天然气水合物地层PCS取样扰动有限元仿真分析

【摘要】：针对天然气水合物地层钻进过程中,钻头扰动可能对井底和井周地层波速变化产生很大影响,从而导致难以通过钻探取心分析及测井获得天然气水合物地层准确信息的问题,借助有限元软件ANSYS/LS-DYNA,构建保压取心器(PCS)钻头钻进水合物地层的有限元模型,模拟PCS钻头钻进天然气水合物地层的动态过程,得到不同时刻的扰动形态,同时得到了钻压、转速分别与水合物地层扰动影响关系。研究结果表明:(1)当转速一定,钻压增大时,超前钻头附近井底地层及钻头附近井周地层扰动程度呈增大趋势;当钻压一定,转速增大时,超前钻头附近井底地层最大扰动程度基本不受转速改变的影响,而钻头附近井周地层最大扰动程度整体呈线性增大趋势。(2)钻压和转速一定时,钻进方向上井底地层距离超前钻头越近,其水合物地层扰动程度越强,反之则越弱,距离超前钻头0.09 m以内的井底地层扰动程度较大,在此范围之外的井底地层则扰动程度较小;同时径向上距离钻头体越近,其水合物地层扰动程度越强,反之则越弱;距离钻头体0.055 m以内的井周地层扰动程度较大,在此范围之外的井周地层则扰动程度较小。研究计算结果可为天然气水合物地层PCS取心分析及水合物测井提供参考。 【作者单位】： 吉林大学建设工程学院;中国石油西部钻探工程有限公司国际合作处;大庆油田有限责任公司水务公司;中水北方勘测设计研究有限责任公司;
【关键词】： 天然气水合物 保压取心器(PCS) 扰动 有限元仿真
【基金】：国家自然科学基金资助项目(40904052)
【分类号】：TE21
【正文快照】： 天然气水合物主要赋存于海底以下0~1 500 m、年代新、强度低的非固结松散沉积地层和高纬度大陆地区永冻土带及水深100~250 m以下极地陆架海[1]。三轴实验结果表明:实钻获得的天然气水合物岩心强度较低,与天然软黏土和冻土的岩心强度接近[2-4]。由此可以知道,在钻井过程中,井底

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于LS-DYNA的潜孔钻头仿真分析与布齿优化设计    黄志强;宋嘉宁;李琴;范永涛;刘少彬;

TBM刀具三维破岩仿真    谭青;张魁;夏毅敏;王凯;聂卫东;

天然气水合物取样技术及装置进展    白玉湖;李清平;

天然气水合物的钻进过程控制和取样技术    蒋国盛,王荣璟,黎忠文,汤凤林,赵正宏,徐永齐

空隙率对潜孔锤凿岩瞬态冲击过程的影响    卜长根;龚汉松;夏柏如;

冲旋钻头破岩机理仿真研究    黄志强;范永涛;魏振强;谭力;卜燕;

考虑岩石疲劳损伤的空气冲旋钻井破岩数值模拟研究    祝效华;罗衡;贾彦杰;

围压对冻土强度特性的影响    马巍，吴紫汪，盛煜

天然软粘土的压缩曲线究竟是什么样子?——答邹越强的质疑    沈珠江

多模型Biot固结有限元分析    张吉园,张志勇,邢仲星

三维地基沉降计算公式的改进与比较    钱坤;尹新生;朱珊;佴磊;

煤矿立井冻结设计理论的研究现状与展望分析    杨更社;奚家米;

冻土三轴强度破坏准则的基本形式及其与未冻水含量的相关性    沈忠言,吴紫汪

高围压下冻土强度弱化的机理分析    马巍,吴紫汪,张立新,常小晓

两种不同试验模式下人工冻结土强度与变形的对比分析    马巍,常小晓

地震荷载作用下温度和围压对冻土强度影响的试验研究    吴志坚,马巍,王兰民,程建君,冯文杰

粘弹塑本构模型及用于冻土数值计算的柔度矩阵    李栋伟;汪仁和;林斌;

冻粘土蠕变损伤耦合本构关系研究    李栋伟;汪仁和;胡璞;

高围压下冻结粘土的抗压强度试验研究    常小晓;马巍;王大雁;

煤矿立井冻结设计理论的研究现状与展望分析    杨更社;奚家米;

典型人工冻结粘土三轴剪切强度特征的试验研究    陈湘生;濮家骝;

基于概率法的油气储量不确定性分析    石石;

深厚冲积层立井冻结设计理论现状与思考    程桦;姚直书;荣传新;蔡海兵;

西部地区冻结法凿井关键技术研究及应用    李栋伟;陈海明;袁文华;张世银;

列车荷载和冻融循环作用下冻土路基稳定性研究    施烨辉

天然气水合物钻控泥浆制冷系统及孔底冷冻机构传热数值模拟    赵江鹏

复合地层中盾构机滚刀破岩力学分析    吴起星

深厚软基新型桩板结构路基结构设计研究    荆志东

深部冻结黏土蠕变损伤耦合本构模型及应用研究    李栋伟

基于储量价值的油气开采决策模型研究    王化增

甲烷水合物及其沉积物的力学特性研究    于锋

固结有限层理论及其应用    梅国雄

冻土断裂与损伤行为研究    刘增利

软基路堤沉降预测和计算    王志亮

路基荷载下软土地基侧向变形特性研究    黄向群

地下水位变化对砂土地基承载特性影响试验研究    张聪

天然气水合物保温保压绳索取心钻具设计    贺涛

吴起薛岔地区长6段储层的物性演化及其对油水分布的影响    邓杰

天然气水合物钻探泥浆冷却系统数值模拟及应用研究    李国圣

特厚冲积层冻结壁变形及冻结压力的研究    张红晓

利用核磁共振二维谱技术研究岩心含油饱和度    李振涛

徐深气田火山岩气藏合理配产方法研究    张元庆

大牛地气田盒3气藏增压时机预测及效果评价    王大成

底水油藏水锥定量描述及水平井井网配置优化研究    辛翠平

Research on Pressure Tight Sampling Technique of Deep-Sea Shallow Sediment—A New Approach to Gas Hydrate Investigation    陈鹰;秦华伟;李世伦;顾临怡;潘华辰;

