天然氣水合物勘探低溫鉆井液體系與性能

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礦物巖石地球化學(xué)通報(bào) ?綜　述?bulletinofmineralogy,petrologyandgeochemistry vol.23no.2,2004apr. 收稿日期:2003211206收到,2004201206改回 基金項(xiàng)目:中國科學(xué)院南海海洋所創(chuàng)新領(lǐng)域前沿項(xiàng)目(lyqy200312)資助,中央級科研院所社會公益研究專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2001d1a50041)資助 第一作者簡介:王淑紅(1977—),女,在讀博士生,海洋環(huán)境地球化學(xué)專業(yè)1e2mail:wshhsbq@scsio1ac1cn1 天然氣水合物的環(huán)境效應(yīng) 王淑紅1,宋海斌2,顏　文1 1.中國科學(xué)院南海海洋研究所和廣州地球化學(xué)研究所邊緣海地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州510301; 2.中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,北京100101 摘　要:天然氣

利用重力熱管的高效導(dǎo)熱并且在不額外消耗能量的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)移的特性,無需改變井下管串結(jié)構(gòu),借助空心抽油桿將重力熱管應(yīng)用于天然氣井,可以防止天然氣水合物在氣井井筒內(nèi)產(chǎn)生。該技術(shù)將代替目前的井下節(jié)流和添加抑制劑等防止天然氣水合物的方法,使井筒天然氣水合物的防止工作變得更加簡單、方便、有效。研究結(jié)果表明,重力熱管的應(yīng)用改善了氣井井筒溫度分布,提高了井筒上部天然氣的溫度,使其高于天然氣水合物形成的最高溫度,從而有效地防止天然氣水合物的產(chǎn)生,并且重力熱管的作用效果隨著重力熱管長度的增加而變好。

天然氣水合物是由水和天然氣組成的結(jié)晶化合物。在氣井降壓生產(chǎn)的過程中,井筒中通常容易形成水合物,這些水合物一旦形成,會導(dǎo)致井底積液,對氣井的正常生產(chǎn)帶來很大的危害。因此了解井筒中水合物形成的條件,預(yù)測和預(yù)防水合物的形成就顯的尤為重要。計(jì)算了xx區(qū)塊m4井不同油管尺寸、不同日配氣量、不同井底流壓下井筒水合物形成的溫度和壓力,通過分析計(jì)算結(jié)果,歸納了影響水合物形成的因素,最后針對區(qū)塊氣井提出了井筒水合物的預(yù)防措施。

天然氣水合物是一種清潔的潛在資源,漠河凍土地區(qū)為天然氣水合物的形成提供了有力的條件。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和水合物勘探開發(fā)的技術(shù)要求,確定相應(yīng)的鉆孔結(jié)構(gòu)和鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù),合理選擇了鉆探設(shè)備。鉆進(jìn)過程中運(yùn)用低溫泥漿、泥漿冷卻技術(shù)、大直徑繩索取心鉆進(jìn)工藝,快速獲得巖心,從而減少水合物的分解,為以后該地區(qū)天然氣水合物的勘探提供了經(jīng)驗(yàn)。闡述了漠河凍土地區(qū)天然氣水合物鉆探施工中的鉆進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)。

在溫度0-、3-、5-、10℃,初始壓力5mpa的條件下,采用降壓法研究了直徑分別為2、3、4mm的玻璃珠表面上冰生成天然氣水合物的過程,結(jié)果表明在同一溫度下,隨著玻璃珠表面冰量的增加反應(yīng)時(shí)間變長,轉(zhuǎn)化率下降。在玻璃珠粒徑相同時(shí),隨著溫度的降低反應(yīng)時(shí)間變長,轉(zhuǎn)化率下降。提出了宏觀的斂核生成動力學(xué)模型,計(jì)算了天然氣水合物生成的活化能△e=84.16kj/mol。

