天然气水合物钻探钻井液低温特性的研究

天然气水合物是一种赋存于低温条件和较高压力的新型清洁能源，勘探开发中必须保持天然气水合物的稳定才能钻取实物岩心。从维持天然气水合物相态平衡着手，介绍了国外用于抑制天然气水合物相态平衡的低温钻井液体系，分析了低温环境下钻井液流变特性和密度特性，提出了天然气水合物钻探钻井液体系研究的建议。     

冻土区天然气水合物勘探低温钻井液理论与试验

天然气水合物是在特定的低温与高压条件下形成的产物。在天然气水合物勘探工作中,低温钻井液是获得天然气水合物真实样品的重要保证条件之一。低温钻井液应具有低的冰点、良好的抵制能力与良好的流动性。结合天然气水合物勘探工作的特点,在试验的基础上,对比分析了PAM、PHPA、PAC-141、Na-CMC与KHm的分子结构、官能团的种类与数量对钻井液的防塌能力和流动性的影响,得出了几种处理剂的耐低温能力大小的顺序为：PAC-141〈PHPA〈PAM〈Na-CMC〈KHm,为天然气水合物勘探中低温钻井液的配制与使用,奠定了重要的基础。     

天然气水合物钻探中钻井液的使用

在参阅大量天然气水合物钻探方面的技术文献资料的基础上，对天然气水合物钻探中钻井液的使用作了归纳和总结，目的在于借鉴他人成功和失败的经验教训，为我国今后开展这方面的研究工作做了一些技术信息方面的铺垫；还结合国内钻井液研究现状，提出了我国对天然气水合物钻探钻井液研究的几点建议。     

一种海洋水合物地层钻井用新型钻井液

随着全球对天然气水合物勘探与开发的关注越来越多, 水合物地层钻井技术的研究也得到了日益重视.但是, 水合物地层钻井存在井内水合物分解与重新生成从而影响井内安全的严重问题.为了解决这一问题, 针对水合物地层的钻井特点, 结合现有的纳米材料, 通过大量实验优选出一种适合海洋天然气水合物地层钻井用的纳米SiO₂钻井液: 海水+2%纳米SiO₂+3%膨润土+1%Na-CMC+3%SMP-2+1%PVP(K90)+2%KCl, 并对其低温常规性能和水合物生成抑制性能进行了实验评价.实验结果表明, 该钻井液具有适中的密度、良好的低温流变性和泥页岩水化抑制性, 并能够长时间有效抑制近井壁地层中的水合物分解气在钻井液循环系统中重新生成水合物, 有利于保障井内安全和钻井作业的顺利实施.      

天然气水合物勘探开发技术研究进展

天然气水合物是一种具有巨大潜在开发价值的海洋新型能源矿产，近30年来，各国相继开展了海洋天然气水合物的勘探和开发技术的研究，天然气水合物的勘探技术日趋成熟，而开发技术基本上还都处于实验阶段，与国外正在形成的天然气水合物研究热潮相比，我国对天然气合物研究尚处于起步阶段。     

