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水合物层井眼稳定性敏感性分析及钻井液优化
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- DOI:
- 10.3969/j.issn.2097-0021.2025.03.006
- 作者:
- 李庆超 1 ,吴静娟 2 ,刘俊一 1 ,贺凯歌 1 ,夏逸凡 1
- 作者单位:
- 1. 河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000 ;2. 河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作 454000
- 关键词:
- 水合物储层;井眼坍塌;敏感性分析;钻井液优化;数值模拟
- 摘要:
- 南海神狐海域天然气水合物储量丰富,胶结性和成岩性却极差,钻井过程极易发生井眼失稳坍塌,影响后续钻采作业安全。基于 ABAQUS(一种有限元分析软件)模拟平台构建了流 - 固 -热 - 化多物理场数学模型,探究了钻井液温度、密度、矿化度及水合物饱和度等因素对井眼坍塌失稳的影响规律和机理,提出了安全钻井液温度、密度和矿化度窗口确定方法,给出了不同井眼稳定性要求下的钻井液温度、密度和矿化度推荐图版。研究发现:钻井液温度和矿化度的提高,以及密度的降低,都会使井眼扩大率显著增大,严重影响钻井过程中井眼稳定性的维持;随着水合物饱和度的变小及地应力差异水平的变大,钻井过程中井眼扩大率会显著变大,井眼稳定性状况变差;钻井作业中井眼稳定性要求的提高会使安全钻井液温度、密度和矿化度窗口变窄,不利于钻井工程设计和优化。