天然气水合物钻井的关键技术与对策.PDF

2003年第5期 探 矿 工 程 天然气水合物钻井的关键技术与对策 叶建良‘，，，殷砚，，蒋国盛3 ，汤凤林3 ，窦斌 (1．吉林大学建设工程学院，吉林长春130026; 2．中国地质调查局，北京100035; 3．中国地质大学＜武汉＞工程学 院，湖北武汉430074) 摘要：分析了永冻土和深海海底天然气水合物钻井的特点，介绍了天然气水合物钻井的关键技术 （包括钻井方 法、钻井装备、井喷控制、固井等）问题和解决的对策，对我国开展相关技术的研究有一定的指导意义。 关键词：天然气水合物；钻井；对策 中图分类号：P634文献标识码：A文章编号：1000- 3746(2003) 05- 0045一。 Key Technique and Countermeasures for Natural Gas Hydrate Drilling/YIE Jian-Jiang , Y1-V Kan , JIANG Guo- sheng3 , TANG Feng-lin3 , DOU Bin (1. Jilin University, Changchun Jilin 130026, China; 2. China Geological Survey, Beij ing 100035, China; 3. China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China) Ab str act : Thi s paper analy ses the char act er s of p ermanent fr ozen soil and natur al gas hydr at e in deep sea, illu str at es the key technique problems of drilling such as drilling methods, equipments, blowout control, well cementation, etc. and the countermeasures to solve these problems. There is some guiding significance for the relating technique. Key words: natural gas hydrate; drilling well; countermeasure 0 引言 伯利亚麦索雅哈气田伴随天然气水合物下部的游离 钻井是勘探、开采天然气水合物资源的直接和 气生产而生产天然气水合物分解气。 主要的技术手段。大洋钻探计划（ODP) 、深海钻探 计划（DSDP) 、欧共体、俄罗斯、美国、德国、日本、加 1天然气水合物的物理力学性质、分布和成藏环境 拿大、印度、挪威等国或国际组织，都已花巨资开展 天然气水合物的物理力学性质、分布和成藏环 天然气水合物勘探、钻井开采和利用等方面的研究。 境、产状方面的特点是决定天然气水合物钻井技术 我国有关专家和部门正满腔热情地推动和从事 的关键。 天然气水合物勘探、钻采和利用方面的研究工作，自 天然气水合物一般存在于极地永冻土地层 （成 然科学基金委、863计划海洋领域820主题、国土资 藏于地表以下200-1000 m深度）和深海海底沉积 源部、中国地质调查局等都已批准了部分天然气水 物中（成藏于水深超过500 m 的深水海底面下，矿 合物方面的研究立项，国土资源部广州海洋地质调 层顶板从海底面Om开始都有可能，且水深愈大，有 查局已于1999年10月对我国南海海域西沙海槽天 储存可能性的层厚愈大），有时天然气水合物层下 然气水合物进行了初步探查。 部存在游离气层。 尽管如此，同天然气水合物物性研究取得的成 钻井时，必须考虑的天然气水合物的物理力学 绩相比，天然气水合物层的钻井、生产几乎等于零， Ift 质有：( 1) 天然气水合物分解后释放大量气体，根 也没有以从天然气水合物层生产为目的而开发的例 据天然气水合物填充率，其体积会膨胀至120-170 子，国外也仅仅有西伯利亚及北美最