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题名不同剪切作用下水合物钻井液微观结构试验研究
被引量：3
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作者
韩博
张凌
王童
张学东
衣雪峰
刘向飞
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机构
中水北方勘测设计研究有限责任公司
中国地质大学(武汉)工程学院
中国地质大学(武汉)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心
中国地质大学地质超深钻探技术国家专业实验室
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出处
《地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期760-769,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(50904053)
中国地质大学(武汉)青年团队计划(CUG120112)
+1 种基金
中央高校基本科研业务费专项资金项目(CUGL090217)
科学钻探国家专业实验室开放课题资助项目(NLSD200901)联合资助
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文摘
在钻进水合物地层过程中,井壁附近水合物的分解和环空中水合物的分解与再形成,很可能会引起井壁失稳坍塌以及环空堵塞等复杂情况,从而影响钻井的顺利进行。在此过程中,由各组分相互作用形成的钻井液微观结构起到了至关重要的作用。但由于多组分钻井液的微观结构非常复杂,文中仅针对组分简单的水基聚合物钻井液(NaCl、CMC、PVPK90相互组合),考虑钻井液在井底钻头与环空处所受的不同剪切作用(分别为600r/min和6000r/min),结合冷冻干燥方法,利用扫描电子显微镜观测了这两种剪切作用后不同组分的水基聚合物钻井液相应的微观结构。结果表明,聚合物分子以网络骨架结构形式悬浮于钻井液中,一小部分水分子、无机盐离子等被吸附在聚合物骨架结构表面上,大部分水分子、无机盐离子等小分子物质游离于聚合物网络骨架孔隙中;对于环空中含水合物的岩屑,热量主要通过网络骨架结构的热传导与充填其中流体的对流导热而传递至岩屑表面,而后通过热传导进一步向岩屑内部传递;钻井液的微观结构随着剪切作用、浓度与组分的改变而发生变化,这就对上述的传热过程产生影响,进而对钻井液中水合物分解的传热特性产生影响。
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关键词
剪切作用
水合物
钻井液微观结构
热量传递
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Keywords
shearing action, hydrate, microstructures of drilling fluids, heat transfer
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分类号
TE1
[石油与天然气工程—油气勘探]
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题名水合物钻井液微观结构热传导分形模型研究
被引量：2
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作者
韩博
李承中
范勇
姜淼
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机构
中水北方勘测设计研究有限责任公司
福建省建筑科学研究院
中铁隧道勘测设计院有限公司
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出处
《地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期829-834,共6页
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文摘
在水合物勘探开发过程中,钻井液除常规作用外,还必须具有抑制水合物分解与再生成的作用。钻井液的这些宏观作用由其内部微观结构所决定,而水合物的分解和生成与介质的传热过程有关。由于钻井液微观结构与多孔介质相似,故其传热过程也相似。利用多孔介质的性质及其传热理论,系统分析了水合物钻井液微观结构与多孔介质的异同,探讨了水合物在钻井液中的分解特性。接着阐述了分形理论,对钻井液微观结构的传热分形模型进行了研究。最后得出钻井液中水合物分解的传热过程,建立了钻井液微观结构的一维热传导分形模型,并得出有效导热系数的分形表达式。
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关键词
水合物
钻井液微观结构
热传导
分形
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Keywords
hydrate； microstructure of drilling fluid； heat conduction； fractal
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分类号
TK124
[动力工程及工程热物理—工程热物理]
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