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海洋天然气水合物地层钻井液优化实验研究 被引量：8
1
作者 邱正松 张玉彬 +3 位作者 赵欣 何青水 陈曾伟 赵超 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期104-109,共6页
海洋天然气水合物(以下简称水合物)地层钻井过程中,钻井液侵入地层有可能造成水合物分解,进而引发井壁失稳等问题。为了破解上述难题,实验研究了甲烷水合物在不同分解方式下的分解规律,引入Peng-Robinson方程计算实验过程中甲烷气体摩... 海洋天然气水合物(以下简称水合物)地层钻井过程中,钻井液侵入地层有可能造成水合物分解,进而引发井壁失稳等问题。为了破解上述难题,实验研究了甲烷水合物在不同分解方式下的分解规律,引入Peng-Robinson方程计算实验过程中甲烷气体摩尔数的变化,优化了钻井液抑制水合物分解评价实验方法,并利用该方法实验分析了动力学抑制剂DY-1和改性卵磷脂对水合物分解特性的影响规律,进一步优化出适用于水合物地层使用的水基钻井液。研究结果表明:①注冷溶液不卸压的方式是钻井液抑制水合物分解最佳的评价实验方法;②水合物动力学抑制剂DY-1和改性卵磷脂均可通过吸附在水合物表面阻缓传热传质来延缓水合物分解,可作为钻井液水合物分解抑制剂;③优化出的钻井液体系具有良好的低温流变性和抑制水合物生成及分解性能,同时具有良好的页岩抑制性和润滑性等,可以满足海洋水合物地层钻井液技术的基本要求。结论认为,该研究成果可以为我国水合物开发提供钻井液技术支撑。 展开更多
关键词 海洋天然气水合物地层 天然气水合物分解 井壁稳定 钻井液抑制剂 气体摩尔数 表面吸附 钻井液
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海域天然气水合物稳定井壁钻井液研究进展
2
作者 孙金声 赵珂 +6 位作者 廖波 吕开河 王金堂 刘敬平 白杨 王韧 白英睿 《天然气工业》 北大核心 2025年第6期1-16,共16页
天然气水合物(以下简称水合物)是我国重要的潜在高效清洁油气接替资源,绝大部分赋存于海域深水浅部地层之中。水合物因其复杂的赋存形态与特殊的储层特性,在钻探过程中易引发水合物相态变化进而造成钻井井壁失稳,而高性能钻井液是维持... 天然气水合物(以下简称水合物)是我国重要的潜在高效清洁油气接替资源,绝大部分赋存于海域深水浅部地层之中。水合物因其复杂的赋存形态与特殊的储层特性,在钻探过程中易引发水合物相态变化进而造成钻井井壁失稳,而高性能钻井液是维持井壁稳定的关键。为研制适用于海域水合物储层钻探的低成本高性能钻井液体系,系统梳理了全球海域水合物深水浅部储层特点与钻井难点,系统分析了海域水合物井壁失稳机理及研究现状,对现阶段的水合物井壁稳定钻井液体系进行了总结归纳,提出了未来水合物钻井液体系的设计思路与发展方向。研究结果表明:①海域水合物储层钻井常面临浅部地层疏松、安全密度窗口窄、水合物相态变化和钻井液性能变化等因素带来的井壁失稳难题;②在钻井过程中,钻井液与水合物储层会发生传热和传质反应,影响井壁周围力学性能,进而造成井壁失稳,现阶段主要使用物理控温或化学抑制的方法来延缓水合物的分解;③水基钻井液仍是海域水合物钻井过程中的首选,目前研发的胺基聚合物钻井液体系、稀硅酸盐钻井液体系、聚合醇钻井液体系等均具有较好的水合物抑制性与稳定井壁性能。结论认为,未来应继续加强高效低成本水合物相态控制化学剂与无毒高性能钻井液的研发,构建出更多可用于海域水合物钻探、有效维持井壁稳定的低成本高性能环保型钻井液体系,为全球海域水合物开发和深海油气增储上产提供有力的技术支撑。 展开更多
关键词 海域天然气水合物 钻井液 井壁稳定 地层蠕变 安全密度窗口 相态控制 封堵材料 流变调控
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南海神狐海域天然气水合物及气源条件海洋可控源电磁成像 被引量：1
3
