水合物與鉆井液相互作用模擬試驗研究.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,油氣價格居高不下,使得各國更加關(guān)注具有能量密度高、儲量大和分布廣等特點的天然氣水合物,紛紛加大對其勘探和開發(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)特點決定了在此類地層鉆井時將會面臨比在一般油氣層中鉆井更加復雜的狀況。

2、水合物的分解和形成導致井壁容易失穩(wěn)和井內(nèi)易發(fā)安全事故是主要問題。合適的鉆井液設計是保證安全可持續(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系統(tǒng)進行試驗研究,在國內(nèi)外有關(guān)文獻調(diào)研分析的基礎上,通過試驗方法測得水合物試樣的波速。試驗系統(tǒng)采用環(huán)境恒溫的方法,放置于低溫冷庫中,降溫設備采用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。在試驗過程中,利用超聲檢測技術(shù)探測沉積物的縱波波

3、速。聲波系統(tǒng)由聲波探頭和聲波測試儀組成,用于測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,試驗測得的初始波速存在差異。當水合物試樣的飽和度為70％,試驗初始利用聲波儀測得縱波波速為3359m/s;當水合物試樣的飽和度為50％時,縱波波速為2895 m/s;當飽和度為30％時,測得縱波波速為2308 m/s。隨著鉆井液溫度增大,試驗時間縮短,水合物分解速度