海域天然气水合物稳定井壁钻井液研究进展

孙金声1,2,3，赵珂1，廖波1,2，吕开河1,2，王金堂1,4，刘敬平1,2，白杨5，王韧3，白英睿1,2（1.中国石油大学（华东）石油工程学院　2.深层油气全国重点实验室 中国石油大学（华东）3.中国石油集团工程技术研究院有限公司　4.山东省海洋油气与水合物开发重点实验室　5.西南石油大学石油与天然气工程学院）

摘要：天然气水合物（以下简称水合物）是我国重要的潜在高效清洁油气接替资源，绝大部分赋存于海域深水浅部地层之中。水合物因其复杂的赋存形态与特殊的储层特性，在钻探过程中易引发水合物相态变化进而造成钻井井壁失稳，而高性能钻井液是维持井壁稳定的关键。为研制适用于海域水合物储层钻探的低成本高性能钻井液体系，系统梳理了全球海域水合物深水浅部储层特点与钻井难点，系统分析了海域水合物井壁失稳机理及研究现状，对现阶段的水合物井壁稳定钻井液体系进行了总结归纳，提出了未来水合物钻井液体系的设计思路与发展方向。研究结果表明：①海域水合物储层钻井常面临浅部地层疏松、安全密度窗口窄、水合物相态变化和钻井液性能变化等因素带来的井壁失稳难题；②在钻井过程中，钻井液与水合物储层会发生传热和传质反应，影响井壁周围力学性能，进而造成井壁失稳，现阶段主要使用物理控温或化学抑制的方法来延缓水合物的分解；③水基钻井液仍是海域水合物钻井过程中的首选，目前研发的胺基聚合物钻井液体系、稀硅酸盐钻井液体系、聚合醇钻井液体系等均具有较好的水合物抑制性与稳定井壁性能。结论认为，未来应继续加强高效低成本水合物相态控制化学剂与无毒高性能钻井液的研发，构建出更多可用于海域水合物钻探、有效维持井壁稳定的低成本高性能环保型钻井液体系，为全球海域水合物开发和深海油气增储上产提供有力的技术支撑。关键词：海域天然气水合物；钻井液；井壁稳定；地层蠕变；安全密度窗口；相态控制；封堵材料；流变调控5　纳米类钻井液体系

关键词：海域天然气水合物；钻井液；井壁稳定；地层蠕变；安全密度窗口；相态控制；封堵材料；流变调控