水合物分解对钻井液侵入影响的一维数值模拟研究.pdf

《水合物分解对钻井液侵入影响的一维数值模拟研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第42卷第8期探矿工程(岩土钻掘工程)Vo1．42No．82015年8月ExplorationEngineering(Rock＆SoilDrillingandTunneling)Aug．2015：49—54水合物分解对钻井液侵入影响的一维数值模拟研究辜幕丹(武汉工程科技学院，湖北武汉430299)摘要：海洋含水合物地层往往是具有渗透性的多孔介质体，钻井过程中钻井液不可避免地会与它发生能量和物质交换，水基钻井液驱替侵人水合物地层和温差下热传导导致的水合物分解这二者是耦合在一起的，其侵入可描述为一个包含相变的非等温非稳态渗流扩散过程。在综合分析钻井液侵入含水合物地层特性的基础上，结合水合物开采

2、数值模拟以及常规油气藏钻井液侵入模型，建立了一维径向钻井液侵入含水合物地层的侵入模型。利用编程，分析了钻井液侵入水合物地层时地层压力、各相饱和度和温度的分布规律。关键词：天然气水合物；钻井液侵入；数学模型；数值模拟中图分类号：P744．4文献标识码：A文章编号：1672—7428(2015)08—0049—06AnalysisonOne．dimensionalNumericalStimulationofHydratesDissociationEfectonDrillingFluidIntrudingin-toHydrate-bearingSediment／GUMu—dan(WuHanUni

3、versityofEngineeringScience，WuhanHubei430299，China)Abstract：Marinegashydratedformationisoflenporousandpermeable．Drillingfluidwillinevitablyexchangetheenergyandmaterialsthereduringthedrillingprocess．Theintrusionofwater—baseddrillingfluidintohydratedformationandhy—dratedecompositionduetoheattransfer

4、bytemperaturedifferencearecoupledtogether．Theintrusioncanbedescribedasnon—isothermalandunsteadypercolatingdiffusionprocesseswithphasetransition．Onthebasisofcomprehensiveanalysisonthecharacteristicsofdrillingfluidintrudingnaturalgashydrate·bearingformationsandaccordingtothenumericalsimu-lationofgas

5、hydrateexploitationandconventionaloilandgasreservoirsdrillingfluidintrusionmodel，one．dimensionalmodelofdrillingfluidradialintrudingintonaturalgashydrate—bearingformationswasestablished．Byusingtheprogram，theanalysiswasmadeonformationpressure，saturationofeachphaseandthedistributionoftemperaturewhile

6、drillingfluidintrudingintohydrate—bearingformation．Keywords：naturalgashydrate；drillingfluidintruding；mathematicalmodel；numericalsimulation0引言压力等参数，特别是在海底水合物地层中，由于该类自然界中的天然气水合物大多数分布于大陆边地层是渗透性较好的多孔介质体，侵入的钻井液将缘和永久冻土带，且蕴含量巨大。Klauda和Sandler影响测井识别评价_5J。因此，研究钻井液侵入含水认为全球海域的天然气水合物里就储存有7．4x合物地层的特性及规律是今后水合物地

7、层测井响应10”t甲烷，是全世界常规天然气储量的3个数量级识别的基础。大，被誉为21世纪的可代替能源。要对赋藏在地下一定深处的天然气水合物进行勘探和开发，钻井是1钻井液侵入含水合物地层过程分析必不可少的J。在钻进天然气水合物地层时，由于1．1钻井液侵入含水合物地层机理钻头切削地层的过程中会产生大量的热能，所以井在过压钻井条件下，温度就成为影响水合物稳底温度升高。当温度大于水合物稳定的临界值时水定的主要因素。若钻井液温度与