Development and Field Tests of Pressure-Temperature Preservation Coring Tools for Gas Hydrate
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摘要: 天然气水合物一般赋存在深海海底浅层地层中，受扰动易分解，采用常规取心工具难以取得样品，为此进行了天然气水合物保温保压取心工具的研制与现场试验。采用三维设计软件设计了绳索式天然气水合物保温保压取心工具整体结构，介绍了伸缩插入式、活塞射入式、冲击器冲击式和马达旋转式4种类型取心工具的具体结构和工作原理；为使研制的取心工具具有保持温度和压力、压力补偿、快速打捞和减小取心扰动等功能，研究了保温保压取心关键技术。通过室内模拟分析保压密封阀、保温筒、压力补偿装置、岩心管、绳索打捞回收装置等关键部件，证明保压密封阀可保压30.0 MPa，保温筒采取填充隔热复合材料二氧化硅气凝胶的方式，受环境温度的影响减小，其他部件的性能也都符合设计要求。南海LW3区块天然气水合物赋存区2口井13回次的取样试验结果表明，研制的绳索式天然气水合物保温保压取心工具能够成功取心，为国内天然气水合物的自主勘探取心提供了技术支撑。Abstract: Natural gas hydrates that exist in the shallow strata of deep sea floor are notoriously unstable and are easily decomposed when disturbed.It is difficult to obtain samples by conventional coring technology.Therefore,the development and field test of pressure-temperature preservation coring tools for gas hydrate have been carried out.3D software was used to design the overall structure of rope-type pressure-temperature preservation coring tools for gas hydrate.The test incorporated the detailed structures and working principles of four types of coring tools,including telescopic insertion type,piston injection type,impact type and motor rotation type.In order to assure that the tools can maintain constant temperature and pressure,and that they also will have the attributes of pressure compensation,rapid fishing,and reduced coring disturbance,we studied the key technologies of pressure-temperature preservation coring tools.We conducted indoor simulation analysis on key parts such as pressure sealing valve,heat insulation tube,pressure compensation device,core tube,and rope fishing and recovery device.The results showed that the pressure sealing valve could withstand pressure 30.0 MPa,they also demonstrated that an insulation barrel filled with heat insulation composite silica aerogel could reduce the influence of ambient temperature on it,and the performances of other components also meet the design requirements.We completed 13 runs of sampling in two wells in the gas hydrate reservoir of LW3 Block in the South China Sea.Our results demonstrate that the rope-type pressure-temperature preservation coring tools can successfully take gas hydrate cores.This new understanding and knowledge will provide technical support for the independent exploration and coring of gas hydrates in China in the future.
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[1] 任红,许俊良,朱杰然.天然气水合物非干扰绳索式保温保压取样钻具的研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2012,39(6):1-4. REN Hong,XU Junliang,ZHU Jieran.Development of non-interference wire-line pressure-temperature-preserving sampling drilling tool for gas hydrate[J].Exploration Engineering (Rock Soil Drilling and Tunneling),2012,39(6):1-4. [2] 马清明,任红,许俊良.天然气水合物钻探取样:WEPC工具研制[J].非常规油气,2014,1(3):47-51. MA Qingming,REN Hong,XU Junliang.Gas hydrate drill coring sample:WEPC system development[J].Unconventonal Oil Gas,2014,1(3):47-51. [3] 王智锋,管志川,许俊良.天然气水合物深水深孔钻探取心系统研制[J].天然气工业,2012,32(5):46-48. WANG Zhifeng,GUAN Zhichuan,XU Junliang.Research and development of a gas hydrate coring system in the deep sea water[J].Natural Gas Industry,2012,32(5):46-48. [4] 裴学良,许俊良,朱杰然.套管钻井底部钻具组合送入与回收装置的研制[J].油气田地面工程,2013,32(6):24-25. PEI Xueliang,XU Junliang,ZHU Jieran.Development of combined delivery and recovery device for drilling tools at the bottom of casing drilling[J].Oil-Gasfield Surface Engineering,2013,32(6):24-25. [5] 许俊良,刘键,任红.天然气水合物取样高度探讨[J].石油矿场机械,2010,39(10):12-15. XU Junliang,LIU Jian,REN Hong.Discussion of gas hydrate core sample height[J].Oil Field Equipment,2010,39(10):12-15. -
期刊类型引用(32)
1. 易浩，郭挺，孙连忠. 顺北油气田二叠系火成岩钻井技术研究与应用. 钻探工程. 2024(01): 131-138 . 
