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深水开采变向管柱内水合物颗粒运移沉积规律
被引量：
1
1
作者
马楠
魏士鹏
+3 位作者
赵阳
张剑波
王志远
孙宝江
《中国海上油气》
北大核心
2025年第1期167-175,共9页
深水水合物开发管柱中极易满足水合物生成的高压低温条件,可能引发严重的水合物沉积堵塞问题,特别是变向管柱水合物的生成沉积规律尚缺乏深入研究。利用CFD-DEM-API,充分考虑水合物颗粒间、颗粒与管壁间及颗粒与流体的相互作用,结合相...
深水水合物开发管柱中极易满足水合物生成的高压低温条件,可能引发严重的水合物沉积堵塞问题,特别是变向管柱水合物的生成沉积规律尚缺乏深入研究。利用CFD-DEM-API,充分考虑水合物颗粒间、颗粒与管壁间及颗粒与流体的相互作用,结合相间传热模型,模拟研究了存在盲管的变向管温压场及流场分布,同时得到管柱内水合物颗粒运移沉积规律及温度分布,揭示了盲管内及变向处水合物颗粒运移沉积机理。结果表明,变向管柱内存在一个盲管高度使水合物颗粒在变向处沉积达最大值,并通过大量模拟发现此盲管高度约为水合物颗粒惯性运移最高值。基于灰色关联分析,得出导致最大颗粒沉积的盲管高度的波动受管径影响最大,其次是颗粒粒径和速度。本项研究结果可为深水水合物安全高效开发提供参考。
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关键词
深水
变向管柱
盲管高度
水合物沉积
水合物运移
数值模拟
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职称材料
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。
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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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职称材料
流动环路内水合物-砂粒耦合运移沉积动力学分析
3
作者
马楠
王志远
+2 位作者
孔庆文
李泽钦
张剑波
《中国海上油气》
北大核心
2025年第4期143-153,共11页
在深水水合物的开发过程中,常伴随大量出砂问题,砂粒流入井筒中分散在水相形成微米级砂粒分散体系,进而会显著改变流体的流动特性,使得管柱内的流动参数计算复杂。能否在一定距离的井筒内实现稳定流动而不发生固相沉积,是井筒流动保障...
在深水水合物的开发过程中,常伴随大量出砂问题,砂粒流入井筒中分散在水相形成微米级砂粒分散体系,进而会显著改变流体的流动特性,使得管柱内的流动参数计算复杂。能否在一定距离的井筒内实现稳定流动而不发生固相沉积,是井筒流动保障研究的核心问题之一。借助流动实验环路及数值模拟等手段,从宏观和微观两个层面系统研究微米级砂粒分散体系中水合物的运移沉积特性。构建了考虑砂粒存在的水合物沉积动力学模型,模型预测结果与实验数据的相对误差在8%以内,研究结果为解决合采过程中水合物与微米级砂粒间的微观聚集、管壁粘附及水合物沉积床形成等流动保障问题提供了重要的理论依据和技术支撑,对推动天然气及水合物的安全高效开发具有重要意义。
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关键词
水合物开发
水合物-砂粒耦合
运移沉积
流动环路实验
数值模拟
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职称材料
题名
深水开采变向管柱内水合物颗粒运移沉积规律
被引量：
1
1
作者
马楠
魏士鹏
赵阳
张剑波
王志远
孙宝江
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
山东省海洋油气与水合物开发重点实验室
中国石油集团
海洋
工程有限公司
大港油田公司采油工艺研究院
出处
《中国海上油气》
北大核心
2025年第1期167-175,共9页
基金
国家自然科学基金重点项目“超深气井生产管柱泄漏精准识别与压力管控(编号:52434002)”
国家自然科学基金青年项目“深海多气合采井筒中水合物流动障碍形成机制与实时监测方法研究(编号:52304016)”部分研究成果
山东省重大科技创新工程项目“深水复杂钻井多相流动模拟关键技术与监测装(编号:2022CXGC020407)”。
文摘
深水水合物开发管柱中极易满足水合物生成的高压低温条件,可能引发严重的水合物沉积堵塞问题,特别是变向管柱水合物的生成沉积规律尚缺乏深入研究。利用CFD-DEM-API,充分考虑水合物颗粒间、颗粒与管壁间及颗粒与流体的相互作用,结合相间传热模型,模拟研究了存在盲管的变向管温压场及流场分布,同时得到管柱内水合物颗粒运移沉积规律及温度分布,揭示了盲管内及变向处水合物颗粒运移沉积机理。结果表明,变向管柱内存在一个盲管高度使水合物颗粒在变向处沉积达最大值,并通过大量模拟发现此盲管高度约为水合物颗粒惯性运移最高值。基于灰色关联分析,得出导致最大颗粒沉积的盲管高度的波动受管径影响最大,其次是颗粒粒径和速度。本项研究结果可为深水水合物安全高效开发提供参考。
关键词
深水
