天然氣水合物鉆探的井控工藝和參數(shù)計算

【摘要】： 鑒于油氣資源的日益枯竭,天然氣水合物作為一后備新能源已成為目前世界各國關(guān)注的焦點。鉆探水合物藏時,水合物生成與分解引起的井控難題是阻礙其發(fā)展的主要難題之一。本文對天然氣水合物鉆探井控工藝技術(shù)進(jìn)行探索性研究,旨在為未來鉆探水合物藏提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。 通過實驗研究,得到了水合物分解時在不同溫度及壓力條件下的氣體生成量隨時間的變化關(guān)系,得到了適合水合物鉆探井控過程中水合物分解速度模型,為研究水合物鉆探井控工藝技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。 針對天然氣水合物鉆探的特征,綜合考慮水合物相變的影響,通過理論分析與推導(dǎo),建立了水合物鉆探井筒多相流流動模型,采用數(shù)值方法對模型中的方程組進(jìn)行了求解,并通過一個算例驗證了所建模型,得出的計算結(jié)果與理論基本吻合,該模型的建立為水合物鉆探水力參數(shù)計算打下了基礎(chǔ)。 綜合分析了海洋天然氣水合物鉆探及井控相關(guān)工藝技術(shù)難題,提出了適用于水合物鉆探的工藝技術(shù)和相關(guān)的設(shè)備配置;根據(jù)水合物的分解特征提出了鉆探中如何抑制水合物分解的方法,并針對水合物鉆探出現(xiàn)的氣侵和溢流問題提出了相應(yīng)的控制方法以及壓井方法和配套的設(shè)備。在常規(guī)海洋鉆井水力參數(shù)計算的基礎(chǔ)上,結(jié)合水合物鉆探的工藝技術(shù)特征,建立了水合物鉆探水力參數(shù)計算模型并得到了循環(huán)壓耗的計算公式及壓井參數(shù)的計算方法。本文的研究成果可為我國今后開展海洋天然氣水合物的鉆探提供一定參考價值。 【關(guān)鍵詞】：天然氣水合物 多相流 井控 水力參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：P744.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-26
• 1.1 天然氣水合物概況10-11
• 1.2 天然氣水合物的結(jié)構(gòu)11-12
• 1.3 天然氣水合物的形成12-14
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.4.1 天然氣水合物研究進(jìn)展14-15
• 1.4.2 水合物生成與分解研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4.3 水合物鉆探研究進(jìn)展17-18
• 1.4.4 水合物鉆探井控研究進(jìn)展18-19
• 1.5 可用于水合物鉆探的控制壓力鉆井技術(shù)19-25
• 1.5.1 雙梯度鉆井技術(shù)20-22
• 1.5.2 泥漿帽鉆井22-24
• 1.5.3 井底壓力恒定24-25
• 1.5.4 健康、安全、環(huán)境（HSE）MPD25
• 1.6 本文研究內(nèi)容及必要性25-26
• 第二章 井筒中水合物生成與分解條件及規(guī)律26-41
• 2.1 相平衡條件26-28
• 2.2 天然氣水合物生成速度確定28-30
• 2.3 天然氣水合物分解速度確定30-32
• 2.3.1 熱分解模型31
• 2.3.2 降壓模型31-32
• 2.4 水合物相變及生成與分解量的實驗研究32-35
• 2.4.1 實驗裝置33-34
• 2.4.2 實驗方法34-35
• 2.4.3 實驗過程35
• 2.5 實驗結(jié)果分析35-39
• 2.5.1 相態(tài)曲線36-37
• 2.5.2 水合物分解速度確定37-39
• 2.6 小結(jié)39-41
• 第三章 水合物鉆探井筒多相流動模型41-54
• 3.1 概述41-42
• 3.2 井筒多相流動模型42-43
• 3.2.1 連續(xù)性方程42
• 3.2.2 動量方程42-43
• 3.2.3 能量方程43
• 3.3 方程組的求解43-46
• 3.3.1 初始條件43-44
• 3.3.2 邊界條件44-45
• 3.3.3 求解過程45-46
• 3.4 井底壓力計算46-48
• 3.5 計算實例48-53
• 3.6 小結(jié)53-54
• 第四章 水合物鉆探及井控工藝技術(shù)54-65
• 4.1 概述54-55
• 4.2 水合物鉆探技術(shù)55-58
• 4.2.1 鉆探技術(shù)56-57
• 4.2.2 主要裝置設(shè)備57-58
• 4.3 抑制水合物藏分解的方法58-60
• 4.3.1 壓力控制法59
• 4.3.2 溫度/壓力控制法59
• 4.3.3 化學(xué)穩(wěn)定法59-60
• 4.4 水合物鉆探井控工藝技術(shù)60-64
• 4.4.1 氣侵和溢流及其控制方法60-61
• 4.4.2 壓井方法61-62
• 4.4.3 井控設(shè)備62-64
• 4.5 小結(jié)64-65
• 第五章 水合物鉆探水力參數(shù)計算65-77
• 5.1 鉆頭水力參數(shù)計算65-67
• 5.1.1 射流水力參數(shù)計算65-66
• 5.1.2 鉆頭壓力降及水功率計算66-67
• 5.2 循環(huán)壓耗計算67-71
• 5.2.1 鉆井液流型的選擇67-68
• 5.2.2 鉆井液流態(tài)的判別68-69
• 5.2.3 地面管匯壓耗計算69
• 5.2.4 鉆具內(nèi)壓耗計算69
• 5.2.5 環(huán)空壓耗計算69-71
• 5.2.6 循環(huán)系統(tǒng)總壓耗計算71
• 5.3 壓井參數(shù)計算71-76
• 5.3.1 關(guān)井立壓的確定71-73
• 5.3.2 壓井水力參數(shù)計算73-76
• 5.4 小結(jié)76-77
• 結(jié)論與建議77-78
• 結(jié)論77
• 建議77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果82-83
• 致謝83

