深水水合物试采过程中地层沉降及井口稳定性研究

摘要：

在深水非成岩地层天然气水合物试采过程中,随着试采时间增长,大面积弱固结地层中的水合物分解后,可能造成海底地层沉降,损坏井口和海底管汇,导致试采工程失败.为此,建立了非成岩地层水合物试采过程中的海底地层沉降和井口稳定性分析模型,分析认为水合物分解后产生的负摩阻力和下拉载荷是导致井口失稳的主要因素,并采用有限元强度折减法模拟研究了水合物分解对地层沉降和井口稳定性的影响,结果发现,水合物分解后管柱周围的负摩阻力主要分布于表层导管底部向上约1/3的区域,且水合物分解半径越大、水合物饱和度越高,负摩阻力越大.自主研发了天然气水合物开采井口模拟试验装置,进行了水合物分解对井口稳定性影响的室内模拟试验,负摩阻力的模拟试验结果与数值模拟结果相比,相对误差在10％以内,验证了计算模型和数值模拟结果的可靠性.研究成果可为深水非成岩地层水合物试采时间控制和井口安全评估提供理论参考.

关键词：深水、天然气水合物、水合物试采、地层沉降、井口稳定性、模拟试验

所属期刊栏目：48

分类号：TE38(油气田开发与开采)

资助基金：国家重点研发计划项目"极地冷海钻井关键技术研究";国家重大科技专项"海上复杂地层安全快速钻完井关键技术";北京市科技计划项目"30MPa、1500L天然气水合物开采模拟动态监测及配套研究"

在线出版日期：2020-10-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：61-68