钻井液及滤液分析

浅谈油田钻井液技术及其废弃液的处理随着石油工业的发展，油田钻井液技术作为石油钻探工程中的重要环节，发挥着不可替代的作用。

油田钻井液技术主要用于油、气田的探井开发，在钻井过程中兼具冷却钻头、悬浮岩屑、控制井底压力、防止井壁塌陷等多种功能，为整个钻井作业提供了重要的保障。

而随着油田开采的不断深入，对钻井液技术及废弃液的处理要求也越来越高。

本文将就油田钻井液技术及其废弃液的处理进行深入探讨。

一、浅谈油田钻井液技术1. 液相包裹体技术液相包裹体技术是一种通过分析地层中包裹体中的相态和成分，来获取地层中原油的成因、及其成岩、成藏史的一种技术。

利用液相包裹体技术可以对油田中的油气资源进行准确评价，指导钻井的精确定位，提高勘探钻井的成功概率。

2. 钻井液的种类与用途钻井液是钻井作业中不可或缺的重要工艺，它的主要功能是清洁钻井井壁，协助冷却钻头，控制井底压力，悬浮岩屑，防止井壁塌陷等。

根据不同地质条件和钻井目的，钻井液可以分为水基钻井液、油基钻井液和气体钻井液三大类。

水基钻井液具有水溶性好，环境友好等优点，适用于陆上和浅海水域的钻井作业；油基钻井液在高温、高压、高硫化氢环境下具有更好的稳定性和润滑性，适用于复杂地质条件和特殊工况下的钻井作业；气体钻井液是一种低密度液体，特点是不含润滑剂、分散剂和悬浮剂，适用于高度敏感的地质层和油气层。

3. 钻井液的性能要求钻井液技术的核心是设计出性能优良的钻井液，在满足钻井作业需求的同时减少对环境的污染。

优质的钻井液要具有以下特点：稳定性好，能够在高温、高压条件下保持良好的性能；分散性好，能够有效悬浮岩屑和井壁碎屑，保护井壁；膨润土含量适中，能够形成良好的井壁铜膜，保护井壁稳定；低毒低污染，不对环境和井下设备造成危害。