杆件纵向撞击面局部变形的非线性模型    邹定祥

天然气水合物钻探取样技术介绍    汤凤林,张时忠,蒋国盛,刘晓阳,窦斌

沿海软粘土取土质量的对比分析    王年香，魏汝龙

掘进机盘形滚刀破岩工作模拟及分析    田东升,张照煌

南海北部陆缘天然气水合物初探    姚伯初

冲击机械系统的波动力学研究    刘德顺，李夕兵，杨襄壁

旋冲钻井技术及装备的发展现状和展望    袁新梅;孙起昱;王爱芳;胡春梅;

深海天然气水合物钻探取心技术    王智锋;许俊良;薄万顺;

空气潜孔钻进技术在硬基岩中的应用    李红桃,郭玉平,梁冬梅

一种巨大的潜在能源──天然气水合物    李强，孙乃有，王焕新

天然气水合物研究现状与未来挑战    雷怀彦,王先彬,房玄,郑艳红

国家863计划《天然气水合物勘探开发关键技术》重大项目在京启动    

天然气水合物的测井识别和评价    王祝文,李舟波,刘菁华

地球物理测井在天然气水合物勘探中的应用    高兴军,于兴河,李胜利,段鸿彦

“可燃冰”开采要以环境保护为前提    

国际天然气水合物调查研究现状及其主要技术构成    许红,刘守全,王建桥,蔡乾忠

地下气体水合物潜在的天然气资源    孙志高

天然气水合物富集规律与开采研究项目启动    

海洋天然气水合物存在的识别标志    何拥军

天然气水合物的性质、勘探及开采    吴应湘;

南海天然气水合物资源潜力及其能源战略意义    杨木壮;黄永样;姚伯初;金庆焕;

南海南部天然气水合物稳定带厚度及资源量估算    王淑红;颜文;宋海斌;

水合物在海洋天然气运输中应用探讨    王彦瑞;曾树兵;严雪莲;高秀敏;

天然气水合物的岩石物理:物理模拟研究    赵群;郝守玲;

天然气水合物勘探研究进展    欧阳凯;张训华;

天然气水合物生成带顶界面的确定    吕万军;黄国成;

冲绳海槽天然气水合物的可能分布区域分析    方银霞;高金耀;黎明碧;唐勇;

多边形断层为通道的天然气水合物成藏研究    陈端新;吴时国;孙启良;马玉波;

海底潜在新资源若干关键基础理论问题的研究    赵一阳;曾志刚;李安春;李铁钢;吴时国;栾锡武;

模拟实验研究推进天然气水合物探测    记者 滕艳　特约记者 曹雪晴

点燃“冰”火    本报通讯员 肖宝巨

青藏高原冻土区天然气水合物钻探计划通过论证    李明明

点燃“冰”火    本报记者 肖宝巨

我国首次在陆地发现“可燃冰”    记者 夏珺　陈沸宇 冀业

萃取深海火种    通讯员 李江辉　本报记者 孙明河

中国陆域“可燃冰”    于文吉　本报记者 操秀英

利用前景广,开采问题多    本报记者 郭力方

我国形成冻土区可燃冰钻探方法技术体系    记者 于德福 刘振国

“可燃冰”：沉睡的未来能源    实习生 李慧君

天然气水合物（地球物理属性）的神经网络识别方法及软件开发    吕琳

天然气水合物热管式孔底快速冷冻机构及蒸汽法试开采试验研究    贾瑞

天然气水合物沉积物强度及变形特性研究    李洋辉

天然气水合物钻控泥浆制冷系统及孔底冷冻机构传热数值模拟    赵江鹏

南海北部陆坡天然气水合物分解引起的海底滑坡与环境风险评价    刘锋

海洋沉积物中天然气水合物开采实验研究    孙建业

天然气水合物开采模拟与能效分析    杨圣文

台湾西南海域地震数据处理及天然气水合物识别    邓辉

天然气水合物孔底冷冻取样方法的室内试验及传热数值模拟研究    郭威

多孔介质中水合物饱和度与声波速度关系的实验研究    张剑

天然气水合物测井解释方法初步研究    周越

台西南海域天然气水合物含量估算及地球化学特征分析    毕海波

天然气水合物制备过程中的多相流传递研究    王峰博

深水油气田开发过程中的天然气水合物预测模型研究    庞群利

冻土区天然气水合物热激法试开采系统及数值模拟研究    房治强

祁连山冻土区天然气水合物测井响应特征及评价    郭星旺

天然气水合物相平衡研究及其应用    胡志兴

输送天然气水合物的管道及双流道提升泵流场分析    屈科辉

天然气水合物气体组成分析方法研究与应用    贺行良

管输天然气水合物形成位置预测模型研究    刘培培