全球主要国家水合物探采计划与研究进展

随着世界上石油和常规天然气资源的消耗和减少,各国的研究人员正在致力于寻找新的替代能源,天然气水合物的发现、勘探、开发和利用为未来能源带来新的希望。由于天然气水合物具有重要的战略意义和巨大的经济价值,世界上许多发达国家和发展中国家都将其列入国家重点研发计划,美国、日本、印度、韩国、德国、挪威以及中国等均相继投入巨资进行海域天然气水合物调查甚至于开采试验。文章介绍了国际上主要国家天然气水合物勘探开发计划的历史和现状,重点阐述了国家层面的天然气水合物勘探开采计划、实施情况、资金投入以及战略研究,同时从整体角度,对天然气水合物现阶段关注的重点问题进行了阐述。按照各个国家的发展趋势和研究目标总结为3种类别:(1)美国,早期在研究机构和ODP航次支持下,积累了大量的地质实物资料,但由于受到页岩气工业革命等商业模式冲击,近期天然气水合物开采领域投资放缓,但仍然关注于理论和技术实践,并保持综合科学研究工作为主,待时机成熟后将再次注入国家预算资金;(2)中国、日本、印度、韩国,由于受到国内能源结构和储备的限制,对天然气水合物勘探开采持有非常积极的态度,国家资金投入丰厚,全部开展了多期次的近海的天然气水合物钻探工作,并且中国和日本近年在海域试开采领域突飞猛进,分别取得了重要性的阶段成果,极可能是未来世界上首批商业性开采的国家;(3)德国、挪威,作为传统的欧洲工业国家,利用雄厚的工业技术基础,在天然气水合物能源开采技术研究以及环境评估等方面另辟蹊径,着重关注于全球环境保护和二氧化碳置换甲烷技术,是天然气水合物研究领域的绿色保护者代表,可为后能源时代提供天然气水合物新的机遇。     

天然气水合物研究现状与展望

自20世纪90年代以来,世界各国对潜力巨大的新型能源———天然气水合物的研究做了大量的投入,已经取得了重大进展。本文在阐述国外天然气水合物的研究现状的同时,重点介绍了我国在天然气水合物勘探开发和实验模拟方面取得的一些进展,并展望其在能源、环境和其它研究领域的发展前景。     

天然气水合物勘探开发研究新进展及发展趋势

天然气水合物是继煤、石油和天然气等能源之后的一种潜在新型能源,本文简要介绍了天然气水合物的由来、性质和特征,根据目前国内外研究现状,概述了天然气水合物勘探开发方面的国际研究新进展,以及我国在这方面取得的研究成果,归纳了目前存在的问题并展望了发展的方向和趋势。     

地球物理测井在天然气水合物勘探中的应用

天然气水合物是一种潜在的巨大能源。美国、日本、俄罗斯等发达国家在该领域已经进行了大量的研究工作，试图从各个角度去探测天然气水合物的存在并评价其蕴藏量。地球物理测井在天然气水合物探测与储量评价领域发挥了重要作用并且随着以勘探天然气水合物为目的的钻井的增多，日益受到重视。基于国内在该领域研究较少的现状，综述了国外地球物理测井技术在天然气水合物勘探中的应用，详细介绍了常规测井方法定性识别和定量评价天然气水合物储层的孔隙度、饱和度方法和技术，基于含天然气水合物储层的碳氧比能谱测井解释模型以及成像测井在含天然气水合物井段的测井响应。并在此基础上分析了我国在该领域的研究思路。     

乙二醇复合聚合物抗低温钻井液体系的试验研究

高原冻土和天然气水合物勘探钻进的关键问题之一是钻井液的耐低温性.选择乙二醇作为钻井液的防冻剂可以满足勘探钻进工作的要求.利用正交试验法,对乙二醇复合聚合物钻井液的耐低温能力、流变性、失水特性以及钻井液的防塌能力进行了试验研究,确定了乙二醇及钻井液中其他聚合物的加量.所确定的乙二醇复合聚合物钻井液体系具有较强的抗低温能力,良好的流变性和防塌能力,可以满足高原冻土勘探对钻井液的要求.     