百度学术
2. 李凡，李大奇，刘金华，何仲，张杜杰. 顺北油田二叠系防漏堵漏技术进展及发展建议. 长江大学学报(自然科学版). 2024(02): 76-83 . 百度学术
3. 刘金华. 顺北油气田二叠系火成岩漏失分析及堵漏技术. 钻探工程. 2023(02): 64-70 . 百度学术
4. 邱春阳，张翔宇，朱福军，秦涛，王智，温守云. 超深水平井钾胺盐抗高温防塌钻井液技术. 精细石油化工进展. 2023(04): 1-5 . 百度学术
5. 喻化民，薛莉，吴红玲，李海彪，冯丹，杨冀平，鲁娜. 满深区块深井强封堵钻井液技术. 钻井液与完井液. 2022(02): 171-179 . 百度学术
6. 滕春鸣，甄剑武，罗会义，蒋思臣. 一种强吸附疏水改性纳米SiO_2封堵剂. 钻井液与完井液. 2022(03): 307-312 . 百度学术
7. 刘湘华，刘彪，杜欢，王沫. 顺北油气田断裂带超深水平井优快钻井技术. 石油钻探技术. 2022(04): 11-17 . 本站查看
8. 陈宗琦，刘湘华，白彬珍，易浩. 顺北油气田特深井钻井完井技术进展与发展思考. 石油钻探技术. 2022(04): 1-10 . 本站查看
9. 胡清富，刘春来，牟少敏，李增乐，司小东. 伊拉克东巴油田Tanuma组泥页岩高效防塌钻井液技术. 石油钻探技术. 2022(04): 76-82 . 本站查看
10. 李伟，白英睿，李雨桐，王波，吕开河，张文哲，雷少飞. 钻井液堵漏材料研究及应用现状与堵漏技术对策. 科学技术与工程. 2021(12): 4733-4743 . 百度学术
11. 邱春阳，张翔宇，赵红香，王雪晨，张海青，陈二丁. 顺北区块深层井壁稳定钻井液技术. 天然气勘探与开发. 2021(02): 81-86 . 百度学术
12. 邱春阳，王其星，杨世鑫，张翔宇. 富源201–3X超深定向井钻井液技术. 石油地质与工程. 2021(04): 98-101 . 百度学术
13. 杨军义，王西江. 顺北区块火成岩侵入体井壁稳定分析及对策. 内蒙古石油化工. 2021(10): 54-56+86 . 百度学术
14. 董小虎，李银婷. 塔里木盆地顺北区块二叠系井漏复杂的分析及对策. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2020(02): 59-62 . 百度学术
15. 翟科军，于洋，刘景涛，白彬珍. 顺北油气田火成岩侵入体覆盖区超深井优快钻井技术. 石油钻探技术. 2020(02): 1-5 . 本站查看
16. 宣扬，刘珂，郭科佑，宋兆辉，钱晓琳，林永学. 顺北超深水平井环保耐温低摩阻钻井液技术. 特种油气藏. 2020(03): 163-168 . 百度学术
17. 于得水，徐泓，吴修振，陈迎伟，徐金永. 满深1井奥陶系桑塔木组高性能防塌水基钻井液技术. 石油钻探技术. 2020(05): 49-54 . 本站查看
18. 杨红歧，孙连环，敖竹青，桑来玉，杨广国，高元. 顺北油气田一区超深井三开长封固段固井技术. 石油钻探技术. 2020(06): 33-39 . 本站查看
19. 盖靖安，李喜成，薛伟强，吕晓平，肖斌，赵晨，刘秀梅. 乌兹别克斯坦明格布拉克油田明15井钻井液技术. 钻井液与完井液. 2019(02): 202-207 . 百度学术
20. 林永学，王伟吉，金军斌. 顺北油气田鹰1井超深井段钻井液关键技术. 石油钻探技术. 2019(03): 113-120 . 本站查看
21. 杨兰田，刘腾，刘厚彬，孟英峰，李双贵. 火成岩微细观组构及力学性能实验研究. 地下空间与工程学报. 2019(S1): 40-45 . 百度学术
22. 谭玮，罗成波，齐从丽，彭红利. 四川盆地火山岩钻井难点与对策. 天然气勘探与开发. 2019(04): 102-108 . 百度学术
23. 刘湘华，陈晓飞，李凡，金军斌. SHBP-1超深井三开长裸眼钻井液技术. 钻井液与完井液. 2019(06): 721-726 . 百度学术
24. 杨顺辉，赵向阳，豆宁辉，牛成成，张华卫. 基于真实裂缝的井筒-地层耦合流动试验装置研制. 科学技术与工程. 2018(10): 35-41 . 百度学术
25. 邓昌松，张宗谭，冯少波，李兴亭，陈毅. 高含硫、大漏、超深水平井钻完井技术——以塔里木油田中古10HC井为例. 石油钻采工艺. 2018(01): 27-32 . 百度学术
26. 张平. 顺北蓬1井Φ444.5mm长裸眼井筒强化钻井液技术. 石油钻探技术. 2018(03): 27-33 . 本站查看
27. 潘军，李大奇. 顺北油田二叠系火成岩防漏堵漏技术. 钻井液与完井液. 2018(03): 42-47 . 百度学术
28. 李琼，邱春阳，姜春丽，王雪晨，张海青，陈二丁. 博格达山北缘山前带高效防塌钻井液研究及应用. 精细石油化工进展. 2018(06): 19-23 . 百度学术
29. 付茜. 中国火成岩油气勘探开发现状及展望. 石油钻采工艺. 2017(01): 25-32 . 百度学术
30. 于雷，张敬辉，刘宝锋，孙荣华，季一冰，刘传清. 微裂缝发育泥页岩地层井壁稳定技术研究与应用. 石油钻探技术. 2017(03): 27-31 . 本站查看
31. 李大奇，曾义金，刘四海，康毅力. 基于分形理论的粗糙裂缝钻井液漏失模型研究. 石油钻探技术. 2017(04): 46-52 . 本站查看
32. 赵志国，白彬珍，何世明，刘彪. 顺北油田超深井优快钻井技术. 石油钻探技术. 2017(06): 8-13 . 本站查看
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