深水钻井液中天然气水合物抑制技术研究

摘要

随着国内能源需求的增长和陆上石油新增储量越来越少，我国启动深海油气钻探开发计划势在必行。深海油气勘探开发面临着许多复杂技术难题，其中深水水基钻井液中容易形成天然气水合物，水合物的形成可堵塞上部环空、BOP和压井管线，限制钻柱活动，引起钻井液性能变坏，或堵塞气管、导管和隔水管等，这就迫切需要探索深水钻井液中水合物的形成和抑制作用机理，建立有效实验评价方法，优选水合物抑制性较好的深水钻井液体系配方，满足深水油气资源的钻探开发需要。 本文结合南海深水情况，在国内外有关文献调研分析的基础上，重点实验探讨了深水钻井液中天然气水合物抑制机理，优选了深水钻井液用水合物抑制剂，评价了深水钻井液体系配方对水合物的抑制能力，新研制出的深水钻井液配方的水合物抑制能力，可满足3000m深水（30MPa/2℃）深水环境下钻井需要。 首先，利用新研制的水合物抑制性评价装置，实验研究了搅拌速度、粘土含量及钻井液添加剂对深水钻井液中水合物生成的影响规律；通过对动力学抑制剂和热力学抑制剂的评价实验，优选出了性能较好的水合物抑制剂及其加量。在深水钻井液中天然气水合物抑制机理研究的基础上，实验优化了热力学抑制剂和动力学抑制剂在深水钻井液中的复合配伍性，并实验评价了高盐/聚合物深水钻井液体系配方及油基钻井液体系配方的水合物抑制能力。室内实验表明，两套体系都具有较好的水合物抑制性能以及流变和滤失性能，基本能够满足南海3000m深水钻井中有效抑制水合物能力的需求，为深水钻井液现场应用试验打下了基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

第二章 深水钻井液中水合物抑制技术研究现状

2.1天然气水合物形成机理

2.2钻井液中形成天然气水合物的危害

2.3天然气水合物的抑制方法

2.4天然气水合物抑制剂

2.5有效抑制水合物的深水钻井液体系

第三章 水合物抑制性评价装置及实验方法

3.1水合物抑制性评价实验装置

3.1.1水合物抑制性评价装置的基本工作原理

3.1.2新研制的水合物抑制性评价装置调试及实验方法

3.1.3深水钻井过程中水合物生成的预测分析

3.2钻井液滤失、流变性实验方法简介

3.2.1流变性实验

3.2.2滤失量测定

第四章 深水钻井液中水合物抑制作用实验研究

4.1搅拌速度对水合物生成的影响

4.2钻井液组分对水合物生成的影响

4.2.1粘土含量对水合物生成的影响

4.2.2高盐/聚合物钻井液添加剂对水合物的抑制作用

4.3水合物动力学抑制剂的作用效果评价

4.4水合物热力学抑制剂的作用效果评价

4.5聚合醇SD-301的水合物抑制作用效果评价

第五章 深水钻井液的水合物抑制性能优化研究

5.1 NaCl和乙二醇复配的水合物抑制作用评价

5.1.1 NaCl和乙二醇复配正交实验

5.1.2高盐/醇类钻井液的水合物抑制性评价实验

5.2油基钻井液的水合物抑制性能评价实验

5.2.1油基钻井液流变性能评价实验

5.2.2油基钻井液水合物抑制性能评价实验

5.3热力学与动力学水合物抑制剂复配优化实验研究

5.3.1动力学抑制剂DY-1对钻井液流变性的影响

5.3.2动力学抑制剂DY-1和NaCl复配的水合物抑制作用评价

5.3.3动力学抑制剂DY-1和乙二醇复配的水合物抑制作用评价

5.3.4动力学抑制剂DY-1与高盐/乙二醇体系的复配优化

5.4钻井液添加剂对水合物分解的作用效果评价

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