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海域水合物钻采水基钻井液中甲烷水合物聚集特性试验探讨*

2021-08-13秘世友邱正松赵欣马永乐张玉彬钟汉毅慕佳兴

能源化工 2021年3期

秘世友,邱正松,赵欣,马永乐,张玉彬,钟汉毅,慕佳兴

[1. 中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛 266580;2. 中国石油海洋工程有限公司渤星公司,天津 300451]

天然气水合物又称可燃冰,是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。由于分布广泛、总量巨大、能量密度高、绿色无污染,有希望成为未来主要替代能源,其开发和利用受到世界各国政府和科学界的密切关注。我国南海蕴藏着丰富的天然气水合物资源。2017年,我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功。海洋天然气水合物钻采过程中,深水海底恶劣的自然环境使水基钻井液流动安全面临严峻挑战,尤其是钻井管线内水合物形成和堵塞问题。通常1~3 km深海床温度在-2~4 ℃[1],在此高压低温的环境下,钻井液极易与侵入井筒的天然气形成气体水合物。在井筒、钻柱、井口管线和防喷管汇内形成的水合物会堵塞压井、节流管线,影响井控安全;引起防喷器闸板的开关困难,降低防喷器系统的作用;环空内形成水合物会使钻具无法移动等[2-6]。

针对井筒水合物防控、管线流体流动安全等复杂问题,国内外研究人员提出了许多物理、化学措施。传统的注入热力学抑制剂进行完全抑制水合物生成的方式,因其用量大、成本高,局限性愈加突出[7]。基于水合物动力学研究而兴起的动力学水合物抑制剂,侧重于在一定时间内抑制水合物的成核与生长,这带动了水合物流动安全理念的转变,提出了在动力学角度上对水合物进行控制与管理的新方式[8]。……

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