Experimental Research of Gas Hydrate Drilling Fluids Using Polyethylene Glycol as an Inhibitor

INTRODUCTION Gas hydrate is anice-like crystal compound gen-erally formed by water and natural gas molecules ,whichis mainly distributed under the oceanfloor andin the permafrost andis viewed as an energy resourcewith great potential (Jiang et al .,2002) .For the rel-ative exploration and development of gas hydrate inChina ,some specialists and scholars have suggestedthat relative test drilling exploitation should be donein the permafrost (Liu,2005 ; Li and Geng,2000) .Drillingin the per…     

新型抑制性钻井液的研究

近期研制成功了一种新型以甲基葡萄糖甙（Ｍｅｔｈｙｌｇｌｕｃｏｓｉｄｅ,简称ＭＥＧ）为主剂的钻井液。该钻井液具有优异的页岩抑制性和储层保护特性,并且对环境无污染,在此详细介绍了ＭＥＧ钻进液的研究结果,并描述了ＭＥＧ基液性能评价及验证半透膜存在的研究结果。     

用焦化废水作补水的循环冷却水系统腐蚀控制实验研究

焦化废水的排放会带来严重的水污染问题,迫切需要将其资源化,用作循环冷却水的补水是其资源化的重要途径。为了防止给循环冷却水系统带来腐蚀,根据水质稳定理论,采用静态和动态实验相结合的方法,研究了焦化废水作补水的循环冷却水系统腐蚀特性及控制技术。结果表明,焦化废水中的污染物造成的系统腐蚀以点蚀为主,应优先使用磷系沉淀膜型缓蚀技术。通过实验优选出的HEDP+Zn2+复合配方,可在传热面上形成牢固的缓蚀膜,缓蚀率达到85.6%,普通碳钢的腐蚀速率为0.105mm/a,满足《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-95)的要求。实际循环冷却水系统应用证明,使用该复合配方能在循环水浓缩倍数为2~2.2时,经济有效地解决系统的腐蚀问题,为焦化废水的资源化开辟了一条可行的途径。     

储层结垢与防治物理模型应用

针对马岭油田北三区储层结垢的实际，从结垢防治室内物理实验着手，运用结垢物理模型实验技术对油田结垢给储层造成的伤害和结垢量进行了实验分析，通过大量的静态与动态模拟结垢实验，证实油田的结垢对储层造成的伤害，并阐述了造成结垢的影响因素，同时运用防垢物理模型实验技术对马岭油田即使用的钙质防垢剂进行了防垢效果实验，从理论上论证了该防垢剂的可行性，为油田使用防垢剂提供了理论依据。     

南海深水水基钻完井液防水合物技术

深水区油气钻完井作业相比浅水区和陆地遇到了很多难题,由于海底压力增大和低温的环境,天然气水合物已成为影响深水钻井安全的主要危害之一。目前,国际上深水钻完井作业中通常采用油基钻井液来防水合物,但是油基钻井液环保风险高,为此在陵水区块超深水钻完井作业中尝试采用水基钻完井液进行作业。鉴于国内无类似经验可循,结合陵水区块超深水井的实际情况,首先模拟分析了2口井的水合物风险,明确该区块水合物形成的条件;其次,针对水合物形成的风险,筛选合适的抑制剂及钻完井液配方;在此基础上,研究出相配套的工艺措施。陵水区块深水钻井作业的成功实践表明,由此形成的一套深水水基钻完井液防水合物技术在深水钻完井作业中能够较好地防治天然气水合物,保障作业安全,对后续类似深水井的作业具有借鉴意义。     

含缓蚀剂钻井液对铝合金钻杆材料的腐蚀影响

铝合金钻杆在钻井液中发生腐蚀会引发严重的孔内事故。为了延缓钻井液对铝合金钻杆的腐蚀作用,在pH值为10、温度为70 ℃的聚磺体系钻井液中,分别加入一定比例的有机缓蚀剂（十二烷基苯磺酸钠,C18H29NaO3S或SDBS）及稀土缓蚀剂〔硫酸镧,La2(SO4)3〕,通过力学性能测试,研究缓蚀剂对7075系铝合金钻杆材料腐蚀的影响。结果表明：上述2种缓蚀剂均可降低铝合金在碱性钻井液中的腐蚀,提高铝合金钻杆抗拉强度最高达6.73%;合金中Cu、Mg、Si等元素的第二相粒子是腐蚀的敏感区域,第二相粒子脱落后即形成腐蚀坑;在产生腐蚀裂纹时,腐蚀产物主要由Al、C、O等元素组成。     

