高原冻土天然气水合物钻探泥浆体系研究

摘要

本文是以中国地质科学院勘探技术研究所承担的地质大调查科学研究项目“高原冻土天然气水合物钻探技术研究”为依托，针对高原冻土天然气水合物钻探泥浆体系的特殊性要求，通过大量试验，研究出了适于高原冻土天然气水合物钻探的低温泥浆体系，弥补了目前国内在这方面研究的不足，为即将实施的青藏高原永冻土层天然气水合物钻探作好了泥浆方面的技术准备工作。 通过对高原冻土天然气水合物的赋存环境特性和钻进取心工艺技术的调查研究分析，提出了低温泥浆体系的性能要求及技术要点。以流体低温特性理论为基础，在对天然气水合物和冻土的性质进行详细分析的基础上，同时借鉴国外的先进经验，分别对低温泥浆基础液、低温泥浆处理剂的选用、无固相低温钻进液、低固相低温泥浆等方面进行分层次试验研究。通过大量试验，研究出了满足高原冻土天然气水合物钻探的低温泥浆体系，并对优化后的泥浆方案进行了主要性能评价。 对高原冻土天然气水合物钻探泥浆体系的研究发现，其核心技术问题是泥浆低温技术问题，即通过加入合适的处理剂使泥浆在低温条件下保持应有的性能。为此，与科研合作单位共同研发了适用于高原冻土天然气水合物钻探泥浆体系的特种高聚物处理剂FA和HT，并最终解决了高原冻土天然气水合物钻探泥浆体系的低温技术问题。

目录

文摘

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第1章引言

1.1选题依据及研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国内外天然气水合物钻探技术现状

1.2.2国内外天然气水合物钻探泥浆技术研究现状

1.3研究的技术路线

1.4主要研究内容和取得的主要研究成果

1.4.1主要研究内容

1.4.2主要研究成果

第2章高原冻土天然气水合物及其钻进与取心技术

2.1高原冻土的低温特性

2.1.1冻土的形成

2.1.2冻土的强度和流变特性

2.1.3冻土的热力学参数

2.2高原冻土天然气水合物钻进的井壁稳定与取心技术

2.2.1井壁稳定的影响因素

2.2.2高原冻土天然气水合物钻进取心技术

第3章高原冻土天然气水合物钻探泥浆技术特点

3.1钻进流体的低温特性

3.1.1粘度

3.1.2表面张力

3.1.3扩散系数

3.1.4导热系数

3.2高原冻土天然气水合物钻探泥浆的性能要求

3.2.1低温要求

3.2.2金刚石绳索取心钻探要求

3.3高原冻土天然气水合物钻探泥浆技术要点

3.3.1抑制钻进过程中水合物的分解

3.3.2抑制泥浆中水合物的生成

3.3.3泥浆低温技术

第4章高原冻土天然气水合物钻探泥浆体系研究

4.1基础液研究

4.1.1卤盐类基础液

4.1.2甲酸盐类基础液

4.1.3有机醇类基础液

4.1.4小结

4.2无固相低温钻进液体系研究

4.2.1植物胶类低温钻进液体系

4.2.2合成高聚物类低温钻进液体系

4.2.3生物聚合物类低温钻进液体系

4.2.4小结

4.3低固相低温泥浆体系研究

4.3.1基浆

4.3.2低固相低温泥浆体系

4.3.3小结

4.4优化方案

第5章优化方案性能评价

5.1低温凝固特性

5.2低温流动特性

5.3低温流变性

5.4滤失量

5.5渗透性能

5.6防塌性能

5.7润滑性

结 论

参考文献

致 谢