二、油田钻井液废弃液的处理油田钻井液废弃液是指钻井作业中产生的废弃液体，主要包括泥浆、污水、废油、废渣等。

这些废弃液体含有大量的油脂、钻井液添加剂、重金属离子等有机和无机物质，具有一定的毒性和腐蚀性。

浅谈油田钻井液技术及其废弃液的处理钻井液是指在油田钻井过程中用来冷却、保护钻头、悬浮钻屑、平衡地层压力等作用的一种特殊的工业液体。

随着油田钻井技术的进步，越来越多的新型钻井液技术出现，这些新技术对油田的开采和生产具有重要的推动作用。

一、常见的钻井液技术1.泥浆钻井液泥浆钻井液又称作淤泥钻井液，是一种含有粘土、饱和盐水、油饼等添加物的水基液体体系。

其主要功能是悬浮和输送钻屑、冷却钻头、润滑钢管及井壁，防止井壁塌陷，稳定地层。

泥浆钻井液不仅可以用于油井的钻探，也可以用于天然气井和水井的钻探。

2.油基钻井液油基钻井液指的是以石油为基础的一种环保型钻井液。

它采用石油混合材料作为基质，再通过添加助剂和添加剂等，形成一种稳定的液体体系。

油基钻井液具有良好的稳定性和流动性，可以有效地减少井眼沉积物和钻探液的污染，对钻头有很好的润滑和冷却效果，因此它成为越来越多油井的首选钻井液。

水基钻井液是以水为基础的一种钻井液，它的选择取决于井深，井径和地层特性等方面因素。

水基钻井液通常使用清水、海水和矿化水等原材料，其中加入多种助剂和添加剂来调整液体性质和性能。

钻井过程中产生的钻井液，除局部散失外，剩余大部分含固、液、气三相。

其中，固相主要由钻井固废、钻屑等组成；液相是钻井液和地下水等；气相包括钻井液挥发物和井壁气等。

这些废弃液如果不及时处理，会对环境和人类健康构成威胁。

1.压滤处理法钻井液废弃液中的悬浮物可以通过压滤处理法去除。

该技术在实践中得到了广泛推广。

该过程需要用到压滤机，在压滤机内夹入钻井液，然后将其通过压滤机的压缩作用下，使其内部水分迅速被压缩和排出，实现水分和固态物质的分离。

2.离子交换法离子交换法是钻井废液处理的一种权威技术，有着很高的处理效率。

其基本原理是利用具有特殊化学结构的高分子化合物，通过吸附和交换小分子物质之间的离子交换过程而提取有害物质。

3.过滤膜分离法过滤膜法可以有效去除废液中钻屑、沉淀物等杂质，同时保留钻井液中的有用成分。

钻井液分析操作规程一．HTHP失水操作步骤：1．把温度计插入钻井液压滤器外套加热套的温度计插孔中，接通电源，预热至略高于所需温度（高5－6度）；2．将待测钻井液高搅一分钟，倒入压滤器中，使钻井液液面距顶部13mm,放好滤纸，盖好杯盖，用螺丝顶紧固定；3．将上下两个阀杆关紧，放进加热套中，把另一温度计放入压滤器上部温度计插孔中；4．连接气源管线，把顶部和底部压力调节至690Kpa(6.18atm),打开顶部阀杆，继续加热至所需温度（样品加热时间不超过一小时）；5．待温度恒定后，将顶部压力调至4140Kpa(40.86atm)，打开底部阀杆并计时，收集30分钟的滤液。

