天然气水合物冻土层低温钻井液配方设计及数值模拟
全球常规能源日益枯竭，寻找新能源迫在眉睫。天然气水合物资源量巨大、分布范围广、能量密度高，合理开发利用可以缓解油气资源短缺问题。天然气水合物勘探开发钻井过程中，钻井液的侵入会出现井壁水化膨胀甚至坍塌和储层污染、钻井液耐低温能力不足、流动性差、以及天然气水合物分解和再形成等问题。为维持井壁稳定、减少井下事故和保持流动性、避免冻土融化及天然气水合物分解，采用硅酸钠和氯化钾按照质量比 5:1 复配组成成膜剂，以钠膨润土为基浆、NaCl 为防冻主剂，采用正交试验法优选出了适合于水合物冻土层钻进的新型成膜钻井液配方。在常规聚乙二醇钻井液的基础上，设计出适合于冻土层钻探的新的低温聚乙二醇钻井液配方。将优选出的成膜钻井液和聚乙二醇钻井液进行了样品浸泡对比实验、透水对比实验。结果显示所设计的钻井液，均表现出较好的粘度和动切力，低温下流动性好，滤失量少。成膜钻井液配方能够在样品表面形成一层泥皮，在防止井壁水化膨胀和坍塌方面优于聚乙二醇钻井液。将两类配方参数在COMSOL 软件中进行模拟，结果显示低温成膜钻井液和低温聚乙二醇钻井液侵入储层，对储层压力和温度影响的范围均维持在天然气水合物相平衡范围内，保护天然气水合物储层。
天然气水合物;低温钻井液;成膜剂;正交试验;性能测试;数值模拟
中国矿业大学
硕士
矿产普查与勘探
郝树青
2018
中文
P618.13;P634
83
2018-12-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）