变向管柱
盲管高度
水合物沉积
水合物运移
数值模拟
Keywords
deep-water
redirecting pipe
blind pipe height
hydrate deposition
hydrate migration
numerical simulation
分类号
TE38 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
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
廖波
吕开河
王金堂
刘敬平
白杨
王韧
白英睿
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
深层
油气
全国
重点
实验室
·中国石油大学(华东)
中国石油集团工程技术研究院有限公司
山东省海洋油气与水合物开发重点实验室
西南石油大学石油与天然气工程学院
出处
《天然气工业》
北大核心
2025年第6期1-16,共16页
基金
国家自然科学基金面上项目“海域水合物储层钻井液酶响应型暂堵机制及调控方法”(编号:52274025)
国家自然科学基金青年科学基金项目“复杂地层钻井液”(编号:52322401)
山东省泰山学者计划项目(编号:tsqn202408090)。
文摘
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。
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
Keywords
Marine natural gas hydrate
Drilling fluid
Wellbore stability
Creep of formation
Safe density window
Phase control
Plugging material
Rheological regulation
分类号
TE52 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
TE254 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
流动环路内水合物-砂粒耦合运移沉积动力学分析
3
作者
马楠
王志远
孔庆文
李泽钦
张剑波
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
山东省海洋油气与水合物开发重点实验室
出处
《中国海上油气》
北大核心
2025年第4期143-153,共11页
基金
国家自然科学基金重点项目“超深气井生产管柱泄漏精准识别与压力管控(编号:52434002)”
国家自然科学基金基础科学中心项目“超深特深层油气钻采流动调控(编号:52288101)”
+1 种基金
国家自然科学基金青年科学基金项目“深海多气合采井筒中水合物流动障碍形成机制与实时监测方法研究(编号:52304016)”
中国石油大学(华东)自主创新科研计划项目“天然气水合物高效开采机理与调控方法研究(编号:25CX06003A)”部分研究成果。
文摘
在深水水合物的开发过程中,常伴随大量出砂问题,砂粒流入井筒中分散在水相形成微米级砂粒分散体系,进而会显著改变流体的流动特性,使得管柱内的流动参数计算复杂。能否在一定距离的井筒内实现稳定流动而不发生固相沉积,是井筒流动保障研究的核心问题之一。借助流动实验环路及数值模拟等手段,从宏观和微观两个层面系统研究微米级砂粒分散体系中水合物的运移沉积特性。构建了考虑砂粒存在的水合物沉积动力学模型,模型预测结果与实验数据的相对误差在8%以内,研究结果为解决合采过程中水合物与微米级砂粒间的微观聚集、管壁粘附及水合物沉积床形成等流动保障问题提供了重要的理论依据和技术支撑,对推动天然气及水合物的安全高效开发具有重要意义。
关键词
水合物开发
水合物-砂粒耦合
运移沉积
流动环路实验
数值模拟
Keywords
hydrate development
hydrate-sand coupling
transport deposition
flow loop experiment
numerical simulation
分类号
TE53 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
深水开采变向管柱内水合物颗粒运移沉积规律
马楠
魏士鹏
赵阳
张剑波
王志远
孙宝江
《中国海上油气》
北大核心
2025
1
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职称材料
2
海域天然气水合物稳定井壁钻井液研究进展
孙金声
赵珂
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
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
流动环路内水合物-砂粒耦合运移沉积动力学分析
马楠
王志远
孔庆文
李泽钦
张剑波
《中国海上油气》
北大核心
2025
0
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职称材料
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