作者 景建恩 赵庆献 +5 位作者 罗贤虎 刘成功 陈凯 王猛 邓明 伍忠良 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2694-2708,共15页
地震剖面的似海底反射(BSR)指示了天然气水合物的底边界,并已得到钻探的验证。南海神狐海域是天然气水合物(简称水合物)研究的热点区域。然而,由于地质构造的复杂性且钻井数量有限,仅仅依靠地震与钻探研究不能完全描述区内天然气水合物... 地震剖面的似海底反射(BSR)指示了天然气水合物的底边界,并已得到钻探的验证。南海神狐海域是天然气水合物(简称水合物)研究的热点区域。然而,由于地质构造的复杂性且钻井数量有限,仅仅依靠地震与钻探研究不能完全描述区内天然气水合物及气源通道的分布。含水合物地层比围岩具有更高的电阻率,海洋可控源电磁(MCSEM)数据获得的电阻率能为水合物和气源通道检测提供重要依据。本文在神狐海域开展MCSEM探测研究,沿一条测线采集了15个站位的海洋可控源电磁场数据,通过数据处理与二维反演,实现了研究区海底二维电阻率成像。然后,通过灵敏度分析,检验了MCSEM反演结果的可靠性。结合SH-W07-2016随钻测井(LWD)和地震数据,对二维电阻率剖面进行解释,推断了剖面上水合物和游离气分布,划分了两种形式的水合物储层结构,分析了其构造成因。 展开更多
关键词 海洋可控源电磁 天然气水合物 神狐海域 二维反演 电阻率模型
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海域天然气水合物地层微生物自修复固井水泥浆的水化控热作用机理 被引量：1
4
作者 李丽霞 谢文卫 +7 位作者 杨胜雄 苏明 于彦江 梁前勇 蒋国盛 刘天乐 史浩贤 唐承相 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2766-2780,共15页
随着深海天然气水合物资源开发的深入,固井技术成为保障开采安全的关键环节。固井水泥浆的水化热控制对于防止水合物分解、确保井筒稳定性具有重要意义。目前,微生物技术在固井水泥浆中的应用已取得初步进展,尤其是在提高水泥浆力学性... 随着深海天然气水合物资源开发的深入,固井技术成为保障开采安全的关键环节。固井水泥浆的水化热控制对于防止水合物分解、确保井筒稳定性具有重要意义。目前,微生物技术在固井水泥浆中的应用已取得初步进展,尤其是在提高水泥浆力学性能方面,但是在调控水化热方面的研究仍相对较少。本研究旨在探索微生物固井水泥浆在深水水合物地层中的应用前景。通过开展水泥浆水化热测试、热重分析(TGA)和傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)测试,探究了微生物矿化作用对水泥浆水化热及水化过程的影响机理。本文研究表明,微生物自修复固井水泥浆在降低水化热方面具有显著优势,尤其是在水化中后期,其累积水化放热量较对照组降低了13.19%。微生物矿化反应生成的碳酸钙有效抑制了水泥水化反应,导致水化放热峰值滞后,且在水化过程中持续降低水泥浆的水化速率。此外,微生物自修复固井水泥浆中游离水和水化硅酸钙凝胶的含量均高于对照组,而氢氧化钙含量较低。碳酸钙含量与水泥浆水化放热量之间存在最优值,超过3.0%后,水化热开始降低。本研究为解决深水水合物地层固井水泥浆水化放热导致水合物分解的问题提供了新的技术途径,对于开发适应极端海洋环境的固井水泥浆体系具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 天然气水合物地层 固井水泥浆 微生物自修复 水化热 碳酸钙
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海洋天然气水合物降压开采装备现状与技术探讨 被引量：4
5
作者 万春燕 张贺恩 +4 位作者 李磊 陈才虎 高妍 邸建伟 朱煜鑫 《石油机械》 北大核心 2024年第10期83-90,共8页