在实验过程中，温度应在所需温度的正负3度以内，如滤液接收器内的压力超过690Kpa（6.18atm）,记录30分钟收集的滤液体积。

6．实验结束后，关紧底部和顶部阀杆，关闭气源、电源，取下压滤器，并使之保持直立状态冷却至室温，放掉压力器内压力，取出滤纸，用水冲洗泥饼表面的浮泥，测量并计录泥饼厚度和滤失量；7．计算公式：7.5分钟收集的滤液体积×2＝30分钟的滤失量（ml）二．亚甲基兰含量的测试步骤及坂土含量的计算：1．取2ml钻井液加入三角烧瓶中，加入10ml蒸馏水，15ml 的3％双氧水，0.5ml的5N(2.5mol/L)硫酸溶液，缓慢煮沸10分钟，但不能蒸干，然后用水稀释至50ml.2．以每次0.5ml的量将亚甲基兰溶液（3.74g/L）加入三角烧瓶中，并旋摇30秒，在固体悬浮的状态下，用搅棒取一滴液体在滤纸上，当染料在染色固体周围显出绿----兰色环时，摇荡三角瓶2分钟，再用搅拌棒取一滴在滤纸上，若色环仍不消失，则表明已到滴定终点；若色环消失，则继续上述操作，记录所耗亚甲基兰溶液的毫升数；3．坂土含量的计算（MBT）：MBC（ml）=消耗的亚甲基兰溶液体积/钻井液体积MBT(g/L) =14.3*MBC注：MBC----亚甲基兰容量MBT----坂土含量三．滤液分析：1．CL-含量的测定：a、量取1ml或更多的滤液注入锥形瓶中，加入2―3滴酚酞指试剂，如果溶液显粉红色即用移液管逐滴加酸（硫酸或硝酸），直至颜色消失，如果溶液颜色很深，可另加2毫升0.02N硫酸或硝酸搅拌，然后加入1克CaCO3搅匀；b、加入25―50毫升蒸馏水及5－10滴K2CrO4指试剂，用移液管逐滴加入AgNO3标准溶液并连续搅拌，直至溶液颜色从黄色变为橙红色30秒不消失，记下AgNO3标准溶液的毫升数；c、计算：CL-含量=（mg/L）AgNO3溶液的浓渡*AgNO3的体积×35.45×1000/所取滤液的体积2、Ca++含量的测定a、量取1毫升滤液放入三角烧瓶中，加入20ML蒸馏水和1:2的三乙醇胺溶液2ML,再用2mol/LNaOH溶液调节PH值在12－14，加入约30mg的钙指示剂，用0.01mol/L的EDTA标准溶液滴定至紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗的EDTA标准溶液的体积；b、计算:Ca++含量（mg/L）＝EDTA的浓度*EDTA消耗的体积*40.08*1000/所取滤液的体积3、Mg++含量的测定:a、用移液管量取1ML滤液至三角烧瓶中，加入蒸馏水20ML和1:2的三乙醇胺溶液2ML，摇动，再加入氨缓冲溶液5ML，加入0.5％的铬黑T指示剂6滴，用0.01mol/L的EDTA标准溶液滴定至紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗的EDTA标准溶液的体积（V1）;b、计算Mg++含量（mg/L）＝EDTA的浓度*（EDTA消耗的体积－测定钙离子时消耗的EDTA的体积）×24.30×1000/所取滤液的体积4、SO4－－含量的测定:a、用移液管量取1ML滤液至三角烧瓶中，加入蒸馏水20ML和1:2的三乙醇胺溶液2ML，摇动，再加入氨缓冲溶液5ML，加入0.5％的铬黑T指示剂6滴，用0.01mol/L的EDTA标准溶液滴定至紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗的EDTA标准溶液的体积（V2）;b、用移液管吸取0.02mol/L的臂－镁混合液10ML放入三角瓶中，加入蒸馏水20ML和1:2的三乙醇胺溶液2ML，摇动，再加入氨缓冲溶液5ML，加入0.5％的铬黑T指示剂6滴，用0.01mol/L的EDTA标准溶液滴定至紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗的EDTA标准溶液的体积（V3）;c、计算:SO4－－含量（mg/L）＝C×（V3－V2＋V1）×96.06×1000/所取滤液的体积注:C——EDTA标准溶液的浓度V1——测定镁离子消耗的EDTA标准溶液的体积V2——测定SO4－－(4－a)消耗的EDTA标准溶液的体积V3——测定SO4－－(4－b)消耗的EDTA标准溶液的体积5、碳酸根的测定:a、用移液管吸取1ML滤液放入三角烧瓶中，加入蒸馏水20ML，加入0.05％的酚酞指示剂2－3滴，用0.1mol/L的盐酸标准溶液滴定至红色刚刚消失，记录消耗的盐酸标准溶液的体积（V1）;b、在上述溶液中再加入0.1％甲基橙指示剂2－3滴，继续用0.1mol/L的盐酸标准溶液滴定至溶液显橙色即为终点，记录消耗的盐酸标准溶液的体积（V2）;c、计算:㈠当V1＞V2时，碳酸根的含量＝C*V2*6.001*10000氢氧根的含量＝C*（V1－V2）*1.701*10000㈡当V1＜V2时，碳酸根的含量＝C*V1*6.001*10000重碳酸根的含量＝C*（V2－V1）*1.701*10000㈢当V1＝V2时，重碳酸根的含量＝C*V1*6.001*10000㈣当V1＝0，V2≠0时，重碳酸根的含量＝C*V2*6.102*10000㈤当V2＝0，V1≠0时，氢氧根的含量＝C*V1*1.701*10000注:C——盐酸标准溶液的浓度V1——酚酞变色时消耗盐酸标准溶液的体积V2——从酚酞变色到甲基橙变色消耗盐酸标准溶液的体积6、钠离子含量的测定:钠离子含量＝（阴离子总和－阳离子总和）*22.99阴离子总和＝氯离子含量/35.45+（2*硫酸根含量）/17.01+重碳酸根含量/61.02阳离子总和＝（2*钙离子含量）/40.08+（2*镁离子含量）/24.03+钾离子含量/39.107、总矿化度:总矿化度＝氯离子含量+钙离子含量+镁离子含量+钾离子含量+钠离子含量+硫酸根离子含量+碳酸根离子含量+氢氧根离子含量+重碳酸根离子含量/28、滤液酚酞碱度Pf、甲基橙碱度Mf的测定:a、用移液管吸取1ML滤液放入三角烧瓶中，加入蒸馏水20ML，加入0.5％的酚酞指示剂2－3滴，如无颜色显示，则Pf为零，如显粉红色用0.02N的标准酸（盐酸或硫酸）溶液滴定到粉红色刚刚消失，记录消耗的标准酸溶液的体积为Pf;b、在上述溶液中再加入0.1％甲基橙指示剂2－3滴，继续用0.02N的标准酸（盐酸或硫酸）溶液滴定至溶液从黄色变为橙色，记录消耗的标准酸溶液的总体积为Mf（包括分酚酞终点时消耗的体积）;9、钻井液碱度PM的测定:a、用注射器量取1ML钻井液放入三角烧瓶中，用25－50ML蒸馏水稀释钻井液，加入4－5滴酚酞指示剂，搅拌后迅速用0.02N(或0.1N)的酸溶液进行滴定，直至粉红色消失为止。

