技能培训课件之钻井液污染物及处理技术.docx

1、钻井过程中，常有来自地层的各种污染物进入钻井液中，使其性能发生不符合施工要求的变化，这种现象称为钻井液污染。有的污染物严重影响到钻井液的流变性和滤失性能，有的加剧对钻具的损坏和腐蚀。当污染严重时，只有及时的对钻井液性能进行调整，或则用化学方法清除它们，才能保证钻进的正常进行，下面对钻井液污染问题进行了详细讨论1.Ca1.Ca2+2+/Mg/Mg2+2+的污染的污染淡水粘土型钻井液受 Ca2+/Mg2+的污染后粘度和失水增加，Ca2+/Mg2+来源于配浆水、地层水或挥发岩中。处理方法如下：1.1从地层或配浆水溶解出来的 Ca2+一般用纯碱处理：Ca2+Na2CO3CaCO3+2Na+(1.0mg

2、/lCa2+需 0.00265kg/m3的 Na2CO3)pH 值升高有助于减少钙的溶解。1.2硬石膏/石膏的污染(CaSO4/CaSO4.H2O)石膏地层从只有几厘米到几千米厚不等，钻这种地层会引起钻井液絮凝和失水失控等问题，这是因为 Ca2+浓度增大所引起的。如果石膏层不太厚，就用纯碱处理：CaSO4+Na2CO3CaCO3+Na2SO4可能需要添加抗高温淀粉或聚阴离子纤维素来控制失水，用铁络盐降粘度，若是巨厚的石膏层，可能要转换成与石膏相容的钻井液体系，这可以通过增加铁络盐、烧碱和降失水剂转换成石膏钻井液体系来达到。1.3Mg2+的污染若用海水和高含镁地层水作为配浆水便会遇到 Mg2+的

3、污染问题，污染的影响与 Ca2+污染相似，Mg2+污染常用烧碱处理，体系中大部分的 Mg2+在 pH 值大于 10.5 时沉淀下来：Mg2+2NaOHMg(OH)2+2Na+（1.0mg/lMg2+需 0.00331kg/m3的 NaOH)应用举例：6 月份我公司马厂区块马 19-19 井水源井化学水分析结果：Ca2+7.62mg/l、Mg2+1118.49mg/l 和 Cl-4290mg/l，其它 SO42-、HCO3-和 CO3-为零。配浆水 Mg2+的污染导致钻井液中压滤失量和 pH 值指标恶化，耗费了大量降滤失剂依然无法稳定钻井液性能。井队根据泥浆技术管理部要求更换配浆水和使用纯碱和烧

4、碱处理污染物后，只加入少量降失水剂和稀释剂便稳定了钻井液性能。2 2水泥水泥/石灰的污染石灰的污染当固井作业或钻开水泥塞时便造成水泥污染，污染的严重性与污染时钻井液状态和水泥状态有关，钻井液状态包括固相含量、抗絮凝剂的浓度等，水泥状态指水泥的胶结程度，胶结差的水泥(有时叫绿水泥)比胶结好的水泥造成更严重的污染，水泥由几种复杂的钙化合物组成，这些化合物与水反应都会生成 Ca(OH)2，100当量的水泥会生成 79 当量的 Ca(OH)2，石灰会使淡水粘土型钻井液絮凝，引起粘度和失水的上升，处理 Ca(OH)2的污染涉及到降低 pH 值和控制 Ca2+的浓度。2.1处理方法可用下述一种或几种方法结

5、合来处理水泥污染：a.废弃如果污染严重，处理不实际时，把污染最严重的那部分钻井液废弃不要或按石灰钻井液来处理。b.小苏打(NaHCO3)处理：小苏打与 Ca2+反应生成不溶的 CaCO3，由于在钻水泥时 pH 值较高，Ca2+的浓度一般不超过 200400mg/l：Ca(OH)2+NaHCO3CaCO3+NaOH+H2O(1.0mg/lCa2+需 0.00211kg/m3的 NaHCO3)这反应只中和了一半的 OH-，另一半转变为 NaOH，这会导致PH 值升高，可通过有机酸(铁络盐或腐植酸)与小苏打一起加入来解决。c.焦磷酸钠(SAPP)处理SAPP 与 Ca(OH)2反应生成不溶的 CaP

6、2O7：Ca(OH)2+Na2P2O7CaP2O7+2NaOH+H2O(1.0mg/lCa2+需 0.00277kg/m3的 SAPP)SAPP 与 Ca(OH)2的反应不够彻底，所以往往要加过量的 SAPP，反应的结果同样也会造成 PH 值升高，如果井底温度大于 175，SAPP 会变成一种絮凝剂。d.有机酸(铁络盐或腐植酸)处理大约 1kg/m3的 Ca(OH)2可中和 78kg/m3的有机酸。2.2处理方法的评价a.纯碱除非能小心监测 pH 值的升高，否则不推荐用纯碱来处理水泥污染，因为纯碱与水泥反应没有 OH-被中和会导致过高的 pH 值：Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOHb.高温当温度大于 250时，水泥污染的钻井液可能会固化，这时加入 2.858.55kg/m3的抗高温降絮凝剂(磺化苯乙烯马来酸酐共聚物 SSMA）便能稳定被污染钻井液的稳定性。11.2.3预处理用小苏打预处理钻井液能造成 CO32-污染，所以一般预处理量不应超过 1.52.14kg/m3。用有机酸铁络盐或腐植酸预处理会有助于缓冲 pH 值的升高。3 3氯化钠污染氯化钠污染盐污染可来源于配浆水