在南海神狐海域采用降压法成功实施了2次天然气水合物试采,在深水浅软地层水合物钻采技术上取得了多项重大技术突破,但仍面临单井产量低、开采配套装备复杂及经济适用性弱等问题。为了配套神狐海域第3次降压法试采开采方案,系统梳理了... 在南海神狐海域采用降压法成功实施了2次天然气水合物试采,在深水浅软地层水合物钻采技术上取得了多项重大技术突破,但仍面临单井产量低、开采配套装备复杂及经济适用性弱等问题。为了配套神狐海域第3次降压法试采开采方案,系统梳理了降压法开采技术对开采装备的影响因素,对比分析了常规油气开采的水下采油树结构适应性,提出了一套适用于深水天然气水合物开采的水下卧式采气树关键技术理论;形成的“一体式”集成化采气树本体、双穿越结构水下穿越器、失效安全型液控水下阀门及驱动器、复合电液控制系统等技术,可满足海洋天然气水合物开发装备质量轻、水合物二次结冰封堵干预、井下作业工况监测和远程控制等要求。所得结果可为海洋天然气水合物长期稳定、可控开采的配套装备开发提供借鉴。 展开更多
关键词 神狐海域 海洋天然气水合物 降压开采 关键技术与装备 水下采气树
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海洋天然气水合物分解过程中其上部地层稳定性分析 被引量：2
6
作者 窦斌 高辉 +2 位作者 范彬彬 任垒 蒋国盛 《海洋地质前沿》 2012年第12期30-34,共5页
在有覆盖层的海洋天然气水合物开采过程中,由于水合物分解引起上部地层应力重新分布可能导致上部地层蠕变、坍塌、滑坡、套管变形及井口安全等事故。以海洋天然气水合物沉积层具有覆盖地层为例,利用静力学理论建立了采用控压法开采海洋... 在有覆盖层的海洋天然气水合物开采过程中,由于水合物分解引起上部地层应力重新分布可能导致上部地层蠕变、坍塌、滑坡、套管变形及井口安全等事故。以海洋天然气水合物沉积层具有覆盖地层为例,利用静力学理论建立了采用控压法开采海洋天然气水合物时上部地层物性参数、井筒压力及天然气水合物分解后地层剩余支撑力之间的力学稳定性模型。从理论上讲:当K>1时,上部地层稳定;当K<1时,上部地层失稳。该力学模型可对海洋天然气水合物开采井设计及安全开采具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 海洋天然气水合物 控制压力 物性参数 数学模型 稳定性
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海洋天然气水合物降压开采地层井壁力学稳定性分析 被引量：20
7
作者 袁益龙 许天福 +2 位作者 辛欣 夏盈莉 李冰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期544-555,共12页
降压开采天然气水合物使其分解会导致储层孔隙度、渗透率、孔隙压力和岩层骨架有效应力发生改变,同时降低沉积物的胶结程度,使地层的抗剪强度和承载能力降低,从而引起井壁失稳、海底滑坡、海底面沉降等工程问题.为此,在地下多相非等温... 降压开采天然气水合物使其分解会导致储层孔隙度、渗透率、孔隙压力和岩层骨架有效应力发生改变,同时降低沉积物的胶结程度,使地层的抗剪强度和承载能力降低,从而引起井壁失稳、海底滑坡、海底面沉降等工程问题.为此,在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH+Hydrate框架内,基于扩展的三维Biot固结理论,考虑水合物分解相变、传热(T)、流动(H)、岩土体变形(M)等过程及其相互耦合作用,建立了新的水合物开采传热-流动-力学(THM)耦合数学模型,并开发有限元程序对其进行数值求解.以中国南海神狐海域GMGS1航次SH2站位水合物储层条件为研究对象,构建了垂直井降压开采THM耦合地层井壁稳定性分析模型,预测了水合物开采过程中储层温-压-力场和水合物分解区的演化规律,揭示了地层优势出砂区域和海底面沉降趋势.结果表明:储层降压导致地层有效应力增大,进而引起井周地层发生沉降,且地层的沉降主要发生在降压开采前期,最大沉降位置位于井壁周围,向储层内部延伸地层沉降量快速减小;水合物分解导致井周地层力学强度降低,加剧了储层的沉降;井筒降压造成射孔段井壁应力集中最为明显,从而造成井壁破坏的潜在风险,这些区域正是水合物开采出砂防治的关键区域. 展开更多
关键词 天然气水合物 降压开采 传热-流动-力学耦合 地层沉降 井壁稳定
