Stability analysis of seabed strata and casing structure during the natural gas hydrates exploitation by depressurization in horizontal wells in South China Sea     

Peng-fei Xie  Lin Yang  Qian-yong Liang  Xu-hui Zhang  Liang-hua Zhang  Bin Zhang  Xiao-bing Lu  Hui-ce He  Xue-min Wu  Yi-fei Dong 《China Geology》2022,5(2):300-309

Natural gas hydrates (NGHs) are a new type of clean energy with great development potential. However, it is urgent to achieve safe and economical NGHs development and utilization. This study established a physical model of the study area using the FLAC^3D software based on the key parameters of the NGHs production test area in the South China Sea, including the depressurization method, and mechanical parameters of strata, NGHs occurrence characteristics, and the technological characteristics of horizontal wells. Moreover, this study explored the law of influences of the NGHs dissociation range on the stability of the overburden strata and the casing structure of a horizontal well. The results are as follows. With the dissociation of NGHs, the overburden strata of the NGHs dissociation zone subsided and formed funnel-shaped zones and then gradually stabilized. However, the upper interface of the NGHs dissociation zone showed significant redistribution and discontinuity of stress. Specifically, distinct stress concentration and corresponding large deformation occurred in the build-up section of the horizontal well, which was thus prone to suffering shear failure. Moreover, apparent end effects occurred at the end of the horizontal well section and might cause the deformation and failure of the casing structure. Therefore, it is necessary to take measures in the build-up section and at the end of the horizontal section of the horizontal well to prevent damage and ensure the wellbore safety in the long-term NGHs exploitation.©2022 China Geology Editorial Office.  相似文献   

Identification of functionally active aerobic methanotrophs and their methane oxidation potential in sediments from the Shenhu Area,South China Sea     

Jing Li  Chang-ling Liu  Neng-you Wu  Xiao-qing Xu  Gao-wei Hu  Yan-long Li  Qing-guo Meng 《China Geology》2022,5(2):285-292

Large amounts of gas hydrate are distributed in the northern slope of the South China Sea, which is a potential threat of methane leakage. Aerobic methane oxidation by methanotrophs, significant methane biotransformation that occurs in sediment surface and water column, can effectively reduce atmospheric emission of hydrate-decomposed methane. To identify active aerobic methanotrophs and their methane oxidation potential in sediments from the Shenhu Area in the South China Sea, multi-day enrichment incubations were conducted in this study. The results show that the methane oxidation rates in the studied sediments were 2.03–2.36 μmol/gdw/d, which were higher than those obtained by sediment incubations from other areas in marine ecosystems. Thus the authors suspect that the methane oxidation potential of methanotrophs was relatively higher in sediments from the Shenhu Area. After the incubations family Methylococcaea (type I methanotrophs) mainly consisted of genus Methylobacter and Methylococcaea_Other were predominant with an increased proportion of 70.3%, whereas Methylocaldum decreased simultaneously in the incubated sediments. Collectively, this study may help to gain a better understanding of the methane biotransformation in the Shenhu Area.©2022 China Geology Editorial Office.  相似文献   

浙西南—赣东北地区寒武系荷塘组页岩气成藏地质条件及有利区带优选          下载免费PDF全文

邵威  黄正清  李建青  周道容 《中国地质》2022,49(4):1262-1274

【研究目的】浙西南—赣东北地区寒武系荷塘组广泛发育暗色泥页岩,是下扬子地区页岩气调查的重点层位。目前该区勘探程度低,导致对该区页岩气成藏条件认识不清。【研究方法】通过寒武系荷塘组暗色泥页岩发育的地质背景、有机地球化学参数以及野外调查等方面研究,对该区页岩气资源潜力进行了评价,对有利区进行了优选。【研究结果】浙西南—赣东北地区寒武系荷塘组炭质硅质页岩在研究区内分布广泛,沉积厚度达35~200 m,其中在开化—常山—玉山地区的平均厚度超过50 m;有机质丰度高（1.48%～23.53%）,镜质体反射率适中（2.01%～3.0%）,有机质处于成熟—过成熟阶段。研究区荷塘组地层发育微孔隙、微裂缝等孔隙类型,储集性能较好。等温吸附实验测得炭质硅质页岩吸附气含量平均为5.93 kg/t,表明荷塘组炭质硅质页岩具有较好的吸附能力,有一定的吸附性。【结论】以在高热演化程度环境中找热演化程度较低的区域和在复杂的构造背景中寻找相对稳定的区域为准则,研究认为开化—常山—玉山地区寒武系荷塘组炭质硅质页岩分布厚度适中,有机质丰度高,成熟度相对较低,页岩气保存地质条件较好。创新点：浙西南—赣东北地区寒武系荷塘组页岩具备页岩气富集的物质基础;热演化程度是下扬子地区寒武系荷塘组页岩气能否富集的关键。  相似文献   