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

海洋天然氣水合物鉆探過程中的井筒流動分析    王現(xiàn)梅

冪律流體環(huán)空及鉆頭水力參數(shù)的計算方法    曾春元,鄒楓

日本南海海槽天然氣水合物研究現(xiàn)狀    宋海斌,松林修

國外海洋氣水合物研究的一些新進(jìn)展    蘇新

天然氣水合物——石油天然氣的未來替代能源    姚伯初,吳能友

鉆進(jìn)過程中天然氣水合物的分解抑制和誘發(fā)分解    蔣國盛,寧伏龍,黎忠文,張凌,向先超,竇斌

天然氣水合物形成條件預(yù)測及防止技術(shù)    李長俊,楊宇

氣體水合物分解動力學(xué)研究現(xiàn)狀    林微,陳光進(jìn)

天然氣水合物研究的新進(jìn)展    戴春山

國外天然氣水合物調(diào)查研究綜述    曾繁彩,吳琳,何擁軍

天然氣水合物研究進(jìn)展    姜輝;于興河;徐文世;

埕海24井大尺寸井眼鉆井技術(shù)    馬青青;

確定天然氣水合物飽和度的測井解釋新方法    莫修文;陸敬安;沙志彬;馬龍;

定向井軌跡的磁控測量系統(tǒng)    邱成軍,卜丹

樁西古潛山油藏鉆井技術(shù)探討    史玉釗;鄭雙進(jìn);范英;劉偉;孟波;

鉆井工程生產(chǎn)實習(xí)CAI課件的制作    金業(yè)權(quán),王越之

控制壓力鉆井技術(shù)研究綜述    陳明;

特殊巖性油氣藏地層壓力預(yù)測技術(shù)研究進(jìn)展    徐路;王文明;安巖;由春坤;李鵬日;

深井作業(yè)管柱下入能力研究    杜現(xiàn)飛;王海文;王帥;劉俊霞;

南海北部天然氣水合物研究進(jìn)展    鄧希光;吳廬山;付少英;吳能友;

冪律鉆井液同心環(huán)空軸向?qū)恿鲏航档挠嬎?nbsp;   魯港;王立波;王冠軍;張宇;

控壓鉆井系統(tǒng)特性分析與關(guān)鍵工藝實現(xiàn)方法    楊雄文;周英操;方世良;紀(jì)榮藝;劉偉;

提高硬地層鉆井速度技術(shù)難點及對策——對昭101井鉆井工程的分析    張俊杰;

高壓水射流清洗油井結(jié)垢管安全生產(chǎn)問題討論    徐依吉;趙紅香;虞德平;

西南海海槽地震資料處理及其似海底反射層特征    宋海斌;松林;修;倉本真一;

二氧化碳回收技術(shù)及其應(yīng)用前景    王海;

厚壁管鉆具窄間隙焊接專機(jī)的研制    王鑫;徐建飛;郝榮明;王延文;

厚壁管鉆具窄間隙焊接專用機(jī)    徐建飛;王鑫;馬彩霞;

河南油田鉆進(jìn)參數(shù)的優(yōu)化研究    周勁輝;高德利;