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海洋水合物固井用控温—促凝复合相变吸热剂的研发及其性能评价
8
作者 王成文 赵峰 +1 位作者 薛毓铖 夏冬 《天然气工业》 北大核心 2025年第6期182-192,共11页
海域天然气水合物(以下简称水合物)资源丰富,已成为油气勘探开发的重要对象。海洋水合物固井既要水泥浆水化放热低,而且还要求低温下早期强度高,由于水泥水化放热引起的地层失稳一直是水合物地层固井面临的重大挑战。为此,针对海洋水合... 海域天然气水合物(以下简称水合物)资源丰富,已成为油气勘探开发的重要对象。海洋水合物固井既要水泥浆水化放热低,而且还要求低温下早期强度高,由于水泥水化放热引起的地层失稳一直是水合物地层固井面临的重大挑战。为此,针对海洋水合物固井中水泥浆水化放热低与低温下早期强度高的矛盾,传统低热胶凝材料和相变材料因吸热效率低并且显著降低水泥石早期强度,难以二者兼顾的问题,通过熔融浸渍—沉积封堵工艺制备出了具有控温、促凝效果的新型复合相变吸热剂固—固相吸热剂(SSP),测试了其分子结构、相变温度和相变潜热,然后利用等温量热仪和半绝热温升仪测定了水泥浆的水化放热速率和水化温升,最后探讨了吸热剂SSP对水泥水化的影响机制。研究结果表明:①吸热剂SSP相变温度为17.07℃,相变潜热为149.9 J/g;②累计放热量和水化温升峰值随着SSP掺量的增加而降低,当吸热剂SSP加入量为15.0%时,水泥浆半绝热温升值从55.90℃降低到42.60℃,温升降低幅度达23.80%,降温效率是传统低热粉煤灰材料的2.37倍;③沉积在相变材料表面的微纳米级SiO2可以作为活性点位,在水泥水化过程中发挥成核效应加速低温环境下水化速率(达到16.2%),可显著提高水泥石早期强度。结论认为,所制备的吸热剂SSP具有吸热控温和促进水泥低温水化的功能,可显著提高水泥石早期强度,解决了水合物固井的热—力调控难题,有利于降低水合物分解风险,为水合物安全高效固井提供了新方法,为有效开发水合物资源提供了技术支撑。 展开更多
关键词 海洋深水 天然气水合物 复合相变材料 纳米材料 固井水泥浆 相变特性 水化机制
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海洋天然气水合物地震检测技术及其应用 被引量：25
9
作者 张光学 张明 +5 位作者 杨胜雄 雷新华 徐华宁 刘学伟 梁金强 沙志彬 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期51-58,共8页
天然气水合物具有能量密度高、分布广、埋深浅、成藏物化条件好、清洁环保等特点,是未来石油天然气的理想接替能源。我国海域深水广大地区具有天然气水合物形成所需的物源、温压及地质构造等成矿条件,资源前景广阔。地震检测技术是寻找... 天然气水合物具有能量密度高、分布广、埋深浅、成藏物化条件好、清洁环保等特点,是未来石油天然气的理想接替能源。我国海域深水广大地区具有天然气水合物形成所需的物源、温压及地质构造等成矿条件,资源前景广阔。地震检测技术是寻找海洋天然气水合物的行之有效方法,在世界各海域得到广泛应用并取得实效。我国通过多年的水合物勘查实践,研发了一套适合我国海洋天然气水合物的地震检测技术,包括水合物地震识别处理技术(保幅处理、子波零相位化、精细速度分析等)和地震属性提取技术(AVO反演及定量模拟检测、波阻抗反演、相干体检测、稳定带顶底面检测等)。运用上述技术已发现南海北部陆坡天然气水合物存在的似海底反射层(Bottom Simulating Reflector,BSR)、空白带(Blank Zone,BZ)、速度倒转和极性反转(Reversal Polarity,RP)等地震异常标志,并依提取的地震属性优选目标,成功钻获天然气水合物实物样品,提高了水合物矿床预测的准确率。简要回顾国外海洋天然气水合物地震勘探技术现状,重点阐述国内海洋天然气水合物地震检测技术的发展及其应用效果。 展开更多
关键词 海洋 天然气水合物 BSR 地震检测技术
