评判法模型  98-105
    4.2.3 深水井口设备选择步骤  105-106
  4.3 西非JDZ-2-1 井井口设备选择  106-110
    4.3.1 西非JDZ-2-1 井井口设备初选  106-107
    4.3.2 井口设备的确定  107-110
  4.4 本章小结  110-111
结论  111-112
参考文献  112-116
致谢  116

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