鄂西宜昌斜坡带五峰组—龙马溪组页岩优势岩相及其生气潜力          下载免费PDF全文

张保民  陈孝红  蔡全升  陈林  张国涛  李培军 《中国地质》2022,49(3):943-955

【研究目的】不同页岩岩相的矿物组分、含气性和可压性等的差异,决定不同岩相的开发潜力不同,页岩岩相的划分及评价对找寻页岩气勘探开发甜点具有重要指导意义。【研究方法】基于钻井、岩心和分析测试资料,综合利用地质理论结合硅质矿物-黏土矿物-碳酸盐矿物含量三端元图解,对鄂西宜昌斜坡带上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组下段含气页岩岩相进行划分,结合有机碳含量、含气量、岩心镜下特征等划分优势岩相。优选有机质丰度、硅质矿物含量、黏土矿物含量3项指标与页岩含气量进行相关性分析,建立了五峰组—龙马溪组含气页岩优势岩相的分级标准。【研究结果】研究区优势岩相均为II类优势岩相,II₁类（最优）优势岩相为S-2混合硅质页岩相和S-3含黏土硅质页岩相,位于龙马溪组一亚段和五峰组上段,厚6 m;II₂类（次优）优势岩相为S硅质页岩相,位于五峰组下段,厚4 m。【结论】宜昌斜坡带和涪陵地区具有相似的岩相垂向演化序列,优势岩相均位于五峰组—龙马溪组一亚段,但同一岩相组合的页岩厚度和品质差异较大,发生在鲁丹阶早期的湘鄂西水下隆起和鲁丹阶晚期的水下隆起是造成宜昌地区优势岩相的厚度和品质均要差于涪陵地区的主要原因。创新点：建立五峰组—龙马溪组含气页岩优势岩相的分级标准,提出龙马溪组一亚段和五峰组是优势岩相发育层位。  相似文献   

塔中地区良里塔格组海平面变化对高频层序和沉积演化的控制          下载免费PDF全文

高达  王明敏  陶叶  黄理力  孙春燕  黄鑫淼  武建伟 《中国地质》2022,49(6):1936-1950

【研究目的】碳酸盐岩地层易受海平面变化影响而发育高频层序,但是反映海平面变化的地化指标的精度不足,导致高频层序对海平面振荡的响应认识不够深入,高频海平面变化对台地边缘礁滩沉积的高频层序和沉积演化的控制尚不明确。【研究方法】论文研究选取塔里木盆地塔中地区某钻井的上奥陶统良里塔格组连续取心资料,通过密集取样开展微相分析和碳、氧同位素测试分析。【研究结果】该井良里塔格组中上部发育7种微相类型,沉积演化分析表明良里塔格组沉积中—晚期,沉积环境由潮坪向生物礁-颗粒滩再到较深水的开阔台地演化。碳、氧同位素测试显示δ¹³C为0.5993‰~1.6228‰（均值1.139‰）,δ¹⁸O值为-8.3608‰~-5.1452‰（均值为-6.790‰）;δ¹³C和δ¹⁸O的振荡变化与微相变化和沉积旋回对应良好。古海洋条件分析表明,良里塔格组沉积时期气候温热,礁、滩体发育层段样品的古温度值最高,代表着高的碳酸盐产率;Z值所反映的古盐度在底部潮坪沉积段最高,在高频旋回的顶部古盐度均明显减小,指示可能存在大气淡水的影响。与塔北地区南缘和巴楚地区的δ¹³C和δ¹⁸O存在一定差异,主要受控于沉积环境和古水深。【结论】良里塔格组中—上部存在至少3个完整的海平面升降变化周期,内部又包括至少2个次级周期;不同级别的海平面振荡主要受古气候变化驱动,并控制了高频层序的发育。海平面先缓慢上升再持续稳定或小规模振荡,是连续厚层的生物碎屑和砂屑颗粒滩沉积发育的有利条件;良里塔格组沉积晚期海平面快速上升,沉积环境向滩间洼地和较深水的开阔台地转变。在高频层序顶部海平面的小规模下降导致的早期岩溶作用是礁滩体储层质量改善的重要因素。  相似文献   

全球氦气勘探开发进展与利用现状          下载免费PDF全文

贾凌霄  马冰  王欢  于洋  徐佳佳  陈静  邢佳韵 《中国地质》2022,49(5):1427-1437

【研究目的】 由于氦气具有独特的物理特性,在科学研究、医学和高科技行业的用途越来越广泛。寻找更多的氦气资源,满足市场需求,是地质行业的责任。【研究方法】 按照统计分析原则,对全球氦气勘探成果与供需形势进行梳理、总结。【研究结果】 全球氦气资源分布极不均匀,主要氦气供应国为美国、卡塔尔、俄罗斯等。近期,许多公司开始在北美地区、俄罗斯、卡塔尔、坦桑尼亚等地开展氦气的勘探开发,其中北美部分地区的氦气资源位于富含氮气的储层中,具有广阔的开发前景,全球氦气勘探活动掀起新一轮热潮。【结论】 2021年全球氦市场出现供应缺口,当今全球氦气需求的增长开始转向亚洲和中东。建议高度重视氦气不可再生性和不可替代性,开展氦气资源潜力评价工程,勘查国内非烃类氦气矿床前景,加强国际合作,开展国内氦气储备地下空间评价与选址工作,增强中国的氦气储备能力。  相似文献   