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海洋天然气水合物钻井的硅酸盐钻井液研究 被引量：13
10
作者 涂运中 蒋国盛 +2 位作者 张昊 宁伏龙 张凌 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期224-228,共5页
在海洋含天然气水合物地层中钻进时,遇到的问题有水合物在井底的分解和管线内的再生成,以及井壁稳定和井涌的问题。配制合适的钻井液是解决上述问题的关键。通过大量实验,得到一种加入无机盐和动力学抑制剂的稀硅酸盐钻井液,并通过实验... 在海洋含天然气水合物地层中钻进时,遇到的问题有水合物在井底的分解和管线内的再生成,以及井壁稳定和井涌的问题。配制合适的钻井液是解决上述问题的关键。通过大量实验,得到一种加入无机盐和动力学抑制剂的稀硅酸盐钻井液,并通过实验对其性能进行评价。结果表明:配制的硅酸盐钻井液不仅能满足常规钻井液携带岩屑和清洁井眼的要求,还能有效抑制井壁岩层的水化,抑制水合物地层的分解,以及控制水合物在管线内的再生成;因此可以满足深水含水合物地层钻进的要求,确保水合物地层钻探安全高效地进行。 展开更多
关键词 天然气水合物 海洋水合物地层 动力学水合物抑制剂 硅酸盐钻井液
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海洋天然气水合物模拟实验技术 被引量：24
11
作者 业渝光 张剑 +3 位作者 刁少波 刘昌龄 任思鸿 隋卫东 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期119-123,共5页
天然气水合物模拟实验技术是天然气水合物勘查研究的一项基础技术。简要介绍国内外模拟实验技术的概况,主要特点是可视化程度高、测试精度高和检测手段多;重点介绍了青岛海洋地质研究所海洋天然气水合物模拟实验室的技术指标,这些技术... 天然气水合物模拟实验技术是天然气水合物勘查研究的一项基础技术。简要介绍国内外模拟实验技术的概况,主要特点是可视化程度高、测试精度高和检测手段多;重点介绍了青岛海洋地质研究所海洋天然气水合物模拟实验室的技术指标,这些技术指标可以适应目前海洋天然气水合物模拟实验的需求。利用光通过率的变化测定了甲烷在纯水中的P T间的关系,验证了本实验装置的科学性。 展开更多
关键词 天然气水合物 检测技术 海洋 甲烷 技术指标 纯水
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海洋天然气水合物的地震识别方法研究 被引量：38
12
作者 马在田 耿建华 +1 位作者 董良国 宋海斌 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期1-8,共8页
天然气水合物作为 2 1世纪新的自然能源将为人类的生存发展服务。 2 0世纪 6 0年代证实 ,俄罗斯西伯利亚的麦索亚哈气田为典型的天然气水合物形成的气田 ,70年代又在海底发现了固体天然气水合物岩样。 1971年 ,R Stoll首先将地震剖面中... 天然气水合物作为 2 1世纪新的自然能源将为人类的生存发展服务。 2 0世纪 6 0年代证实 ,俄罗斯西伯利亚的麦索亚哈气田为典型的天然气水合物形成的气田 ,70年代又在海底发现了固体天然气水合物岩样。 1971年 ,R Stoll首先将地震剖面中的似海底反射层解释为海洋天然气水合物存在的标志 ,后来被深海钻探证实 ,从此地震方法成为大面积研究天然气水合物的重要手段。天然气水合物既是潜在能源 ,也是影响环境和形成灾害的因素之一 ,因此 ,研究天然气水合物是人类在 2 1世纪的重要课题。探讨海洋天然气水合物的地震识别方法 ,由于这项工作刚刚起步 ,还没有做出具体的成果 ,在此只能根据我们仅有的工作和参照国外公开的出版物 ,以及出国访问得到的有关资料进行分析 ,提出我们的一些基本设想 。 展开更多
关键词 天然气水合物 地震观测 BSR 识别方法 海洋
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南海天然气水合物远景区海洋可控源电磁探测试验 被引量：28
