地球科学2024,Vol.49Issue(12) :4530-4545.DOI:10.3799/dqkx.2024.095

海域天然气水合物地层固井水泥浆技术挑战与展望

Challenges and Prospects of Cement Slurry Technology for Gas Hydrate-Bearing Sediments in Marine Environments

李丽霞 梁前勇 谢文卫 杨胜雄 于彦江 蒋国盛 刘天乐 史浩贤
地球科学2024,Vol.49Issue(12) :4530-4545.DOI:10.3799/dqkx.2024.095

海域天然气水合物地层固井水泥浆技术挑战与展望

Challenges and Prospects of Cement Slurry Technology for Gas Hydrate-Bearing Sediments in Marine Environments

李丽霞 1梁前勇 2谢文卫 2杨胜雄 3于彦江 2蒋国盛 4刘天乐 4史浩贤2
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作者信息

  • 1. 中国地质调查局广州海洋地质调查局,广东广州 511458;中国地质调查局天然气水合物工程技术中心,广东广州 511458;广州海洋地质调查局天然气水合物勘查开发国家工程研究中心,广东广州 511458;中山大学海洋科学学院,广东珠海 519082
  • 2. 中国地质调查局广州海洋地质调查局,广东广州 511458;中国地质调查局天然气水合物工程技术中心,广东广州 511458;广州海洋地质调查局天然气水合物勘查开发国家工程研究中心,广东广州 511458
  • 3. 中国地质调查局广州海洋地质调查局,广东广州 511458;中国地质调查局天然气水合物工程技术中心,广东广州 511458;广州海洋地质调查局天然气水合物勘查开发国家工程研究中心,广东广州 511458;南方海洋科学与工程广东省实验室,广东广州 511458
  • 4. 中国地质大学工程学院,湖北武汉 430074
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摘要

固井是天然气水合物及其他深水油气资源安全稳定开发的关键环节和重要保障.当前,国内外开发了多种固井水泥浆体系以应对深水天然气水合物地层固井面临的低温、低破裂压力、水合物易分解、浅层高压气、水窜流等难题.概述了当前具有代表性的4类水合物地层固井水泥浆技术的研究现状,对比分析了低温早强固井水泥浆体系、低密度早强固井水泥浆体系、低热固井水泥浆体系、防窜固井水泥浆体系的优缺点.进一步探讨了新型固井水泥浆技术如保温隔热水泥浆体系、微生物自修复固井水泥浆体系、抗盐固井水泥浆体系在水合物地层中的适用性及应用前景,旨在为相关领域专家、学者提供关于天然气水合物地层固井水泥浆技术的最新研究动态,促进海域天然气水合物地层固井技术及相关领域学科的发展.

Abstract

The role of cementing in the secure and steady exploitation of natural gas hydrates and other deepwater hydrocarbon resources is of paramount importance.In addressing the distinctive challenges posed by deepwater gas hydrate formations,such as low temperatures,minimal fracture pressures,the inclination towards hydrate dissociation,high-pressure shallow gas zones,and aqueous migration,a spectrum of cement slurry systems has been developed with innovation both domestically and internationally.This scholarly work presents an exhaustive overview of the contemporary research status concerning four pivotal cementing slurry technologies that are specifically adapted for hydrate formations.It conducts a rigorous analysis of the merits and limitations of cementing slurry systems characterized by low-temperature early-strength,low-density early-strength,low-heat generation,and anti-migration properties.Furthermore,it thoroughly investigates the applicability and promise of nascent cementing slurry technologies,which encompass insulating and thermal barrier cementing slurries,microbially induced self-healing cementing slurries,and salt-tolerant cementing slurries,for their utilization in hydrate formations.This contribution aims to furnish the latest understanding and insights into the progressive trajectory of cementing slurry technologies within natural gas hydrate formations,benefiting both researchers and professionals,and catalyzing the advancement of cementing technology in marine natural gas hydrate formations and contiguous scientific fields.

关键词

天然气水合物/固井水泥浆/低温/早强/低水化热/防窜/自修复/深水钻探/海洋地质学

Key words

natural gas hydrates/cementing slurry/low-temperature/early-strength/low hydration heat/anti-tamper/self-healing/deepwater drilling/marine geology

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出版年

2024
地球科学
中国地质大学

地球科学

CSTPCD北大核心
影响因子:1.447
ISSN:1000-2383
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