海洋天然气水合物钻井的硅酸盐钻井液研究

在海洋含天然气水合物地层中钻进时,遇到的问题有水合物在井底的分解和管线内的再生成,以及井壁稳定和井涌的问题。配制合适的钻井液是解决上述问题的关键。通过大量实验,得到一种加入无机盐和动力学抑制剂的稀硅酸盐钻井液,并通过实验对其性能进行评价。结果表明:配制的硅酸盐钻井液不仅能满足常规钻井液携带岩屑和清洁井眼的要求,还能有效抑制井壁岩层的水化,抑制水合物地层的分解,以及控制水合物在管线内的再生成;因此可以满足深水含水合物地层钻进的要求,确保水合物地层钻探安全高效地进行。     

华北中元古代鱼骨状方解石: 成因机制和古环境意义*

鱼骨状方解石是一种特殊的碳酸盐沉积,由锯齿状亮暗交互的亚毫米级条带组成,主要见于太古宙。以往认为,鱼骨状方解石属无机化学沉淀成因,形成于水体缺氧、碳酸盐过饱和、富Fe²⁺、Mn²⁺等碳酸盐沉淀抑制剂的环境条件;在地质记录中其丰度随时间的减少反映了海洋的长期氧化趋势。文中首次在华北地台中元古界高于庄组四段微生物礁内发现了大量鱼骨状方解石。宏观观察表明,这些鱼骨状方解石主要以微生物礁孔洞充填物形式产出,明显区别于太古宙以海底沉淀形式直接产出在海底的鱼骨状方解石。显微研究发现,鱼骨状方解石晶体纤维具有沿晶体生长方向旋转消光特征,证明其内部亚晶的光学C轴从纤维底部的随机排列逐步旋转至上部垂直纤维生长方向。这符合球状晶体生长模式,需要方解石沉淀抑制剂的参与。鱼骨状方解石产出具有丰度随时间减少以及产出形式由海底沉淀向孔洞胶结物转变的特征。这些特征与海洋氧化逐渐增强以及具氧化还原敏感属性的碳酸盐沉淀抑制剂逐渐从水体中移除相吻合。笔者认为鱼骨状方解石的沉淀抑制剂为Fe²⁺和Mn²⁺,这与微生物岩无明显Ce异常和Fe²⁺极强的抑制能力相一致。因此,鱼骨状方解石可用于指示缺氧环境条件。此外,显微和超微研究也表明鱼骨状方解石晶体内存在有大量与其生长方向一致的菌丝体残余和与之密切伴生的有机矿物,表明微生物为鱼骨状方解石成核和初始沉淀提供了重要垫板。     

含动力学抑制剂的聚合醇钻井液水合物抑制性研究

对含动力学抑制剂的聚合醇钻井液水合物抑制性进行了实验研究。实验结果表明,加入PVP的水基聚合醇钻井液能够有效抑制甲烷水合物的生成,而PVP(K90)的抑制效果明显优于PVP(K30)。在温度为0℃、初始压力为18 MPa的条件下,只需向水基聚合醇钻井液中添加1%的PVP(K90),就能够确保循环管路中20 h内不会生成水合物。     

不同阻垢剂对方解石和磷酸钙表面电位的影响

采用微电泳法考察了１５种阻垢剂对方解石和磷酸钙颗粒表面电位的影响。实验结果表明,在各种药剂中,丙烯酸／２丙烯酰胺基２甲基丙磺酸／次磷酸调聚物对难溶盐表面电位影响最大,乙二胺四乙酸二钠盐的影响最小。乙二胺四甲叉膦酸的溶垢能力和对表面电位的影响都较强。各种药剂对两种难溶盐表面电位影响的排序差异不显著。根据配位化学和表面化学原理解释了实验结果。