第19卷第6期 2004年12月 地球科學(xué)進(jìn)展 advancesinearthscience vol.19　no.6 dec.，2004 文章編號：1001-8166（2004）06-0947-08 天然氣水合物分解及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究進(jìn)展 于曉果，李家彪 （國家海洋局海底科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家海洋局第二海洋研究所，浙江　杭州　310012） 摘　要：了解大陸/大洋邊緣地區(qū)天然氣水合物形成與分解及其在海底沉積物、水體及海底化學(xué)自 氧生物群落中的一系列物理、化學(xué)及生物作用有助于我們在全球和區(qū)域尺度上探討天然氣水合物 分解對氣候變化的影響；天然氣水合物在碳循環(huán)中的作用和大陸邊緣流體活動與物質(zhì)交換機(jī)制等 問題。從水合物分解與全球變暖、貧/缺氧甲烷氧化作用、自生礦物沉淀、化學(xué)自養(yǎng)生物群落等方面 綜述了水合物的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)研究進(jìn)展。天然

第33卷第5期 2006年9月 浙　江　大　學(xué)　學(xué)　報(bào)(理學(xué)版) journalofzhejianguniversity(scienceedition) http://www.***.***/sci vol.33no.5 sep.2006 收稿日期:2005-05-11. 基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(批準(zhǔn)號:49973032,40572175). 作者簡介:翁煥新(1951-),男,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事環(huán)境地球化學(xué)與生物地球化學(xué)研究. 天然氣水合物的穩(wěn)定性及其環(huán)境效應(yīng) 翁煥新1,許赟溢1,樓竹山2,蘇閩華1,孫向衛(wèi)1 (1.浙江大學(xué)環(huán)境與生物地球化學(xué)研究所,浙江杭州310027;2.浙江省核工業(yè)269大隊(duì)

針對已研制的干冰升華式天然氣水合物孔底冷凍取樣器,將孔底冷凍取樣方法與保壓取樣方法結(jié)合,設(shè)計(jì)fpcs型天然氣水合物孔底冷凍保壓取樣器,以進(jìn)一步提高取樣的保真程度。介紹了取樣器的總體結(jié)構(gòu)、工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

利用東海部分老的多道地震資料,通過新的處理技術(shù)以尋找天然氣水合物為目的的進(jìn)行再處理,使原有地震資料的分辨率和信噪比都有了很大的提高,為識別天然氣水合物特征反射波———bsr及地震地質(zhì)解釋提供了更多有用的信息,為天然氣水合物的地質(zhì)研究提供了豐富的基礎(chǔ)資料。

吳起采油廠的井的深度一般為1900-2500m(個(gè)別井的深度可達(dá)2700m),屬于低壓(壓力系數(shù)0.9-0.97),低孔隙度(大部分的孔隙度在10%以下),低滲(除個(gè)別油層外,大部分油層的滲透率在1×10-3μm2以下)油田。而且含有大段易于水化膨脹、垮塌掉塊的直羅組(約100-300m)和易于水化膨脹造漿的富縣組(約50-200m),給鉆井工程和油層保護(hù)工作帶來很大的困難。復(fù)合鉆井液完井液體系具有較低的密度(1.04-1.08g/cm3),較低的粘度(29-31s)和適中的api濾失量(≤10ml),較強(qiáng)的抑制防塌性能,有利于提高鉆井速度,減少油層污染,提高油井整體效益。

針對大慶外圍油田(重點(diǎn)是中深開發(fā)井)和海塔地區(qū)低壓、低滲、低產(chǎn)且無淺氣層發(fā)育的開發(fā)井,為了保持井壁穩(wěn)定、進(jìn)一步提高鉆井速度、防止井漏,應(yīng)用了微泡沫鉆井液技術(shù)?，F(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明,該套鉆井液體系性能穩(wěn)定,攜巖能力強(qiáng),有效降低鉆井液密度,降低井底壓力,防止井漏,滿足了工程的需要,具有很好地應(yīng)用前景。

隨著深井、超深井?dāng)?shù)量的增加,深井鉆井液問題越來越突出。著重于國內(nèi)常用的鉆井液用表面活性劑的研究,特別是在表面活性劑對鉆井液抗溫能力及解決各種鉆井液污染等方面進(jìn)行了評價(jià);在現(xiàn)場施工中可達(dá)到表面活性劑加量很少就極大地改善鉆井液性能的目的;在解決鉆井液污染問題時(shí),不僅處理簡單、處理成本低,而且鉆井液穩(wěn)定周期大大延長。從而成功解決了復(fù)合型鉆井液的抗高溫、井壁穩(wěn)定、抗鹽膏污染問題等難題,綜合經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

