2023年钻井液常见污染问题分析及处理措施.docx

钻井液常见污染问题分析及处理措施 邹强 摘  要：在进行钻井施工的时候，钻井液作为必须使用的多功能循环流体，由于施工环境的复杂性，很容易受到各种污染和破坏，例如硫化氢 、石膏、二氧化碳、盐水等，如果不对这些常见的污染进行有效处理，就很容易造成钻井液的功能下降从而大大影响钻井施工的顺利开展，因此，做好对钻井液常见污染问题的分析和处理是至关重要的。 关键词：钻井液  污染  问题分析 中图分类号：TE254    文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2023）02（a）-0050-02 我国的钻井施工操作较为复杂，涵盖了较多的环节，因此，为了确保钻井施工的顺利开展，使用钻井液是十分重要的。但是，在钻井施工的现场，会有很多因素造成对钻井液的污染，如地质层中的盐膏、酸性流体等物质，会对钻井液产生侵蚀作用，从而导致钻井液无法发挥最正确性能;因此，了解各类常见的污染物质，并且进行针对性分析和处理是十分必要的。 1  钻井液的概述及作用 目前，在我国的钻井施工过程中，钻进液是必不可少的多功能循环流体，钻进液还有另一种称呼：钻孔冲洗液。一般情况下，钻井液的种类较多，可以分为清水、泥浆、乳状液、泡沫、压缩空气等等。而其中，清水是在施工中最早使用的钻进液，因为清水的本钱较低、使用便捷、并且不需要经过其他额外技术处理，因此适用性较广，尤其是适用于岩石层完整且水资源丰富的地区，所以也是我国最先开始使用的钻进液。对于泥浆而言，是目前使用率最高的钻进液，其效果较好，主要是运用在某些土质疏松、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。 在我国的钻井施工中，必然要使用到钻进液，其功能及作用如下：（1）对井底的清洁效果较好，钻井液会带有岩屑，可以有效防止钻头产生重复切削作用，以减少磨损。（2）可以对钻头部位进行冷却和润滑，以实现有效降低钻头温度的作用，从而有效减少钻具的磨损程度，延长其使用年限及使用寿命。（3）可以减少对油气层的污染和破坏，并且防止井壁的倒塌和坍塌。（4）可以实现全面控制地层压力的效果，防止出现井喷、井漏等现象，同时防止了地层流体对钻井液的污染和破坏。（5）可以加大传输水力功率的效果，提升井下动力钻的工作效率。（6）钻井液可以通过喷嘴喷水出高速的射流，对岩石产生辅助破坏效果，提升钻井施工的效率。 2  钻井液常见的污染漏分析 2.1 硫化氢 如果地质层有硫化氢溶液渗入，那么在高温的情况下，使用钻井液很容易出现被硫化氢污染和破坏的情况。一般情况下，硫化氢溶液是呈现弱酸性的，这在某个程度上会削弱钻井液的酸碱数值，从而使得钻井液的胶体特质的功能和效果下降，也会给整体的钻井液带来较大的不利影响。除此之外，硫化氢还会对各类钻井过程中使用的各类设施设备造成一定的侵蚀及腐蚀作用，这些硫化氢在水溶液的状态下，会发生电解反响，产生出氢离子、硫氢根等等电离子，其中氢硫酸及硫氢根会造成位于阴极位置的氢原子无法形成氢分子;但是，在这种情况下，钻井设施设备之间缝隙部位的氢原子会形成氢分子，并随着其体积的不断增加，而导致钢筋板材内部的气压持续攀升，其中某些低强度的钢筋板材就会开始产生脱落或者氢泡现象，另外，某些高强度的钢筋板材的柔韧性能也会受到影响，极其容易发生裂缝、断裂的问题。 2.2 石膏 石膏的污染破坏力对钻井液也是较大的，特别是对于某些聚合物钻井液来说更加明显，由于其整体抵抗污染物的能力较差，因此，很容易受到石膏的污染和破坏，从而造成钻井液的酸碱数值的减少;在石膏中，钙离子会使钻井液的稠度不断增加，并且导致钻井液黏度切力和滤失量的增加，最终会造成钻井液性能下降，给钻井现场施工增加了一定难度。 