冻土区裂隙性地层中水合物形成机理及相态研究.pdf

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1、第44卷第2期石油钻探技术Vo1．44No．22016年3月PETROIEUMDRILIINGTECHNIQUESMar．，2016油气开发doi：10．11911／syztjs．201602016冻土区裂隙性地层中水合物形成机理及相态研究苏凯，张国彪，孙友宏一，李胜利1,2郭威(1．吉林大学建设工程学院，吉林长春130021；2．复杂条件钻采技术国土资源部重点实验室(吉林大学)，吉林长春130021)摘要：天然气水合物广泛充填于冻da~K-裂隙中，钻探冻土地层裂隙中的天然气水合物需要先对其合成、分布和相态进行研究。基于祁连山地区裂隙性地层特征制

2、作了人工岩心，进行了天然气水合物的形成及相平衡实验；利用A．H．Mohammadi提出的天然气水合物热力学模型，预测了NaC1和KC1溶液中天然气水合物的相平衡条件，并分析其在含盐低温钻井液条件下的相平衡偏移问题。实验得出，天然气水合物主要分布在岩心的裂隙面及端面；压力为4MPa时，质量分数为5和1O的NaC1溶液中天然气水合物的相平衡温度分别降低了约2．2K和4．6K，质量分数为1O的KCI溶液中天然气水合物的相平衡温度降低了3．4K。研究结果表明：冻土地层裂隙中的天然气水合物由大量块状水合物和极少量孔隙充填型水合物组成，其相平衡条件与宏观水相

3、中一致，在相同盐度下NaCl对天然气水合物相平衡的影响大于KCl。关键词：天然气水合物；裂隙；冻土；钻井液；相平衡中图分类号：TE311。。．1文献标志码：A文章编号：1O0卜O89O(2O16)02-0093—06FormationMechanismandPhaseStateofHydratesinFracturedLayersofPermafrostSUKai，ZHANGGuobiao，SUNYouhong一，LIShenglil，GUoWei，(1．CollegeofConstructionEngineering，JilinUniversi

4、ty，Changchun，Jilin，130021，China；2．KeyLaboratoryofDrillingandProductionTechnologyunderComplexConditions，Ministryo厂LandandResources(JilinUniversity)，Changchun，Jilin，130021，ina)Abstract：Naturalgashydrateiswidelydistributedinthefracturedlayersofpermafrost．Inordertoexploregashydra

5、teinthefracturedlayersofpermafrost。itisnecessarytostudyitsformation，distribu—tionandphasestate．Inthispaper，theformationandphaseequilibriumexperimentsofgashydratewereconductedontheartificialcoreswhichwerepreparedinreferencetothecharacteristicsoffracturedlayersintheareaofQilian

6、Mountains．ThephaseequilibriumofhydrateinNaClandKClsolutionswerepredic—tedaccordingtothegashydratethermodynamicmodelcreatedbvA．H．Mohammadi，andthephraseequi-libriummigrationofhydrateindrillingfluidsundertheconditiooflowtemperatureandsaltbearingwasdiscussed．Itisshownbyexperiment

7、alresultsthatgashydrateismainlydistributedatthefracturesurfaceandendsurfaceofsamples．Whenthepressureis4MPa，thephaseequilibriumtemperatureofhydrateinNaClsolutionsthathavemassfractionof5and1declinedaboutby2．2Kand4．6K，respectively，andthatinKC1solutionwithmassfractionof109／6decre

8、asedbv3．4K．Researchresultsindicatedthatthegashydrateinfracturedlayer