钻井液与完井液

作者：张更,李文拓,黄洪林,罗鸣,马传华,吴艳辉,李军

单位：1.中国石油大学(北京)石油工程学院, 北京 102249；2.中海石油(中国)有限公司海南分公司, 海口 570100；3.中国石油大学(北京)克拉玛依校区, 新疆克拉玛依 834000；

关键词：天然气水合物, 热力学模型, 相平衡, Clausius-Clapeyron线性特征

基金：国家自然科学基金青年科学基金项目“超深水超浅层气钻井溢流井下智能识别与井筒压力控制方法”(52104012)；中国博士后科学基金资助项目“超深水超浅层气钻井地层-井筒耦合多相流动机理与溢流风险防控”(2024M753615)；国家资助博士后研究人员计划 “特超深井井筒多相流动机理与井下风险调控方法”(GZC20233105)；中国石油大学（北京）科研基金资助“超深油气井溢流早期智能监测与定量反演方法”(2462024XKBH006)。

准确预测含盐体系中天然气水合物的热力学稳定性，对预测水合物成藏范围、确定水合物分解域等具有重要意义。因此，综合考虑水合物晶穴非球形特征和含盐体系中电解质相互作用，建立考虑盐浓度的天然气水合物相平衡热力学模型，并与实验数据进行对比验证。研究结果表明，建立的三维相平衡曲面能有效预测天然气水合物热力学稳定性，纯水条件下的温度绝对平均相对偏差仅为0.08，且含盐条件下不超过0.15。在氯盐摩尔分数大于0.02、压力高于20 MPa时，化学因素导致p-T曲线发生平移。在压力较小时，平衡温度沿盐浓度方向的梯度剧烈变化，p-T曲线不再具有平移特性。同时，摩尔分数相同时，AlCl3比其他氯盐对CH4水合物的抑制作用更强。CH4水合物的lnp-X-1/T三维曲面局部表现出较好的Clausius-Clapeyron线性行为，曲面整体具有非线性特征，且氯盐电解质对CH4水合物的抑制效果越好，非线性特征越强。

来源：2025年第1期

《钻井液与完井液》期刊编辑部

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