在深水非成巖地層天然氣水合物試采過程中,隨著試采時間增長,大面積弱固結地層中的水合物分解后,可能造成海底地層沉降,損壞井口和海底管匯,導致試采工程失敗。為此,建立了非成巖地層水合物試采過程中的海底地層沉降和井口穩(wěn)定性分析模型,分析認為水合物分解后產生的負摩阻力和下拉載荷是導致井口失穩(wěn)的主要因素,并采用有限元強度折減法模擬研究了水合物分解對地層沉降和井口穩(wěn)定性的影響,結果發(fā)現,水合物分解后管柱周圍的負摩阻力主要分布于表層導管底部向上約1/3的區(qū)域,且水合物分解半徑越大、水合物飽和度越高,負摩阻力越大。自主研發(fā)了天然氣水合物開采井口模擬試驗裝置,進行了水合物分解對井口穩(wěn)定性影響的室內模擬試驗,負摩阻力的模擬試驗結果與數值模擬結果相比,相對誤差在10%以內,驗證了計算模型和數值模擬結果的可靠性。研究成果可為深水非成巖地層水合物試采時間控制和井口安全評估提供理論參考。

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【文章目錄】：
1 海底地層沉降及井口穩(wěn)定性分析模型的建立
2 地層沉降及井口穩(wěn)定性數值模擬
    2.1 模型及初始邊界條件
    2.2 水合物分解對地層強度及孔隙壓力的影響
    2.3 下拉載荷及井口穩(wěn)定性分析
3 水合物分解對井口穩(wěn)定性影響的模擬試驗
    3.1 試驗裝置
    3.2 試驗過程
    3.3 試驗結果分析
4 結論及認識



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