【摘 要】
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深水天然气水合物埋藏浅,钻井作业时地层环境复杂,加之水合物对温度敏感,造成钻井液温度变化可能导致井壁失稳。为分析钻井过程中水合物井壁失稳风险,建立水合物井壁失稳事故
【机 构】
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中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心;
【基金项目】
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国家重点研发计划项目(2016YFC0304005);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(18CX05010A)
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深水天然气水合物埋藏浅,钻井作业时地层环境复杂,加之水合物对温度敏感,造成钻井液温度变化可能导致井壁失稳。为分析钻井过程中水合物井壁失稳风险,建立水合物井壁失稳事故树,并结合钻井水合物分解抑制法,提出适宜的钻井液温度评估流程。基于TOUGH+HYDRATE研究钻井过程中水合物地层温度、压力和水合物饱和度等物性变化规律;以此为基础采用FLAC 3D开展钻井液侵入过程中的地层应力数值模拟,并分析钻井液温度造成的井壁失稳情况。结果表明:钻井液温度传播范围大于水合物分解范围,距井眼距离增加,地层温度降低速度逐渐减缓;钻井液温度增加,地层水合物分解范围增大,井壁周围应力值逐渐增加,井壁周围应力集中的区域也随之不断向外围扩张;计算表明,当钻井液与地层温差超过4℃时,井壁将发生失稳,且最小水平地应力方向是井壁失稳的优先位置;温差小于2℃时,水合物井壁保持稳定。
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