水合物與鉆井液相互作用模擬試驗(yàn)研究.pdf

1、天然氣水合物作為一種極具潛力的化石能源,日益受到人們的關(guān)注。由于形成天然氣水合物的氣體主要為甲烷,因而也常被稱為甲烷水合物。近年來能源短缺日益加劇,油氣價(jià)格居高不下,使得各國更加關(guān)注具有能量密度高、儲(chǔ)量大和分布廣等特點(diǎn)的天然氣水合物,紛紛加大對(duì)其勘探和開發(fā)研究的力度。
　　 鉆井過程中釋放的熱量以及抑制劑對(duì)相平衡的影響,都可能引起水合物分解。天然氣水合物的性質(zhì)特點(diǎn)決定了在此類地層鉆井時(shí)將會(huì)面臨比在一般油氣層中鉆井更加復(fù)雜的狀況。

2、水合物的分解和形成導(dǎo)致井壁容易失穩(wěn)和井內(nèi)易發(fā)安全事故是主要問題。合適的鉆井液設(shè)計(jì)是保證安全可持續(xù)鉆井作業(yè)環(huán)境,并保證鉆井質(zhì)量的重要一環(huán)。
　　 本文采用自主研制的水合物試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究,在國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研分析的基礎(chǔ)上,通過試驗(yàn)方法測(cè)得水合物試樣的波速。試驗(yàn)系統(tǒng)采用環(huán)境恒溫的方法,放置于低溫冷庫中,降溫設(shè)備采用M190C冷凍、冷藏微電腦控制冷庫,此冷庫可以提供大空間的低溫環(huán)境。在試驗(yàn)過程中,利用超聲檢測(cè)技術(shù)探測(cè)沉積物的縱波波

3、速。聲波系統(tǒng)由聲波探頭和聲波測(cè)試儀組成,用于測(cè)量模擬水合物地層的聲波速度。純天然氣水合物與處理過的青島海邊天然海砂混合均勻制得天然氣水合物沉積物試樣。水合物試樣的飽和度不同,試驗(yàn)測(cè)得的初始波速存在差異。當(dāng)水合物試樣的飽和度為70％,試驗(yàn)初始利用聲波儀測(cè)得縱波波速為3359m/s;當(dāng)水合物試樣的飽和度為50％時(shí),縱波波速為2895 m/s;當(dāng)飽和度為30％時(shí),測(cè)得縱波波速為2308 m/s。隨著鉆井液溫度增大,試驗(yàn)時(shí)間縮短,水合物分解速度