13
作者 景建恩 伍忠良 +5 位作者 邓明 赵庆献 罗贤虎 涂广红 陈凯 王猛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2564-2572,共9页
为了测试我国自主设计与研发的海洋可控源电磁仪器性能及其在水合物探测中的适用性,本文从海洋可控源电磁法基本原理出发,首先根据试验海域水合物地质特征,建立简化地电模型开展理论研究,确定海洋可控源电磁试验的技术方案;利用研发的... 为了测试我国自主设计与研发的海洋可控源电磁仪器性能及其在水合物探测中的适用性,本文从海洋可控源电磁法基本原理出发,首先根据试验海域水合物地质特征,建立简化地电模型开展理论研究,确定海洋可控源电磁试验的技术方案;利用研发的海洋可控源电磁仪器,在南海天然气水合物远景区开展探测试验,首次获得了我国深水海域的海洋可控源电磁数据.通过对采集数据进行处理与反演,获得了试验剖面的海底电性结构模型,揭示了4号测点下方存在一个50m厚的高阻层,其电阻率为25Ωm、顶部埋深为181m,为该区天然气水合物调查提供了有价值的电性参考资料.研究结果表明,自主研发的海洋可控源电磁仪器性能达到了预期的设计指标,这标志着我国海洋可控源电磁探测技术向实用化进程迈出了重要一步. 展开更多
关键词 海洋可控源电磁法 天然气水合物 南海 数据处理 反演
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天然气水合物地层钻井时水基钻井液性能实验研究 被引量：19
14
作者 宁伏龙 吴翔 +3 位作者 张凌 蔡记华 涂运中 蒋国盛 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期52-55,共4页
文章在分析天然气水合物地层钻井特性的基础上,提出了在进行天然气水合物地层钻井液体系设计时除考虑其对天然气水合物抑制性外,还要重点关注钻井液的相对密度、护壁性和流变性等对井壁稳定和井内安全起关键作用的性能指标。据此,通过... 文章在分析天然气水合物地层钻井特性的基础上,提出了在进行天然气水合物地层钻井液体系设计时除考虑其对天然气水合物抑制性外,还要重点关注钻井液的相对密度、护壁性和流变性等对井壁稳定和井内安全起关键作用的性能指标。据此,通过实验分析了不同类型处理剂对以盐/聚乙二醇为抑制剂的水基钻井液的上述几个性能改善情况,并在此基础上探讨了盐、聚乙二醇和固相含量对钻井液相对密度、护壁性和流变性的影响。目的是为今后天然气水合物地层钻井液体系设计提供理论依据。 展开更多
关键词 天然气水合物 地层 钻井液 相对密度 护壁性 流变性
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海洋浅表层沉积物和孔隙水的天然气水合物地球化学异常识别标志 被引量：43
15
作者 蒋少涌 凌洪飞 +3 位作者 杨竞红 陆尊礼 陈道华 倪培 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期87-94,共8页
天然气水合物是一种赋存在低温、高压条件下海底沉积物中的规模巨大的新型能源。研究表明,地球化学是识别海底天然气水合物赋存的一种有效方法。国际上通过分析由大洋钻探采上来的柱状沉积物和孔隙水的地球化学异常,己建立了一套较为成... 天然气水合物是一种赋存在低温、高压条件下海底沉积物中的规模巨大的新型能源。研究表明,地球化学是识别海底天然气水合物赋存的一种有效方法。国际上通过分析由大洋钻探采上来的柱状沉积物和孔隙水的地球化学异常,己建立了一套较为成熟的地球化学识别方法。但是,在没有钻井岩心的情况下,如何通过浅表层(<20m)沉积物和孔隙水及底层海水的地球化学分析来识别海底可能存在的天然气水合物,是国际国内天然气水合物勘查中面临的一道难题。通过对国际上己有数据和资料的全面总结,尝试提出了一系列在海底浅表层条件下识别天然气水合物赋存的地球化学异常标志,包括底层海水的烃类气体及其同位素组成异常,沉积物中有机碳和水的含量异常,沉积物中孔隙水的元素和同位素组成异常,沉积物中气体含量异常及沉积物中自生碳酸盐矿物的化学和同位素组成异常等。这些标志的建立将有助于在我国海域开展天然气水合物的勘查工作。 展开更多