2.3 二氧化碳 二氧化碳的破坏也是造成钻井液被污染的重要因素之一，目前，常见的二氧化碳污染主要为以下4类：（1）在进行钻井液的配浆过程中，操作失误导致融入量超过标准要求;（2）没有进行变值的调控，直接在钻井液里参加了二氧化碳;（3）在高温的环境下，某些有机物会直接产生二氧化碳;（4）受到了地质层的流体影响，其局部二氧化碳的融入到了钻井液中。如果钻井液受到了二氧化碳的污染，那么会导致钻井液的浓度不断增加，其泥岩水化膨胀力的作用也会提升，从而增加了钻井液的黏度切力;此外，由于二氧化碳的水溶液是呈现弱酸性等，因此，也会产生对钻井的设施设备或线路的侵蚀、腐蚀作用，从而大大增加了施工的工作量和困难度。 2.4 盐水 在我国的地质层中，盐水的含量是较高的，尤其钙性质盐水和钠性质盐水;而在进行钻井施工的时候，就会产生各类性质的盐水，而这些盐水会造成钻井液酸碱数值的减少，增加了钻井液的粘稠性，并且盐水还会使钻井液失去胶体特质的作用，从而不利于钻井施工的顺利开展。 3  对于钻井液常见污染问题的有效对策 3.1 对于硫化氢污染的处理方法 如果温度环境过高，那么在进行高温讲解的操作中，鉆井液处理试剂——磺化酚腐植酸铬（PSC）及褐煤树脂（SPNH）就会产生硫化氢，并且，磺化酚腐植酸铬（PSC）里的碱性乙酸铬（Cr3+）也会与处理试剂发生一系列的氧化复原反响，产生硫化氢，从而增加了钻进施工的难度。因此，为了防止出现此类情况，需要在第一步选择钻井液的处理试剂时，尽可能选择整体抗高温性质的处理试剂，并且尽可能避开氧化反响的处理试剂。其次，如果钻井液已经被污染了，那么可以采取一定的措施进行补救，例如，先提升井液酸碱数值，然后再参加适量的碱式碳酸锌（Zn2（OH）2CO3），对于使用剂的含量需要严格控制，不可过多或者过少，确保科学性与合理性，从而有效降低硫化氢的含量，以恢复整体的钻井液性能。 3.2 对于石膏污染的处理方法 如果钻井液被石膏污染了，可以增加钻井液的酸碱数值，同时别离其絮凝，促使钻井液复原标准絮凝结构，实现黏土颗粒大小的平均性，从而确保钻井液中的钙离子含量维持在一定的标准内，确保钻井液的整体功能处于良好的状态。其次，如果需要预防石膏污染，那么在第一步使用钻井液的时候，就需要使用抗污染性能佳的聚磺钻井液，并且在钻进工作进展到在石膏地质层的时候，提前做好井浆的处理工作，可以确保其高效转换为聚磺钙，以降低石膏的溶解性能，从而减少石膏的污染和破坏作用。 3.3 对于二氧化碳污染的处理方法 为了防止出现二氧化碳污染，提升整体的钻井液黏度切力是关键性措施之一，可以通过增加适量的使用剂量，确保增加钙离子的整体含量，从而实现对钻井液黏度切力的增强效果;此外，还需要对泥岩的水化膨胀现象进行全面控制，从而减少二氧化碳对钻井施工使用的设施设备产生侵蚀、腐蚀作用。 3.4 对于盐水污染的处理方法 在对盐水污染进行处理的时候，可以参加足量的护胶剂，提升钻井液的胶体性能。其次，如果是钙性盐水，需要使用纯碱去除多余的钙离子含量，并且让钻井液处于标准絮凝现状，一般情况下，如果盐水浸入到了钻井液中，而钻井液中的处理试剂容量比拟少，那么钙离子很难处理，就会造成酸碱数值的降低。反之，如果纯碱过多，那么又会增加钻井溶液中碳酸离子的整体含量，造成钻井液黏度切力的增加，因此，这个时候，主要使用的对策方法就是用生石灰进行有效处理。 4  结语 综上，在进行钻井施工的时候，硫化氢、盐水、二氧化碳、石膏等物质都会对钻井液造成破坏和污染，因此，为了保障钻井液的最正确性能，确保钻井施工的高效开展，需要针对这些污染问题进行分析，以不断提升钻井液的抗污染性能，从而促进我国钻井行业的高效、稳定开展。 参考文献 [1] 马长栋.钻井液常见污染问题及处理方法[J].化工设计通讯，2023，42（12）：123-124. [2] 王锐霞.钻井液常见污染问题分析及处理措施[J].科技创新与应用，2023（15）：139.