海水钻井液的水合物抑制性实验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第26卷第1期钻井液与完井液Vo1．26NO．12009年1月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJan．2009文章编号：1001—562O(2o09)O1—0023—03海水钻井液的水合物抑制性实验研究张昊蒋国盛高绍智陈建华(1．中国地质大学(武汉)工程学院，武汉；2．中原石油勘探局钻井集团钻井三公司，河南濮阳)摘要利用水合物生成及模拟微钻实验系统对部分钻井液处理剂及聚合醇无黏土海水钻井液进行了水合物抑制性实验研究。结果表明：黏土对水合物生成

2、有明显促进作用；改性淀粉、聚合醇对水合物生成有一定的抑制作用；动力学抑制剂PVPK90有良好的水合物抑制能力；在一4℃和18．8MPa附近压力条件下，加入动力学抑制剂的聚合醇无黏土海水钻井液能有效抑制水合物生成。关键词深水钻井；钻井液；钻井液添加剂；天然气水合物中图分类号：TE254．3文献标识码：A在深水钻井过程中钻遇含气砂岩，或是在含天该系统主要包括可编程高低温试验箱、高压反然气水合物地层中钻进，天然气如果窜人井筒或环应釜、气体泄露报警装置、高压气源、压力控制系统、空的钻井液中，气体在海底低温高压条

3、件下易在钻数据采集控制与显微摄像系统。该系统既能进行水井管线、阀门和防喷器内形成水合物，堵塞井眼、环合物的合成与分解的实验研究，又能进行水合物钻空或防喷器，严重影响钻井作业的正常进行。因此，探与钻井过程控制、低温钻井液、水合物钻进物理力有必要研究钻井液处理剂对天然气水合物生成的影学性质研究。响以及深水钻井液的水合物抑制性。利用水合物生1．2实验材料成及模拟微钻实验系统对水合物生成的影响因素进甲烷，动力学抑制剂PVPK30和PVPK90，海行了实验研究，并对聚合醇无黏土海水钻井液的水水，聚合醇，改性淀粉，

4、钠膨润土，聚合醇无黏土海水合物抑制能力进行了评价。钻井液，实验用的溶液均用海水配制。1室内实验1．3实验方法1．1实验装置将配好的试液通过进液口注入反应釜中，打开天然气水合物生成及微钻实验系统基本组成见真空泵抽真空，再打开气源阀门；甲烷气体经高压控图1。制台进入反应釜，加压至设定的值，保持一段时间，待反应釜内压力稳定后，关闭气源和控制台上的高压针阀，让反应釜内气体和水充分混合，静置约12气源h后，启动高低温试验箱，开始降温。打开数据采集厶系统，对合成过程中反应釜内部的温度(液体中的温口度和气体中的温度)

5、、压力以及反应釜外围的环境温度进行测量和实时保存。实验采用压力指示法，通过测定高压反应釜内的温度、压力，可以对水合物生图1水合物生成及微钻实验系统示意图成进行评价。基金项目：由“863计划”专题课题“海底天然气水合物地层钻井钻井液工艺技术研究”(2006AA09Z316)、教育部“新世纪优秀人才支持计划”项目“海底天然气水合物井壁稳定性的理论和实验研究”(NCET-05—0663)资助。第一作者简介：张昊，1983年生，中国地质大学(武汉)地质工程专业在读硕-J：研究生，研究方向为钻探与钻井工程。地址：

6、湖北省武汉市中国地质大学0631信箱；邮政编码430074；电话15927424566；E-mail：zhanghaocug@sina．corn。学兔兔www.xuetutu.com于水合物的形成。2·1^2或4的膨润土养护24h入警妻见后，在O。C、3．8MPa下做水合物生成弛’～图3试液为改性淀粉溶液时反应釜内压力随时问的变化2一、J配制成浓度为8的海水溶液，聚合醇配制在0。⋯C138MPa、．下做水合物生成头扭～一反应釜曼1．：二9／-I(vImi喜塞孚；试液．f：3NtYa,]Y~黏土体。反应等

7、力兰降曲昌善；；了黏土颗粒增加，水合物品核就史多’因Ⅲ伺“翌譬言；由图，．薯1．4MPa暮～力篙器器’4,n／皇冀箕爱g’~说N明N聚N,Nmt生’触水的活羲要‘：衡曲线移向较低温度或较商出刀一’肚刘。主臬2·4学抑制剂和动力学抑制剂。与嚣选用豢}K30兰水中的抑制效果，在0c、4Mra。。一学兔兔www.xuetutu.com第26卷第1期张昊等：海水钻井液的水合物抑制性实验研究25实验，结果见图5。果见图6。2O15r—1o％PVPK90—1．O％PVPK30———海水．l8矗——景合醇海水钻井液—

8、—_8％聚合醇釜毫星——8％聚合醇+o．5％PVPKg0——海水l4L一12}========================：==、121ll_——．——．——．——．—．————．．—．——．——．一10020040060080010001200t／min图5试液为动力学抑制剂溶液时反应釜内压力随时间的变化图6试液为钻井液时反应釜内压力随时间的变化由图5可以看出，试液为0．5PVPK30的海水由图6可以看出，在8的聚合醇海水溶液中加溶液