漠河盆地MK-1与MK-2井天然气水合物钻探施工关键技术

【摘要】：天然气水合物是一种可以取代石油煤炭的清洁能源，因而也是一种重要的潜在未来资源，且其储量巨大。研究表明，其资源量相当于全球煤、石油和天然气资源量和的两倍。我国国土资源部门已将天然气水合物的调查与评价列入了2015年规划。天然气水合物广泛分布于海底沉积物（如大陆架斜坡带、洋中脊、海沟和海岭等）和陆地永久冻土带（如极地冻土带和高海拔的永久冻土带）中。我国是世界上第三冻土大国，多年冻土面积达215万平方公里，占国土总面积的22.3%。我国冻土区主要分布于东北大兴安岭地区和青藏高原，并零星分布在一些高山上。其中漠河盆地年平均气温低，地温梯度为1.9℃，冻土发育，并有充足的气源形成天然气水合物，为水合物的形成提供了有利条件。因此中国地质调查局联合吉林大学建设工程学院及相关科研单位在漠河盆地进行了天然气水合物钻探施工以期获得天然气水合物样品，为冻土区天然气水合物的勘查研究及资源评价奠定基础。 在天然气水合物资源勘查中，钻探取样获得天然气水合物岩心，进行科学钻探试验井工程，才是开展天然气水合物开发工作的前提。通过对岩心的分析，可以评估天然气水合物的资源量，天然气水合物的产状、规模和性质等地质参数，这些对于开发天然气水合物都具有十分重要的意义。 吉林大学建设工程学院作为东北冻土区天然气水合物资源勘查（钻探试验井工程）项目的主要参与单位，主要负责试验井的钻探，天然气水合物样品的钻采，同时进行冻土区天然气水合物科学钻探专用机具及钻探工艺方法研究，形成冻土区天然气水合物科学钻探技术规范。 作者在2010、2012年分别参与了漠河盆地天然气水合物钻探施工的整个过程，因此作者通过亲身参与漠河地区冻土层天然气水合物钻探项目，分析研究了漠河地区冻土层天然气水合物地层钻探时所涉及的关键技术。主要指大直径绳索取心技术、低温泥浆技术、泥浆制冷系统在漠河地区天然气水合物钻探施工中的应用技术、天然气水合物钻井用井口压力控制装置在漠河地区天然气水合物钻探施工中的应用技术、天然气水合物钻井参数检测系统在漠河地区天然气水合物钻探施工中的应用技术。作者总结了以往的冻土层天然气水合物钻探施工经验，对钻探施工过程中出现的一些事故及设备故障进行了分析，提出了相应的解决方法以及对设备的不足之处提出改进。对冻土层天然气水合物钻探施工工艺方法进行了优化，这对以后的漠河地区以及别的冻土地区天然气水合物钻探施工具有很大的指导意义。 【关键词】：天然气水合物 大直径绳索取心 低温泥浆 泥浆制冷系统 井口压力控制装置 井参数检测系统
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P634;P618.13
【目录】：

• 第1章 绪论6-14
• 1.1 本文研究的目的及意义6-7
• 1.2 陆地冻土区天然气水合物钻探技术国内外现状7-12
• 1.3 本论文研究的主要内容12-14
• 第2章 漠河地区钻探试验区的基本情况及钻探方案设计14-17
• 2.1 施工区自然地理概况14
• 2.2 交通通讯情况14-15
• 2.3 地质概况15
• 2.4 MK-1 及 MK-2 钻探设计及工作完成量15-17
• 第3章 大直径绳索取心关键技术17-36
• 3.1 大直径绳索取心设备的选择17-20
• 3.2 大直径绳索取心工艺20-21
• 3.3 大直径绳索取心技术在 MK-1 与 MK-2 井钻探施工中遇到的典型事故及处理方法21-30
• 3.4 MK-1 与 MK-2 井施工过程中处理事故占总工期的比例30-32
• 3.5 漠河地区天然气水合物钻探施工应注意事项32-36
• 第4章 低温泥浆关键技术36-54
• 4.1 赋存天然气水合物地层钻井液设计的基本原则36-38
• 4.2 漠河地区所用钻井液的类型及特点38-42
• 4.3 钻井液配制设备及配制方法42-45
• 4.4 钻井液配制设备45
• 4.5 钻井液性能参数测试仪器45-47
• 4.6 漠河地区所用钻井液性能参数的测试方法47-48
• 4.7 不同类型钻井液在漠河地区天然气水合物钻探中的的使用情况48-49
• 4.8 泥浆固相控制49-50
• 4.9 漠河地区天然气水合物钻探施工所用泥浆应用分析结果50-54
• 第5章 其它钻探施工关键技术54-79
• 5.1 低温泥浆制冷关键技术54-63
• 5.2 井控关键技术63-66
• 5.3 钻进参数检测关键技术66-79
• 第6章 结论与展望79-80
• 6.1 结论79
• 6.2 展望79-80
• 参考文献80-84
• 作者简介及科研成果84-85
• 一、作者简介84
• 二、发表学术论文84
• 三、参加的科研项目84-85
• 致谢85-86
• 中文摘要86-88
• Abstract88-89

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