在產(chǎn)品測試中刑部試驗(yàn)井中氣、水比為5．9，這個(gè)估計(jì)比氣體在完全結(jié)構(gòu)上的溶解度還要大。但是，鉆井液中氣體的ips值比氣體溶解度小，這意味著所有在新的鉆孔中的氣體不能進(jìn)入鉆井液。因此當(dāng)“u—32”井被鉆進(jìn)，我們發(fā)現(xiàn)了流動的機(jī)械結(jié)構(gòu)和鉆井液由于含鹽量和海水一樣高，因此我們測量了鉆井液中鹽分濃度，進(jìn)而利用混入其中比例校正ips值推斷地下單位體積含氣量。

無粘土相聚合物鉆井液體系在大邑4井的應(yīng)用——大邑4井是川西坳陷大邑地區(qū)設(shè)計(jì)的一口預(yù)探井，設(shè)計(jì)井深5900m，為了提高機(jī)械鉆速，在34．5～1016m一開井段使用無粘土相鉆井液體系，平均機(jī)械鉆速為6.83m／h，較鄰井鉆速提高8.2。二開1339.05-3000.86m井段使用無...

為了滿足海洋深水鉆井液用量大以及作業(yè)平臺的限制,動態(tài)壓井作業(yè)模式被廣泛應(yīng)用。針對動態(tài)壓井鉆井液體系,采用可鈍化激活的增粘劑開展了研究,構(gòu)建了動態(tài)壓井鉆井液體系。室內(nèi)研究表明:構(gòu)建的動態(tài)壓井鉆井液體系基漿具有良好的可泵送性,經(jīng)海水稀釋并激活后,能滿足深水鉆井的需求。

經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)，由西部鉆探青海鉆井公司開發(fā)推廣的地表鹽水鉆井液體系，在柴達(dá)木盆地臺南氣田鉆井中應(yīng)用成功。截至2008年10月30日，已在14口井中取得了理想的應(yīng)用效果。

經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn),由西部鉆探青海鉆井公司開發(fā)推廣的地表鹽水鉆井液體系,在柴達(dá)木盆地臺南氣田鉆井中應(yīng)用成功。截至2008年10月30日,已在14口井中取得了理想的應(yīng)用效果。

射線追蹤法是以建立的地下地質(zhì)模型為基礎(chǔ),研究不同的激發(fā)點(diǎn)發(fā)出的射線經(jīng)地下地質(zhì)界面反射后可以被接收到的信息,從而了解不同的觀測系統(tǒng)對于特定地質(zhì)條件地震資料采集的效果,對于海上地震采集相關(guān)參數(shù)的確定十分關(guān)鍵。在天然氣水合物地震勘探中,豐富的多波勘探信息對于查清水合物內(nèi)部速度結(jié)構(gòu)、提高地層的分辨率具有重要意義。本文在分析國外天然氣水合物海底地震儀(obs,oceanbottomseismometer)勘探的應(yīng)用成果基礎(chǔ)上,采用射線追蹤法理論計(jì)算和海上實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了針對天然氣水合物的海底地震觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì),試驗(yàn)獲得了轉(zhuǎn)換橫波記錄,取得了良好的應(yīng)用效果。

日前，吉林油田公司長嶺地區(qū)深層天然氣水平井長深平10井順利鉆完井，完鉆井深5131米，水平段長達(dá)1200米，水平位移1599．74米，打破了吉林油田深層火成巖水平井鉆井長度的紀(jì)錄。此外，該井提速效果明顯，鉆井周期僅用138天，比前期施工井縮短30余天，從而獲得吉林油田深層天然氣水平井水平段長、提速的雙突破。

通過水溶液聚合,制得了降粘劑丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸共聚物(aai),研究了單體配比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、ph等的影響。結(jié)果表明,合成降粘劑的優(yōu)化方案為:am∶amps∶ia為1∶2∶2,反應(yīng)時(shí)間4h,反應(yīng)溫度80℃,ph為6,單體濃度為20%,引發(fā)劑加量為單體總質(zhì)量的0.3%。在淡水鉆井液中加入0.3%共聚物,降粘率可達(dá)94.4%;且在220℃老化16h后,降粘率仍達(dá)53.4%。在加入fa367的聚合物鉆井液中加入0.3%共聚物,降粘率可達(dá)90.4%;在220℃老化16h后,降粘率仍達(dá)50%,同時(shí)具有較好的抗鹽性。