對2400m地?zé)峋畨翰羁ㄣ@的處理    劉志國;

電阻率測深在漠河地區(qū)探測永久凍土帶分布的效果    唐君輝;劉國興;

天然氣水合物（地球物理屬性）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別方法及軟件開發(fā)    呂琳

天然氣水合物鉆控泥漿制冷系統(tǒng)及孔底冷凍機(jī)構(gòu)傳熱數(shù)值模擬    趙江鵬

基于水力壓裂的煤礦井下瓦斯抽采理論與技術(shù)    郭紅玉

海洋沉積物中天然氣水合物開采實驗研究    孫建業(yè)

基于多源信息融合的鉆井地質(zhì)特征參數(shù)估計與預(yù)測方法研究    馬海

防止熱采井套管熱破壞的預(yù)膨脹固井理論與實驗研究    陽鑫軍

甲烷水合物及其沉積物的力學(xué)特性研究    于鋒

祁連山木里天然氣水合物鉆孔沉積構(gòu)造特征及與水合物分布關(guān)系研究    龐守吉

鉆井液設(shè)計系統(tǒng)的研究    胡茂焱

海底表層樣品低擾動取樣原理及保真技術(shù)研究    秦華偉

凍土帶可燃冰成因機(jī)理研究    李彬彬

基于未確知測度的油氣鉆井工程風(fēng)險評價研究    王榮

負(fù)壓脈沖射流發(fā)生器的設(shè)計研究    饒冬

天然氣水合物保溫保壓繩索取心鉆具設(shè)計    賀濤

天然氣水合物鉆探泥漿冷卻系統(tǒng)數(shù)值模擬及應(yīng)用研究    李國圣

天然氣水合物分解的自保護(hù)機(jī)理及熱動力學(xué)特性研究    秦明舉

PIPEPHASE多相流計算軟件的驗證與修正研究    王丹

大慶油田環(huán)空壓力精確計算與控制技術(shù)研究    周艷

基于模糊理論的鉆井參數(shù)模型研究與應(yīng)用    邢云龍

大慶油田氣體鉆井井斜機(jī)理研究    孫士慧

甲烷水合物恒溫恒壓分解過程研究    孫長宇,陳光進(jìn),郭天民

21世紀(jì)能源與環(huán)境的前沿問題──天然氣水合物    孫成權(quán)，朱岳年

多孔介質(zhì)中氣體水合物的分解動力學(xué)研究現(xiàn)狀    姜淼;

甲烷水合物在純水中的生成動力學(xué)    裘俊紅,郭天民

氣體水合物分解動力學(xué)研究現(xiàn)狀    林微,陳光進(jìn)

活性炭中甲烷水合物的分解動力學(xué)    劉犟,閻立軍,陳光進(jìn),郭天民

多孔介質(zhì)中氣體水合物降壓分解的分形理論研究    楊海健;李小森;陳朝陽;顏克鳳;李剛;黃寧生;

海底天然氣水合物穩(wěn)定帶的特征分析    方銀霞,黎明碧,金翔龍,申屠海港

天然氣輸送管線中水合物形成的邊界條件    陳多福,張躍中,徐文新

測井在天然氣水合物勘探與評價中的應(yīng)用    陸敬安;

含天然氣水合物相變的環(huán)空多相流流型轉(zhuǎn)化機(jī)制研究    王志遠(yuǎn)

日本南海海槽天然氣水合物研究現(xiàn)狀    宋海斌,松林修

科學(xué)大洋鉆探與天然氣水合物    吳能友,陳弘,蔡秋蓉,王宏斌

青藏高原多年凍土區(qū)天然氣水合物的研究前景和建議    徐學(xué)祖，程國棟，俞祁浩

世界天然氣水合物研究開發(fā)現(xiàn)狀和前景    史斗，鄭軍衛(wèi)

