《表1 浅层钻井井筒环空模拟边界条件的7组工况》

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《深水井筒天然气水合物形成预测及风险评价》

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天然气水合物的形成条件：（1）温度低于水合物形成温度；（2）压力高于水合物形成压力；（3）充足的烃类气源和液态水；（4）气体流速高且存在气流扰动或压力波动。采用水基钻井液钻井的井筒环空内存在大量自由液态水，发生气侵后，环空内具有充足烃类气源。因此，影响井筒环空内水合物形成的关键因素在于环空温度、压力场及气体流速。分析钻井过程可见：井筒环空的温度受钻井液入口温度和环境温度共同影响；井筒环空内压力与钻井液密度、排量及井深有关；环空内气体流速受钻井液排量和气侵压力共同影响[25]。其中，固定井位的环境温度与井深是定值，不予以考虑，在此仅考虑不同钻井液入口温度、排量、密度及气侵压力下井筒环空水合物形成情况。根据深水钻井现场调研结果，钻井液入口温度受海面温度影响，夏季常为24～28℃，冬季常为18～22℃，设定钻井液排量为46 L/s、37 L/s、28 L/s，浅层钻井用钻井液密度为1 080 g/cm3和1 030 g/cm3，浅层气压力选取18 MPa、20 MPa、22 MPa。设置7组工况作为模型边界条件（表1），结合钻井的基础数据，建立浅层钻井井筒环空水合物预测模型，对深水浅层钻井过程气侵井筒形成水合物的过程进行数值模拟。