【摘 要】
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在钻井过程中地层中的泥、砂等颗粒会因钻井液的携带作用而存在于井筒中,研究砂粒对水合物生成和分解的影响有重要意义。本文将使用微米级亲水SiO2颗粒模拟地层中的颗粒。分别在去离子水、Na Cl溶液、乙二醇溶液、黄原胶（钻井液基础药剂）溶液和模拟钻井液（300ml去离子水+0.1g Na Cl+2ml乙二醇+0.2wt%黄原胶）中加入不同粒径和质量分数的亲水SiO2颗粒探究其对甲烷水合物诱导期、平均生成
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在钻井过程中地层中的泥、砂等颗粒会因钻井液的携带作用而存在于井筒中,研究砂粒对水合物生成和分解的影响有重要意义。本文将使用微米级亲水SiO2颗粒模拟地层中的颗粒。分别在去离子水、Na Cl溶液、乙二醇溶液、黄原胶（钻井液基础药剂）溶液和模拟钻井液（300ml去离子水+0.1g Na Cl+2ml乙二醇+0.2wt%黄原胶）中加入不同粒径和质量分数的亲水SiO2颗粒探究其对甲烷水合物诱导期、平均生成速率、水合物最大生成量和平均分解速率的影响并分析其机理。研究表明:（1）在去离子水中,水合物一次生成诱导期随着亲水SiO2颗粒粒径的增加而缩短,亲水SiO2颗粒粒径变化对水合物二次生成诱导期影响不大;亲水SiO2颗粒粒径变化对水合物一次生成甲烷平均消耗速率影响不大,但甲烷水合物二次生成甲烷平均消耗速率随颗粒粒径的增大而增加;亲水SiO2颗粒粒径的增大使其对水合物生成量的抑制作用逐渐增强。（2）在Na Cl溶液中,甲烷水合物一次生成诱导期随着亲水SiO2颗粒质量分数的增加而缩短,但亲水SiO2颗粒质量分数变化对甲烷水合物二次生成诱导期影响不大;亲水SiO2颗粒对甲烷水合物生成量和甲烷平均消耗速率具有抑制作用而且随着质量分数的增大抑制作用逐渐增强。（3）在乙二醇溶液中,水合物诱导期随着粒径和质量分数的增大而逐渐缩短;亲水SiO2颗粒对甲烷水合物生成量具有抑制作用,甲烷水合物生成量随着亲水SiO2颗粒粒径和质量分数的增加而减小;甲烷平均消耗速率随着亲水SiO2颗粒粒径增大而减小;亲水SiO2颗粒质量分数变化对水合物一次生成过程中甲烷平均消耗速率影响不大,但是水合物二次生成过程中甲烷平均消耗速率随着亲水SiO2颗粒质量分数的增加而增大。（4）在模拟钻井液中,亲水SiO2颗粒有延长甲烷水合物诱导期的作用,水合物诱导期随亲水SiO2颗粒质量分数和粒径的增加而延长;亲水SiO2颗粒对水合物最大生成量有促进作用,甲烷水合物最大生成量随亲水SiO2颗粒粒径和质量分数的增大而增加;亲水SiO2颗粒对甲烷平均消耗速率有抑制作用,甲烷平均消耗速率随亲水SiO2颗粒粒径和质量分数的增大而减小。（5）黄原胶对甲烷水合物生成和分解过程均具有抑制作用。（6）亲水SiO2颗粒对甲烷水合物分解有促进作用。最后,改进经典水合物生成和分解动力学模型,基于实验数据回归水合物生成和分解动力学模型中未知参数,对比模型计算值和实验值之间的误差,平均相对误差基本在20%以内。
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