天然气水合物地层PCS取样扰动有限元仿真分析简

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• 责任者：王维^c吉林大学^d1975^f教授 ; 彭枧明 ; 王红岩^c中国石油西部钻探工程有限公司国际合作处 ; 陈晨 ; 王馨靓^c大庆油田有限责任公司水务公司 ; 付伟根^c中水北方勘测设计研究有限责任公司
• 刊名：中南大学学报（自然科学版）
• 出版年：2014
• 卷期：45^b4总236
• 页码：1183～1189
• 索书号：P706.6/140
• 图表：^c表1参16插图
• 文摘期号：2014/10

摘要

针对天然气水合物地层钻进过程中，钻头扰动可能对井底和井周地层波速变化产生很大影响，从而导致难以通过钻探取心分析及测井获得天然气水合物地层准确信息的问题，借助有限元软件ANSYS/LS‐DYNA，构建保压取心器(PCS)钻头钻进水合物地层的有限元模型，模拟PCS钻头钻进天然气水合物地层的动态过程，得到不同时刻的扰动形态，同时得到了钻压、转速分别与水合物地层扰动影响关系。研究结果表明：(1)当转速一定，钻压增大时，超前钻头附近井底地层及钻头附近井周地层扰动程度呈增大趋势；当钻压一定，转速增大时，超前钻头附近井底地层最大扰动程度基本不受转速改变的影响，而钻头附近井周地层最大扰动程度整体呈线性增大趋势；(2)钻压和转速一定时，钻进方向上井底地层距离超前钻头越近，其水合物地层扰动程度越强，反之则越弱，距离超前钻头0.09 m以内的井底地层扰动程度较大，在该范围之外的井底地层则扰动程度较小；同时径向上距离钻头体越近，其水合物地层扰动程度越强，反之则越弱；距离钻头体0.055 m以内的井周地层扰动程度较大，在此范围之外的井周地层则扰动程度较小。研究计算结果可为天然气水合物地层PCS取心分析及水合物测井提供参考。