國外海洋氣水合物研究的一些新進(jìn)展    蘇新

天然氣水合物勘探開發(fā)技術(shù)研究進(jìn)展    周懷陽,彭曉彤,葉瑛

天然氣水合物——未來的新能源    金慶煥

海底甲烷水合物——一種未來的能源    齊衡,何美

用于深水鉆井泥漿的新型天然氣水合物抑制劑    田廣喜

成功的鉆井液體系    TerryPrater,BillEHenn,唐代緒,趙金海,田京燕,胡淑娟

天然氣水合物探測技術(shù)的模擬實驗研究    張劍,業(yè)渝光

天然氣水合物的環(huán)境效應(yīng)    王淑紅,宋海斌,顏文

天然氣水合物研究進(jìn)展    戚學(xué)貴,陳則韶

天然氣水合物的測井識別和評價    王祝文,李舟波,劉菁華

管道中天然氣水合物的形成對“西氣東輸”的影響    劉懷山,趙月霞

地球物理測井在天然氣水合物勘探中的應(yīng)用    高興軍,于興河,李勝利,段鴻彥

天然氣水合物國際研討會在青島召開    盧林松

天然氣水合物開采數(shù)值模擬的參數(shù)敏感性分析    李淑霞,陳月明,杜慶軍

“可燃冰”開采要以環(huán)境保護(hù)為前提    

國際天然氣水合物調(diào)查研究現(xiàn)狀及其主要技術(shù)構(gòu)成    許紅,劉守全,王建橋,蔡乾忠

天然氣水合物的性質(zhì)、勘探及開采    吳應(yīng)湘;

加快我國天然氣水合物研究工作步伐    鄭軍衛(wèi);

南海天然氣水合物資源潛力及其能源戰(zhàn)略意義    楊木壯;黃永樣;姚伯初;金慶煥;

海洋沉積與天然氣水合物形成過程的數(shù)值模擬研究    雷興林;何麗娟;

南海南部天然氣水合物穩(wěn)定帶厚度及資源量估算    王淑紅;顏文;宋海斌;

天然氣水合物的上界面    欒錫武;

關(guān)于南海ODP1144站位天然氣水合物進(jìn)一步探討    耿建華;邵磊;吳松;吳能友;張光學(xué);

水合物在海洋天然氣運輸中應(yīng)用探討    王彥瑞;曾樹兵;嚴(yán)雪蓮;高秀敏;

天然氣水合物的巖石物理:物理模擬研究    趙群;郝守玲;

天然氣水合物資源的開發(fā)利用及環(huán)境保護(hù)    羅艷托;朱建華;陳光進(jìn);郭緒強(qiáng);

天然氣水合物    王憲忠

與國家需求共呼吸 立科學(xué)前沿同攀登    

科技進(jìn)步：我國海洋勘查的支撐    本報記者 竇克林　通訊員 陳惠玲

天然氣水合物如何成為后續(xù)能源    樊栓獅

模擬實驗研究推進(jìn)天然氣水合物探測    記者 滕艷　特約記者 曹雪晴

點燃“冰”火    本報通訊員 肖寶巨

青藏高原凍土區(qū)天然氣水合物鉆探計劃通過論證    李明明

天然氣水合物開發(fā)的利與弊    毛彬

點燃“冰”火    肖寶巨

點燃“冰”火    本報記者 肖寶巨

天然氣水合物（地球物理屬性）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別方法及軟件開發(fā)    呂琳

天然氣水合物熱管式孔底快速冷凍機(jī)構(gòu)及蒸汽法試開采試驗研究    賈瑞

天然氣水合物沉積物強(qiáng)度及變形特性研究    李洋輝

天然氣水合物鉆控泥漿制冷系統(tǒng)及孔底冷凍機(jī)構(gòu)傳熱數(shù)值模擬    趙江鵬

凍土帶天然氣水合物科學(xué)鉆探參數(shù)檢測系統(tǒng)研究    劉大軍

南海北部陸坡天然氣水合物分解引起的海底滑坡與環(huán)境風(fēng)險評價    劉鋒

海洋沉積物中天然氣水合物開采實驗研究    孫建業(yè)

海洋天然氣水合物地層鉆井的鉆井液研究    涂運中

天然氣水合物開采模擬與能效分析    楊圣文

臺灣西南海域地震數(shù)據(jù)處理及天然氣水合物識別    鄧輝

天然氣水合物測井解釋方法初步研究    周越

臺西南海域天然氣水合物含量估算及地球化學(xué)特征分析    畢海波

天然氣水合物制備過程中的多相流傳遞研究    王峰博

深水油氣田開發(fā)過程中的天然氣水合物預(yù)測模型研究    龐群利

凍土區(qū)天然氣水合物熱激法試開采系統(tǒng)及數(shù)值模擬研究    房治強(qiáng)

天然氣水合物鉆探泥漿冷卻系統(tǒng)數(shù)值模擬及應(yīng)用研究    李國圣

祁連山凍土區(qū)天然氣水合物測井響應(yīng)特征及評價    郭星旺

天然氣水合物相平衡研究及其應(yīng)用    胡志興

輸送天然氣水合物的管道及雙流道提升泵流場分析    屈科輝

南海天然氣水合物開發(fā)的風(fēng)險因素分析    馬文婧