[00112804]BX-DF-V海域天然气水合物钻完井液技术

1、课题来源与背景 天然气水合物能量密度高、分布广泛、储量大,被誉为21世纪洁净替代能源。我国具备良好的海域天然气水合物赋存条件和资源前景,储量丰富、分布广泛。安全高效开发并利用天然气水合物,对推进我国能源绿色发展、保障国家能源安全具有重要战略意义。 2015年,中国地质调查局与中国石油达成海域水合物试采合作意向,2016和2017年,与海洋工程公司分别签订试采工程项目准备合同和实施合同,海域天然气水合物钻完井液技术研究是试采工程项目准备合同的研究任务之一。通过技术攻关,解决了海域天然气水合物钻完井液技术所面临的诸多难题,相关技术成果于2017年在南海神狐海域我国首次海域天然气水合物试采工程中成功应用,其所包含的所有技术成果和实施环节,均独立自主完成,填补了我国海域天然气水合物钻完井液技术研究与工程应用的空白,在国际同类技术领域走在了技术发展的前沿。产生了良好的经济效益和显著的社会效益。 2、技术原理及性能指标 技术原理 （1）钻井液水合物抑制性能测试评价技术：针对海域天然气水合物钻井压力高、温度低、水合物二次生成风险大的工程特点,建立了以压降幅度、压降趋势、水合物生成情况为评价参数的钻井液水合物抑制性能低温高压反应过程评价方法,并制定了评价标准和测试步骤,形成了适应于海域天然气水合物钻完井液技术开发的测试评价技术。 （2）水合物动力学抑制剂技术：通过分子结构设计,开发的钻井液水合物动力学抑制剂BDH-100S具有特定的分子功能结构及恰当的分子链长,其吸附在水合物晶核表面,阻碍晶核与水的结合,抑制晶核的聚集与生长,从而抑制水合物的生成;同时该与既有水合物晶体的结合,降低其分解速率,从而抑制水合物的分解。 （3）水合物钻井液技术：以低温流型调节剂、低温包被抑制剂、低温降滤失剂和水合物动力学抑制剂为核心,开发了水合物钻井液体系。该钻井液体系低温流变性能稳定,对水合物的生成抑制与分解抑制性能优异且长效稳定性良好,抗钻屑污染能力优良,环保性能满足国家一级海域技术要求。 （4）水合物完井液技术：以粘土稳定剂、缓蚀剂和水合动力学抑制剂为核心,开发了水合物清洁完井液体系。该完井液体系清洁无固相,腐蚀率低,储层保护性能优良,对水合物的生成抑制与储层水合物的分解抑制性能优异,环保性能满足国家一级海域技术要求。 主要技术指标 （1）钻井液水合物抑制性能低温高压反应过程评价方法： ①评价参数：压降幅度ΔP、压降趋势、水合物生成质量; ②评价手段;定性描述、定量测试。 （2）水合物动力学抑制剂BDH-100S： 1%加量、20MPa初始压力、4℃、30小时内,无水合物生成。 （3）水合物钻井液体系： 20MPa初始压力、4℃、20小时内,无水合物生成。 3、技术的创造性与先进性 （1）创立了钻井液水合物抑制性能低温高压反应过程测试评价方法,对测试数据的分析兼顾了反应过程和最终效果,评价结果客观、全面,试验结果重现性高,技术针对性和工程适应性强。 （2）水合物钻井液处理剂技术：创新研发了水合物抑制性能优良的水合物动力学抑制剂,专门开发了低温流型调节剂、低温降滤失剂、低温包被抑制剂等低温配套处理剂,是水合物钻完井液技术的核心技术。 （3）海域天然气水合物钻井液、完井液体系：钻井液有效抑制了水合物的生成、可收集到较完整岩屑;完井液有效抑制水合物的生成和储层水合物的分解,较大程度上维持了水合物储层的稳定;两体系环保性能良好,为试采顺利实施提供了重要技术保障。 （4）完成钻完井液施工设计与现场服务,开创我国海域天然气水合物钻完井液技术工程应用先例,同时也是世界上首次在泥质粉砂型天然气水合物试采工程中应用。 4、技术的成熟度,适用范围和安全性 本技术成功应对了深水浅软地层与泥质粉砂型海域天然气水合物储层的井壁稳定问题,有效抑制了水合物的二次生成与快速分解,技术针对性强,较为成熟。 该项目成果可用于国内外海域天然气水合物钻探与试采工程、海洋深水石油与天然气钻井工程,水合物动力学抑制剂也可运用于长距离油气输送管道以预防因水合物的生成造成的管道堵塞。本技术水合物抑制性能和海洋环保性能优良,技术安全性与环境安全性高。 5、应用情况及存在的问题 本技术成果于2017年3月,在我国南海神狐海域天然气水合物试采井中成功应用,为我国首次海域天然气水合物试采成功提供了技术支持。由于本技术现场应用井次与经验尚少,钻井液完井液处理剂之间的配伍性仍存在一定的技术难度、适应性有待进一步增强。将通过加强水合物钻完井液实验室建设、深入开展系统、全面的技术研发,逐渐完善本技术。 6、历年获奖情况 （1）“神狐海域深水天然气水合物试采工程关键技术研究与”获2018年中国石油集团有限公司科技进步一等奖; （2）“神狐海域天然气水合物试采工程钻完井液技术研究与工程应用”获2017年中国石油集团海洋工程有限公司科技进步二等奖。