关键词 海洋天然气水合物 地球化学 浅表层沉积物 孔隙水 赋存形态 有机碳
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海洋天然气水合物开采潜力地质评价指标研究:理论与方法 被引量：27
16
作者 吴能友 黄丽 +4 位作者 苏正 杨胜雄 王宏斌 梁金强 LU Hailong 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期11-17,共7页
中国南海北部大陆坡具有良好的天然气水合物(以下简称水合物)资源前景,但目前还没有针对海洋水合物藏开采潜力的地质评价指标,无法对水合物藏进行简单高效的开采潜力评价预测。为此,重点分析了与产气潜力密切相关的地质参数(水合物层的... 中国南海北部大陆坡具有良好的天然气水合物(以下简称水合物)资源前景,但目前还没有针对海洋水合物藏开采潜力的地质评价指标,无法对水合物藏进行简单高效的开采潜力评价预测。为此,重点分析了与产气潜力密切相关的地质参数(水合物层的孔隙度,水合物初始饱和度,储层渗透率,导热系数,储层上、下盖层的渗透性,储层的初始温度和初始压力)对产气潜力的影响情况。结果发现,在其他条件和参数不变的情况下:①水合物储层孔隙度越大,水合物分解产气速率越快;②水合物饱和度越高,初始产气效率较低,但总体产气开发效益较高;③水合物储层绝对渗透率越大,水合物分解和产气效率越高;④水合物储层导热系数对水合物分解产气效率影响不大;⑤盖层的存在有利于提高水合物的分解效率和气体的长期稳定生产;⑥水合物储层初始温度越高越有利于水合物快速分解;⑦当地层初始压力越高且离水合物相平衡边界越近时,水合物藏产气开发效率也越高。在此基础上,提出了水合物开采潜力地质评价指标研究的目标、内容、技术路线和方法。 展开更多
关键词 海洋 天然气水合物 开采潜力 储集层 地质参数 地质评价 指标 技术路线 产气开发效率
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在天然气水合物地层中钻进时井内温度规程与钻井液的关系 被引量：9
17
作者 汤凤林 张生德 +4 位作者 蒋国盛 КудряшовББ 吴翔 窦斌 高辉 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期96-100,共5页
讨论了在天然气水合物地层中钻进时正常钻进与井内温度的关系,指出了冲洗液在其中的作用,论述了井内温度规程与冲洗液冰点、冲洗液初始温度、冲洗液循环时间、冲洗液类型和性能的关系,并提出了相应的建议。
关键词 天然气水合物 冻土 温度 钻井液 地层 钻进 冲洗液
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基于机器学习方法的海洋天然气水合物水平井降压开采模拟—优化耦合模型 被引量：12
18
作者 辛欣 王海彬 +5 位作者 罗建男 于涵 袁益龙 夏盈莉 朱慧星 陈强 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期149-158,共10页
由天然气水合物(以下简称水合物)开采引起的含水合物沉积层力学变形问题不能被忽视,因其直接威胁到海域水合物的安全开采。为了找到甲烷累计产气量最优值与地层稳定性的关系,基于机器学习方法形成模拟-优化耦合技术,构建起水合物降压开... 由天然气水合物(以下简称水合物)开采引起的含水合物沉积层力学变形问题不能被忽视,因其直接威胁到海域水合物的安全开采。为了找到甲烷累计产气量最优值与地层稳定性的关系,基于机器学习方法形成模拟-优化耦合技术,构建起水合物降压开采传热-流动-力学数值模拟模型、可以替代数值模拟模型的机器学习模型和以甲烷累计产气量最优为目标的混合整数非线性规划优化模型;在此基础上,选取南海北部神狐海域厚层Ⅱ类水合物藏W11站位为研究对象,获得了海底面沉降量约束下的水合物储层甲烷累计产气量及相对应的最优开采方案参数。