天然气水合物样品带压转移装置的抓捕机构设计          下载免费PDF全文

黄柳松  卢春华  赵慧斌  张涛 《探矿工程》2022,49(1):34-40

在天然气水合物岩心样品的带压转移过程中,岩心衬管抓捕装置是实现样品转移的关键。岩心抓取是在岩心管内进行,属于非可视化操作过程,同时岩心样品和抓捕器都处于高压液体中,岩心衬管与岩心管之间的间隙非常小,要保证岩心样品的原位状态,对岩心抓捕装置的结构设计、精准定位、快速抓取和释放都有很高的要求。根据该装置所需实现的抓取、拖动、定位和释放功能,设计挂盘自锁和触碰解锁机构,探针抓取衬管,经过室内抓捕实验,该机构可以顺利抓捕和解卡,其结构简单,能在压力状态下进行岩心转移,加快了天然气水合物样品的带压转移装置的研究进展。  相似文献   

气举技术应用于深海无隔水管泥浆回收钻井工艺可行性分析          下载免费PDF全文

陈浩文  于彦江  王艳丽  秦如雷  田烈余  王偲  殷国乐  王林清  谢文卫  冯起赠 《探矿工程》2022,49(2):9-15

无隔水管泥浆回收钻井技术作为新兴钻井技术,具有安全环保、简化井身结构和降低钻探风险等优点。传统的无隔水管泥浆回收钻井技术依靠水下泵将海底井口泥浆举升至甲板面,该方式对水下泵的举升能力及可靠性要求极高。未来深海钻井领域,水下泵将会是限制无隔水管泥浆回收钻井技术应用的“瓶颈”。本文借鉴陆地气举反循环钻井原理,利用气举技术部分或完全替代水下泵,分别从设备技术现状、流量可调性、适用环境、井控安全等方面探究气举用于无隔水管泥浆回收技术的可行性。结果表明,气举反循环技术及相关设备性能满足无隔水管泥浆回收的使用要求,而且具有上返流量可调、安全等特点,有较高的研究应用价值。  相似文献   

基于扩展有限元分析的页岩水力压裂裂缝扩展规律探究          下载免费PDF全文

温继伟  项天  朱茂  胡萍  毛建设  荆羽慧 《探矿工程》2022,49(5):177-188

水力压裂是开采地下页岩气资源的有效技术手段,探究页岩水力压裂裂缝的扩展规律,可为页岩气的高效开采提供科学的指导依据。通过运用大型有限元软件ABAQUS中的扩展有限元模块,针对不同地应力差工况条件下均质页岩中初始裂缝的位置、方位角、数量和含层理页岩中层理的构造方向、内部倾角、岩性对水力裂缝扩展的影响进行探究。结果表明：对于垂向扩展的水力裂缝,水平主应力增大使裂缝更不易扩展,裂缝扩展长度减小、起裂压力增大;在注液体积流量相同时,向初始裂缝两端同时起裂所形成的水力裂缝长度大于仅向一侧起裂;当初始裂缝处于页岩中部且呈45°方向时,裂缝会向最大水平主应力方向偏转,且偏转程度随最大水平主应力的增大而增大;分时多簇压裂时,裂缝间的扩展会相互干扰,且会较大地影响裂缝扩展的形态和起裂压力,但对裂缝注液点裂缝宽度的影响较小;对于含水平和竖直构造层理的页岩,改变层理内部倾角,水力裂缝会出现不同程度偏转,且其偏转程度随着层理内部倾角的增大而减小;对于含45°方向构造层理的页岩,水力裂缝在层理分别为砂岩、煤岩和泥岩中的偏转程度依次增大,且裂缝偏移比随着最大水平主应力的增大而增大。  相似文献   

俄罗斯油气钻采废弃物处理及其利用研究          下载免费PDF全文

汤凤林  赵荣欣  周欣  段隆臣  Третьяк А.А. 《探矿工程》2022,49(5):202-207

生态安全和环境保护是世界各国都非常关心的问题。地质钻探和石油天然气钻采工作中产生大量废弃物,直接影响生态安全和环境保护,给经济建设和人民生活带来很大的负面影响。俄罗斯钻探工作者对此进行了研究,取得了一定效果。他们主要采用综合处理方法和磁化处理方法。利用这2种方法,废弃物不仅可以再生,而且还可以二次使用,有一定的创新和实际意义,值得引起我们的重视,建议对此进行研究与讨论。  相似文献