对于深水钻井，必须要能够有效防止井筒气体水合物生成。为了能够评价深水钻井液在海平底井筒是否会由于温度低导致气体水合物形成，须建立深水钻井气体水合物生成模拟评价方法。

室内研究根据深水低温高压特点进行了高压动态模拟水合物热力学条件测试仪的设计。该仪器能进行静态和动态纯水体系下的水合物形成和分解实验研究；能进行静态和动态钻井液体系下水合物形成和分解特性研究；能用于水合物抑制剂的筛选实验。同时该仪器可实现30MPa压力以下可视化，核定试验压力达到50MPa。

高压动态模拟水合物热力学条件测试仪主要由钻井液储罐、泥浆泵、流量传感器、气体增压泵、反应釜、磁力搅拌机构、高低温试验箱、制冷系统、减压阀、压力测量系统、数据采集与处理系统、机箱等组成。工作温度为-40～80℃；工作压力≤50MPa；反应釜体积为1 500 ml；温度传感器精度为0.1℃，压力传感器精度为0.25%F.S，质量流量传感器精度为1%F.S；实验介质类型为水、钻井液、甲烷和天然气。图5-12给出了室内研究中气体水合物生成的照片。

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图5-12　气体水合物生成情况

如图5-13所示，高压动态模拟水合物热力学条件测试仪的工作原理为：首先用清洗液和实验气体吹洗高压反应釜及其管路，然后通入一定体积钻井液或纯水至高压反应釜中。随后打开气体增压泵，泵入实验气体至一定压力。静置一段时间后，开启高低温试验箱和磁力搅拌装置，设定温度，记录降温过程的压力、温度和流量变化。实验结束后，打开排气口减压阀，卸载系统压力。然后打开排液口，排出钻井液或纯水。改变实验设定，可进行多种实验。

图5-13　反应釜结构示意图