研究结果表明:①模拟-优化耦合技术的关键是机器学习方法的运用,基于径向基函数人工神经网络方法而建立的替代模型计算精度较高,可以替代模拟模型来确定输入输出变量的关系,从而摆脱既定方案的限制,找到全局最优解;②模拟-优化耦合技术可以解决受含水合物沉积层力学响应特征影响的水合物开采方案优选问题,根据试采工程安全要求改变海底面沉降量最大允许值,可以计算得到相应的甲烷累计产气量,以及降压幅度、开采时间、井位布置、水平井段长度等最优开采方案参数;③随着最大允许沉降量增大,甲烷累计产气量增大,二者满足正相关关系;④海底面沉降量随着开采时间增长而增大,也随降压幅度增大而增大;⑤水合物开采引起海底面沉降主要发生在开采初期,为了获得较高甲烷累计产气量及较小海底面沉降量最大允许值,在开采初期必须减小降压幅度。结论认为,所形成的模拟-优化耦合技术适用性强,可以为水合物安全、高效规模化开采方案的制订提供支撑。 展开更多
关键词 海洋天然气水合物 地层稳定性 数值模拟 机器学习 混合整数 优化模型 开采方案制订 水平井
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钻井液侵入含天然气水合物地层的机理与特征分析 被引量：6
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作者 涂运中 宁伏龙 +2 位作者 蒋国盛 吴能友 张凌 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期110-113,共4页
海洋含天然气水合物地层是具有渗透性的多孔介质体,钻进过程中钻井液不可避免地会与它发生能量和物质交换,从而影响测井响应、井壁稳定和储层评价。在过压钻井条件下,水基钻井液驱替侵入含天然水合物地层和温差下热传导导致的天然气水... 海洋含天然气水合物地层是具有渗透性的多孔介质体,钻进过程中钻井液不可避免地会与它发生能量和物质交换,从而影响测井响应、井壁稳定和储层评价。在过压钻井条件下,水基钻井液驱替侵入含天然水合物地层和温差下热传导导致的天然气水合物分解是耦合在一起的,其侵入可描述为一个包含相变的非等温非稳态渗流扩散过程。分析了天然气水合物在多孔介质中的分解特性,指出了多孔介质中天然气水合物分解的影响因素,通过钻井液侵入含天然气水合物地层与侵入常规油气地层的比较,提出了借鉴天然气水合物开采渗流模型建立钻井液侵入数值模型的思路。 展开更多
关键词 含天然气水合物地层 钻井液 天然气水合物分解 侵入特性 模型
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开采地层中的天然气水合物的数学模型 被引量：12
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作者 喻西崇 吴应湘 +2 位作者 安维杰 李清平 邬亚玲 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期63-67,共5页
目前从天然气水合物中开采天然气的方法 ,主要有热激发法、化学试剂法和减压法。文章通过适当简化 ,从理论上推导出减压法开采天然气的数值模型和水合物分解前缘边界曲面离井筒距离表达式 ,并对推导出的偏微分方程经过线性简化和自相似... 目前从天然气水合物中开采天然气的方法 ,主要有热激发法、化学试剂法和减压法。文章通过适当简化 ,从理论上推导出减压法开采天然气的数值模型和水合物分解前缘边界曲面离井筒距离表达式 ,并对推导出的偏微分方程经过线性简化和自相似原理 ,推导出多孔介质水合物地层中压力和温度的分布方程和天然气产量方程。通过实例 ,研究了多孔介质水合物地层中压力和温度的分布规律 ,即离井筒越近 ,压力和温度越小。进行了影响水合物分解前缘边界曲面离井筒距离各影响因素的敏感性分析 ,得到了减小井筒压力和增大地层温度可以使离井筒越远地方的水合物层分解释放出天然气 ,天然气的产量随着开采时间的增大而逐渐减小但最终趋于一稳定值的结论。 展开更多
关键词 天然气 水合物 数学模型 开采方法 数值模拟 地层压力
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