摘要：通过地质钻探对赋藏岩心进行取样是最为直观有效的水合物勘探方法。钻头钻进过程中往往会产生较高的温升,天然气水合物赋藏岩层对外界条件又具有非常高的敏感性,其周围温度和压力条件的改变会使水合物分解。为此,建立有限元模型并对钻头破岩过程进行仿真模拟,重点研究了取样钻头、水合物赋藏岩层以及岩心样品的温度分布和变化情况。研究结果表明,取样过程中温升较高的区域主要集中在井底,最高温升在井底呈散点状分布;钻头钻进时切削齿前端面尖点首先与岩层接触产生摩擦热,热量由尖点向内部传递导致温度梯度;钻速越高,钻头转速越快,岩层温升越高;钻探取样过程中摩擦热本身对岩心样品温升的影响较小,实际操作时应注意后续提钻作业中的保真保压。

关键词：天然气水合物 取样钻头 温度场 有限元 仿真 

单位：中国石油大学华东化学工程学院 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院