油田钻井液污染物处理浅谈.doc

1、1油田钻井液污染物处理浅谈【摘要】 钻井液污染严重影响到钻井液的流变性和滤失性能，只有及时的对钻井液性能进行调整，或者用化学方法清除它们，才能保证钻进的正常进行。 【关键词】 钻井液；污染；防治；处理 1 主要污染种类和治理方式 1.1Ca2+/Mg2+的污染 淡水粘土型钻井液受 Ca2+/Mg2+的污染后粘度和失水量增加，Ca2+/Mg2+来源于配浆水、地层水或挥发岩中，处理方法如下： 1.1.1 从地层或配浆水溶解出来的 Ca2+一般用纯碱处理： Ca2+Na2CO3CaCO3+2Na+的（1.0mg/1 需 0.00265kg/m3 的Na2CO3） PH 值升高有助于减少钙的溶解 1.

2、1.2 硬石膏/石膏的污染（CaSO4/CaSO4H2O） 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 2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。1.1.3Mg2+的污染 若用海水和高含镁地层水作为配浆水便会遇到的 Mg2+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

3、部分的Mg2+在值大于 10.5 时沉淀下来： Mg2+2NaOHMg（OH）2+2Na+（1.0mg/1Mg2+需 000331kg/m3 的NaOH） 应用举例：6 月份我辽河的一区块水源化学水分析结果：762mg/1、1118.49mg/1 和 C1-4290mg/1，其它 SO2-4CO-3 和 CO-3 为零。配浆水 Mg2+的污染导致钻井液中压滤矢量和 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。 1.2 水泥/石灰的污染 水泥由几种复杂的钙化合物组成，这

4、些化合物与水反应都会生成Ca（OH）2+，100 当量得水泥会生成 79 当量的 Ca（OH）2+，石灰会使淡水型钻井液絮凝，引起粘度和失水的上升，处理 Ca（OH）2+的污染涉及到降低值 pH 和控制 Ca2+的浓度 1.2.1 处理方法 3用下述一种或几种方法结合来处理水泥污染： （1）废弃； （2）小苏打处理； （3）焦磷酸钠（SAPP）处理。 1.2.2 处理方法的评价 （1）纯碱。 除非能小心监测 PH 值升高，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+2NaOH （2）高温。 当高温大于 2

5、50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。 1.2.3 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 1.52.14.kg/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。 1.3 氯化钠污染 盐污染可来源于配浆水、盐水侵、盐层或挥发盐层，从化学上讲可以是钠盐、钾盐、镁盐或钙盐或是这些盐的混合物，最普遍的是氯化钠。盐会絮凝淡水钻井液造成粘度和失水出现问题，如果盐污染更加严重或受二价离子污染严重时，粘土颗粒的聚沉会导致粘度降低和失水量得进4

6、一步加大。 处理方法： （1）可加铁络盐和烧碱来降絮凝，加淀粉和聚阴离子纤维素来降失水。 （2）用铁络盐和烧碱处理预水化搬土浆后再加到钻井液中。 （3）随着盐的增加 Ca2+的浓度也增加，便需加入纯碱来除钙。 （4）当需要加入能起化学作用的材料到盐污染或盐水钻井液中时，这些材料必须预水化或溶解以能达到最佳效果。 1.4 碳酸根/碳酸氢根的污染 当水基钻井液被碳酸盐污染时，流变性与失水便会出现问题，碳酸盐依钻井液中 PH 值得不同以三种不同形式出现，这些形式是H2CO3、HCO-3、 CO2-3。当 PH 值低于 5 时，主要是 H2CO3 ；PH 值 89时，主要是 HCO3-；PH 值大于

7、12 时，主要是 CO2-3。处理时，加入 Ca2+含使其生成 CaCO3 沉淀，Ca2+以石灰或石膏的形式加入，如果用的是石膏，石灰或烧碱必须同时加入以使 HCO-3 转变成 CO2-3，否则 HCO-3 与Ca2+是不起反应的。如果使用石灰，PH 值将增加，可能需要加入石膏或铁络盐来缓冲 PH 值的增大，不要加入木质素，因为木质素会与石膏和石灰反应其结果会影响后者别的化学反应，另外推荐不要把所有的碳酸盐都反应完，至少要留有 10002000mg/ 1 浓度的碳酸盐在钻井液中，所发生的化学反应和处理浓度如下： 加石灰：Ca（OH）2+HCO-3+CO2-32CaCO3+3OH-+H2O 加石

8、膏和石灰或石膏和烧碱：2Ca2-+OH-+HCO2-32CaCO3+H2O 5处理所需要量如下：1.0mg/1CO2-3 需 0.00123kg/m3 石灰； 1.0mg/1CO2-3 需 0.00285kg/m3 石膏； 1.0mg/1HCO-3 需 0.000599kg/m3 石灰； 1.0mg/1HCO-3 需 0.000656kg/m3 烧碱。 1.5 硫化氢污染 H2S 的毒性和腐蚀性都很强，空气中含量很少几分钟内便使人致命，当预测有 H2S 时，预先要完全熟悉防护措施，对钻井液的粘度，失水和化学性质都有不利影响，但安全问题是最重要的。 1.5.1 处理的方法 最与效的处理 H2S 方法是，在控制好钻井液中 PH 值的同时用碱式碳酸锌处理： （1）用烧碱或石灰把 PH 值调到 10.0 以上。 （2）加入 5.78.55kg/ m3 的碱式碳酸锌。 注意：不能单纯依靠控制 PH 值来控制 H2S 污染 2 结束语 钻井液在石油和天然气钻井过程中必不可少。为达到安全、快速钻井的目的，使用了各种类型的钻井液添加剂，而且随着钻井深度增加和难度加大，钻井液中加入的化学添加剂的种类和数量也越来越大，对钻井液性能要求也越来越高。只有及时的对钻井液性能进行调整，或用化学方法清除钻井液污染物，才能保证钻井生产的正常进行。