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钻井液侵入海洋含水合物地层的一维数值模拟研究被引量：21: 2013年; 本文以墨西哥湾水合物区域为背景,利用数值模拟方法研究了过平衡钻井条件下,当钻井液温度高于地层中水合物稳定温度时,水基钻井液侵入海洋含水合物地层的动态过程及其一般性规律.与侵入常规油气地层相比,耦合水合物分解和再形成是钻井液侵入海洋含水合物地层的主要特征.模拟结果表明,钻井液密度、温度和盐度都对侵入过程有影响.在一定条件下,钻井液密度越大,温度和含盐量越高,则钻井液侵入程度越深,热量传递越远,水合物分解程度越大.分解的水气在合适条件下又会重新形成水合物,影响了钻井液进一步侵入.而重新形成的水合物的饱和度甚至可能高于原位水合物饱和度,在井周形成一个"高饱水合物"环带.这一现象归因于钻井液侵入的驱替推挤、水合物分解的吸热以及地层传热的滞后等因素共同作用.在地层物性一定的条件下,高饱水合物环带的出现与否主要受钻井液温度和盐度控制.水合物分解以及高饱水合物环带的出现对井壁稳定和电阻率测井解释有很大影响.因此,为维护井壁稳定、确保测井准确和减少水合物储层伤害,就必须对钻井液密度、温度和滤失量进行严格控制,防止地层中的水合物大量分解.最好采用控制压力钻井(MPD)和深侧向测井方式,同时尽量选用低矿化度的含水合物动力学抑制剂的钻井液体系,采取低温快速循环方式.; 宁伏龙张可霓吴能友蒋国盛张凌刘力余义兵; 关键词：天然气水合物钻井液井壁稳定测井

海洋天然气水合物岩心处理关键技术进展被引量：8: 2017年; 水合物岩心处理技术体系的建立对于海洋与冻土区水合物的勘探与开发非常重要,其中保压岩心的现场处理与测试,更是获取地层相关物性参数并进行复杂情况下水合物赋存地层行为评价与预测的关键。钻井现场围绕这一核心内容主要从岩心的现场处理流程设计、压力与温度控制以及现场转移与测试3个方面加以实现,其关键在于工作过程中相关装置的保压保温、工作腔体内保压岩心的精确操控、工作腔体内保压岩心的直接接触测试以及工作腔体外与其他外部测试装置匹配的联合测试。; 王韧张凌孙慧翠刘天乐宁伏龙蒋国盛; 关键词：天然气水合物

天然气水合物储层测井评价及其影响因素被引量：49: 2013年; 天然气水合物储层准确识别和精细定量评价是自然界水合物开发利用和环境影响研究的基础,而地球物理测井则是除地震和钻探取心外最有效的原位识别和评价方法。电阻率和声波测井是最早应用于水合物储层识别的井内地球物理方法,由于具有较高的准确性和可靠性,二者仍是目前水合物测井的主要方式,并不断衍生出新的技术,如环电阻率、方向电阻率、多极声波测井等;同时,其他如井内成像、密度、电磁波、核磁共振等测井方法也被综合用于识别水合物储层。经过最近20年的发展,水合物系统测井方法已从单一的测井识别发展到运用各种先进的随钻和电缆测井评价复杂地质条件下水合物储层物性的阶段,初步建立了一套基于常规油气系统的水合物系统测井评价理论体系。该套体系对均质孔隙填充型砂质水合物储层具有较好的适用性,但对于非均质性泥质储层(如裂隙、薄层、互层、富泥质)及胶结或骨架支撑形式的水合物储层应用会产生较大的误差。此外,钻井过程中井眼冲蚀和钻井液侵入等外部因素也会影响水合物测井识别和评价结果。通过了解不同测井方法及其最新的研究进展,认为未来水合物测井技术的发展应侧重提高水合物地层识别和评价的准确性,开发复杂条件下水合物储层岩石物理模型,并综合利用地震、测井、岩心分析等方法修正所建立的岩石物理模型和校正实际的测井结果。; 宁伏龙刘力李实张可蒋国盛吴能友孙长宇陈光进; 关键词：天然气水合物储层测井影响因素

含水合物沉积物力学性质:方法、特性与定量关系被引量：4: 2014年; 从原位测试、实验模拟和理论数值分析等角度归纳了现有含水合物沉积物力学性质研究方法,重点对自然界中含水合物沉积物力学特性进行了总结,对比了海洋和冻土区含水合物沉积物力学性质的差异。除了诸如水合物形成和分解对沉积物力学性质影响这类定性评价外,水合物数值模拟和工程应用还需要建立像水合物饱和度与沉积物力学参数间这类定量关联函数。最后讨论了现有的含水合物沉积物力学性质定量研究结果,并提出了今后含水合物沉积物力学性质研究的几点建议。; 李实宁伏龙余义兵张可陈兴隆蒋国盛孙长宇陈光进; 关键词：力学性质实验测试数值模拟

