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        鉆井液受污染處理技術(shù)

        2016-09-09 03:39:58吳俊武虎彪
        關(guān)鍵詞:污染質(zhì)量

        吳俊,武虎彪

        (中石化江漢石油工程有限公司鉆井二公司,湖北 潛江 433123)

        楊龍龍,張洋

        (荊州嘉華科技有限公司,湖北 荊州 434000)

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        吳俊,武虎彪

        (中石化江漢石油工程有限公司鉆井二公司,湖北 潛江 433123)

        楊龍龍,張洋

        (荊州嘉華科技有限公司,湖北 荊州 434000)

        在超深井中常由各種原因引起水基鉆井液受到CO2-3、HCO-3污染,該污染嚴(yán)重影響鉆井液性能,造成鉆井液黏切失控、濾失量增加、濾餅質(zhì)量變差,更嚴(yán)重的會引起鉆井液固化。從污染來源、污染機(jī)理、鉆井液性能的改變、定量確定(CO2-3、HCO-3)污染量、處理污染流程、優(yōu)選處理劑等方面闡述了現(xiàn)場處理污染的有效方法。以新疆塔河TP263井為例,三開鉆進(jìn)至6139m時鉆井液受污染,鉆進(jìn)至6310m時鉆井液性能表現(xiàn)出不穩(wěn)定的現(xiàn)象,通過緩慢加入生石灰和降濾失劑進(jìn)行處理,現(xiàn)場鉆井液性能恢復(fù)良好,保證了鉆井的安全。

        鉆井液性能;二氧化碳;侵污機(jī)理;鉆井液受污

        1 污染的來源

        2 污染的判斷方法

        2.1定性判斷

        表1  Vp、VM與離子質(zhì)量濃度之間關(guān)系

        2.2定量判斷

        現(xiàn)場取鉆井液濾液1mL,用蒸餾水稀釋至200mL,滴加酚酞指示劑數(shù)滴使溶液變紅,用0.01mol/L的H2SO4滴定,當(dāng)溶液剛好成無色,即pH=8.3時,記錄消耗H2SO4體積為Vp;再向溶液中滴加甲基橙指示劑數(shù)滴,繼續(xù)用0.01mol/L的H2SO4滴定,溶液顏色呈橙紅色,即pH=4.3時,記錄消耗H2SO4體積為VM。根據(jù)表1可快速計(jì)算出各離子質(zhì)量濃度之間的關(guān)系。

        3 污染的處理方法

        3.1處理劑優(yōu)選

        由于鉆井施工現(xiàn)場的特殊性,對處理劑的選擇不僅要考慮使用效果,還要考慮使用量、經(jīng)濟(jì)成本、運(yùn)輸方式以及后面連續(xù)性施工的可行性。

        2)供Ca2+體施工現(xiàn)場常使用CaO、Ca(OH)2、CaCl2、CaSO4·H2O作為供Ca2+體,這4種供Ca2+體摩爾質(zhì)量依次升高,單位質(zhì)量處理劑提供的Ca2+的量依次減少。因此從這方面考慮,CaO作為供Ca2+體的首選。

        3.2現(xiàn)場預(yù)防與處理流程

        現(xiàn)場應(yīng)堅(jiān)持“預(yù)防為主”的原則,從源頭上杜絕污染的發(fā)生。從污染的來源,首先應(yīng)了解地質(zhì)預(yù)報(bào),在鉆遇異常高壓層前提高鉆井液的密度,平衡地層壓力,防止地層流體的侵入;其次在處理鉆井液或使用新鉆井液材料時,做好小型試驗(yàn),防止加藥過量或不合格處理劑的使用。

        4 現(xiàn)場應(yīng)用

        表2 鉆井液受侵污性能變化

        注:μf為漏斗黏度;μp為塑性黏度;τd為動切力;τi為初切力;τf為終切力;VAPI為API濾失量;Vhthp為高溫高壓濾失量。下同。

        表3 鉆井液污染后用生石灰處理情況

        在生石灰質(zhì)量濃度為0.5g/L時,pH值升到10,Ca2+質(zhì)量濃度達(dá)到414mg/L。根據(jù)濾液中Ca2+質(zhì)量濃度在400~700mg/L時,才能維持鉆井液性能穩(wěn)定的要求,可以判斷加入生石灰能滿足現(xiàn)場施工要求。

        在現(xiàn)場作業(yè)中緩慢添加生石灰,同時加入1%~1.5%磺化降濾失劑SMP-1、CSMP和1%~2%降濾失劑LV-CMC、HV-CMC以改善鉆井液濾失量和流變性。處理前后鉆井液性能對比如表4所示,用生石灰和降濾失劑進(jìn)行維護(hù)后,現(xiàn)場鉆井液性能恢復(fù)情況較好,達(dá)到了治理污染,保障井下安全的目的。

        表4 處理前后鉆井液性能對比

        5 結(jié)論

        1)當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆井液性能變差、濾失變大且處理困難時,需要綜合常規(guī)性能及濾液分析,綜合判斷鉆井液受污染的情況。

        2)新疆塔河TP263井三開鉆進(jìn)至6139m時鉆井液受地層鹽侵污染,鉆進(jìn)至6310m時鉆井液性能表現(xiàn)出不穩(wěn)定的現(xiàn)象。緩慢加入生石灰,補(bǔ)充降濾失劑,鉆井液性能恢復(fù)情況較好,達(dá)到了治理污染的目的。

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        [編輯]帥群

        2016-04-02

        吳俊(1987-),男,助理工程師,長期從事現(xiàn)場鉆井液的服務(wù)工作,wu_jun123@yeah.net。

        TE254

        A

        1673-1409(2016)26-0039-04

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