《表2 天然气水合物钻井问题数学模型》

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《海洋天然气水合物地层钻井安全问题研究进展》

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在水合物钻井的数值模拟发展过程中，一些较为成熟的商业软件也被用于水合物钻井问题研究。MORIDIS等[59]在地下水渗流模拟软件TOUGH2.0基础上，于2005年发展出TOUGH+HYDRAE软件，该软件可以描述水合物分解的所有机理，包括降压、注热、加入抑制剂等。NING等[52-53]利用TOUGH+HYDRAE软件首次建立研究钻井液侵入水合物地层的数学模型，并利用该模型研究了钻井液参数及水合物地层的地质特性对侵入过程的影响。作者以我国南海GMGS-1项目为背景，着重模拟了钻井液侵入过程中井壁周围温度、压力、气液水合物三相饱和度及孔隙度含盐度的变化，并进一步分析了钻井液侵入对井壁稳定性及测井数据准确性的影响。RUTQVIST等[51]结合TOUGH+HYDRAE和FLAC3D软件对水合物钻井井壁稳定性问题进行了模拟，分别研究了Class3型水合物藏（上下侧封闭的水合物藏）中的水平井与Class2型水合物藏（下侧为水层，上侧封闭的水合物藏）中的垂直井的井壁稳定性。SUN等[56]也利用TOUGH+HYDRATE和FLAC3D软件对中国南海神狐海域的SH2号钻井的稳定性进行了模拟，所得结果与实地测得的数据吻合较好。除了TOUGH+HYDRATE和FLAC3D软件之外，ABAQUS软件也曾被XU等[5 4]和SASAKI等[55]用来对日本东南海槽的两个钻井项目的井壁稳定性进行模拟研究。SASAKI等[55]借助ABAQUS软件建立了二维轴对称有限元模型，研究不同钻井过程（包括下钻过程、固井过程、水泥硬化/收缩过程及套管落地过程）对未固结的水合物地层稳定性的影响。模型以日本南海海槽的两个钻井项目为背景，主要研究不同钻井阶段对井壁周围地层应力和应变的扰动并比较不同阶段对井壁外水合物地层稳定性影响的相对大小。