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天然气水合物泥质粉砂储层控砂防堵筛管堵塞机理研究

天然气水合物作为一种清洁的非常规天然气资源，广泛分布于陆域永久冻土带以及深海浅层沉积层中，因其分布广、储量大的特点，被认为最有可能替代常规化石能源。安全高效的开发天然气水合物对于我国改善能源结构，如期实现“双碳”目标具有极高的战略意义。水合物泥质粉砂储层具有固结弱、埋藏浅、渗流难的问题，相较于传统油气领域开采时发生的出砂问题，出砂风险更大，出砂趋势更强，并在开发过程中伴随复杂的相态和温度变化，因此制约水合物长期安全高效开发的最主要的障碍就是出砂问题。水合物开采过程中的出砂是指水合物由固态分解为气液两相之后，原始的地层骨架力学性质变化甚至结构发生破坏，地层颗粒在流体拖曳作用下，运移并产出至井筒的现象。纵观世界上各个水合物试采工程，大都因出砂而导致试采被迫终止，因此为了缓解因出砂而导致井筒沙埋或泥皮堵塞的问题，控砂完井是水合物试采常采用的生产完井方式，常见的控砂介质分为筛网类介质和颗粒充填类介质，无论是哪种介质，厘清水合物储层泥质粉砂在控砂介质中的运移过程和堵塞规律，揭示泥饼堵塞诱发大压差作用下控砂介质的局部冲蚀破坏机理对于解决天然气水合物开采时的出砂问题都是至关重要的。

基于高效控砂完井及提产增效的需求，为了解决天然气水合物储层泥质粉砂在控砂介质中的运移过程和堵塞机理等问题，设计实验装置及流程，开展控砂防堵模拟实验研究，实验流程图如图1，基于本次实验，能够模拟天然气水合物泥质粉砂储层中筛网介质防砂颗粒充填类介质防砂的过程，有助于探明防砂介质的堵塞机理以及冲蚀破坏机理，以此设计出适用于储层的筛网挡砂精度。