室内沉积物中天然气水合物形成数值模拟研究被引量：3: 2015年; 室内模拟合成水合物沉积物样品是开展水合物研究的一个重要途径,但实验方式耗时且不易控制。数值模拟技术则能够比较方便定量地控制水合物形成条件,快速模拟其形成过程。据此采用实验室常用的恒容法模拟研究了水浴降温条件下,室内沉积物中天然气水合物的形成过程,进一步揭示了其形成和分布规律。研究结果表明,在混合均匀的气—盐水体系中,能够合成相对均匀分布的水合物模拟地层样品。但在体系温压条件趋于稳定后,仍需维持较长的反应时间来促使体系反应的最终完成。当体系中存在薄"夹层"(主要是指模拟介质中间区域的渗透率和孔隙度发生变化)时,薄"夹层"的渗透率和孔隙度都会对系统中水合物的形成过程产生一定的影响,但最终系统中的水合物饱和度分布与无夹层时基本相同,这可能是由于采用恒容法形成水合物,前期水合物生成速率快,多孔介质中的薄"夹层"对体系传质影响显著,后期由于反应速率变慢,其影响相对较小,在维持较长的反应时间后,趋于一致。; 孙嘉鑫宁伏龙郑明明张凌刘天乐周欣蒋国盛Chikhotkin V F; 关键词：天然气水合物数值模拟夹层

模拟冻土区水合物地层骨架的人造岩心实验研究被引量：7: 2014年; 目前,天然气水合物物性认识和资源评价研究都受到了天然岩心来源的极大限制。因此,开发出一套贴近于水合物地层的人造岩心技术特别是基础骨架制备思路显得尤为必要。从实际水合物地层特性出发,选取地质资料丰富、水合物成藏条件良好的美国阿拉斯加北部斜坡冻土区Mount Elbert Unit C-GH1井段地层作为模拟对象,选用石英砂环氧树脂压制胶结岩心方法,通过全面实验分析了影响人造岩心渗透率的主要因素,然后以渗透率和孔隙度为实验指标设计正交实验研究各因素对指标的影响,确定了与目标地层渗透率和孔隙度最为接近的2个配方,并通过力学单轴抗压强度值的比较进一步明确了较优配方。实验研究结果表明,设计的较优配方与目标地层的粒径配比、渗透率、单轴抗压强度和密度基本相同,孔隙度则较为接近,采用这种技术流程可以制备出贴近原位的水合物沉积物骨架。; 郑明明蒋国盛宁伏龙刘力张凌李实张可Chikhotkin V.F.; 关键词：天然气水合物人造岩心正交实验渗透率孔隙度

实验尺度下钻井液在含水合物地层流动数值模拟被引量：2: 2015年; 钻井实践表明,钻井液侵入会改变井壁围岩特性,例如岩石强度、孔隙压力等。在非常规的含水合物地层,钻井液侵入还可能诱发地层中水合物分解和再形成,从而对井壁稳定和测井解释产生影响。因此,研究钻井液在含水合物地层中侵入流动特性有非常重要的理论和实际应用价值。基于野外水合物储层的相关数据和室内实验模拟系统,采用数值模拟方法研究了实验尺度下钻井液在含水合物地层中的侵入流动规律及其对储层物性的影响。模拟结果可为后续实验模拟方案设计以及热开采研究提供一定的指导作用。; 周欣宁伏龙孙嘉鑫郑明明彭力张凌; 关键词：天然气水合物数值模拟溶解气

基于常规测井方法估算原位水合物储集层力学参数被引量：29: 2013年; 以南海神狐SH7井和阿拉斯加冻土区Mount Elbert井为例,基于常规油气储集层利用测井数据估算地层力学参数的方法,估算海洋区和冻土区水合物储集层力学参数,并与其他研究者的测试或计算结果进行对比。算例分析结果表明:根据常规油气储集层力学参数与声波波速间的关系式,利用测井结果可以估算海洋区水合物储集层的内聚力、内摩擦角、抗拉强度和抗剪强度,但海洋区水合物储集层泥质含量、冻土区水合物地层内摩擦角、海洋区和冻土区水合物地层杨氏模量及体积模量的估算结果误差较大;建立适用于水合物储集层的力学参数与声波波速或水合物饱和度间的关系式,并通过测井方法获取声波波速或水合物饱和度数据,可以更准确地估算原位水合物储集层力学参数。; 宁伏龙吴能友李实张可余义兵刘力孙嘉鑫蒋国盛孙长宇陈光进; 关键词：天然气水合物测井

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霍英东基金(132019)

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