不同剪切作用下水合物钻井液微观结构试验研究

作     者：韩博 张凌 王童 张学东 衣雪峰 刘向飞 

作者机构：中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心湖北武汉430074 中国地质大学地质超深钻探技术国家专业实验室北京100083 

基　　金：国家自然科学基金项目(50904053) 中国地质大学(武汉)青年团队计划(CUG120112) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(CUGL090217) 科学钻探国家专业实验室开放课题资助项目(NLSD200901)联合资助 

出 版 物：《地质与勘探》 (Geology and Exploration)

年 卷 期：2013年第49卷第4期

页      码：760-769页

摘      要：在钻进水合物地层过程中,井壁附近水合物的分解和环空中水合物的分解与再形成,很可能会引起井壁失稳坍塌以及环空堵塞等复杂情况,从而影响钻井的顺利进行。在此过程中,由各组分相互作用形成的钻井液微观结构起到了至关重要的作用。但由于多组分钻井液的微观结构非常复杂,文中仅针对组分简单的水基聚合物钻井液(NaCl、CMC、PVPK90相互组合),考虑钻井液在井底钻头与环空处所受的不同剪切作用(分别为600r/min和6000r/min),结合冷冻干燥方法,利用扫描电子显微镜观测了这两种剪切作用后不同组分的水基聚合物钻井液相应的微观结构。结果表明,聚合物分子以网络骨架结构形式悬浮于钻井液中,一小部分水分子、无机盐离子等被吸附在聚合物骨架结构表面上,大部分水分子、无机盐离子等小分子物质游离于聚合物网络骨架孔隙中;对于环空中含水合物的岩屑,热量主要通过网络骨架结构的热传导与充填其中流体的对流导热而传递至岩屑表面,而后通过热传导进一步向岩屑内部传递;钻井液的微观结构随着剪切作用、浓度与组分的改变而发生变化,这就对上述的传热过程产生影响,进而对钻井液中水合物分解的传热特性产生影响。

主 题 词：剪切作用 水合物 钻井液微观结构 热量传递 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082002[082002] 

核心收录：

馆 藏 号：203104141...