钻井液滤液分析操作方法（一）亚甲基蓝容量测定1、在已加有10mL 水的锥形瓶中加入2.0mL 钻井液样品。

所用注射器的容量应大于2.0 mL ，通常为2.5mL 或3.0mL 。

使用较大的注射器则可不必除去进入注射器内的空气。

为保证准确加入2.0mL 样品，采取下列步骤：⑴ 通过搅拌或来回倾倒几次或加入几滴适当的消泡剂并缓慢搅拌清除混入钻井液样品中的空气或天然气。

搅拌钻井液以破坏其凝胶，并迅速将样品吸入注射器内。

保持注射器口浸没在钻井液中，缓慢地把注射器内的钻井液排出。

⑵ 再次将钻井液样品吸入注射器内，直至柱塞的顶端到达注射器上的最后刻度线为止（如3.0mL 注射器上的3.0mL 刻度线）。

2、加入3%过氧化氢溶液15mL 和2.5mol/L 硫酸0.5mL 。

缓慢煮沸10min ，但不要蒸干。

加水稀释至约50mL 。

3、以每次0.5mL 的量将亚甲基蓝溶液逐次加入到锥形瓶中。

每次加入亚甲基蓝溶液后，将锥形瓶摇动30s 。

在保持固相颗粒悬浮的情况下，用搅拌棒取一滴悬浮液滴在滤纸上。

当滤纸上的已被染色的固体颗粒周围出现如图2-62所示的蓝色或绿蓝色环时，即已达到最初的滴定终点。

4、当观察到固体颗粒斑点周围的蓝色环后，继续摇动锥形瓶2min ，并再取一滴悬浮液于滤纸上。

如果蓝色环仍很明显，则已达到滴定终点。

如果不出现蓝色环，则按上述操作方法，继续加入亚甲基蓝溶液，直至2min 后所取悬浮液滴显示蓝色环为止。

5、计算按下式计算并记录钻井液的亚甲基蓝容量（MBT ）：dfmbV V MBT式中：MBT ──亚甲基蓝容量；V mb ──滴定消耗亚甲基蓝溶液的体积，mL ； V df ──钻井液样品的体积，mL ；另外，亚甲基蓝容量还可以g/L 或 kg/m 3膨润土当量表示（BE ，膨润土的阳离子交换容量为 70mol/100g ），按下式计算：BE ＝14.25×MBT式中：BE ──膨润土当量，g/L 或kg/m 3。

钻井液滤液分析操作方法（一）亚甲基蓝容量测定1、在已加有10mL 水的锥形瓶中加入2.0mL 钻井液样品。

所用注射器的容量应大于2.0 mL ，通常为2.5mL 或3.0mL 。

使用较大的注射器则可不必除去进入注射器内的空气。

为保证准确加入2.0mL 样品，采取下列步骤：⑴ 通过搅拌或来回倾倒几次或加入几滴适当的消泡剂并缓慢搅拌清除混入钻井液样品中的空气或天然气。

搅拌钻井液以破坏其凝胶，并迅速将样品吸入注射器内。

保持注射器口浸没在钻井液中，缓慢地把注射器内的钻井液排出。

⑵ 再次将钻井液样品吸入注射器内，直至柱塞的顶端到达注射器上的最后刻度线为止（如3.0mL 注射器上的3.0mL 刻度线）。

2、加入3%过氧化氢溶液15mL 和2.5mol/L 硫酸0.5mL 。

缓慢煮沸10min ，但不要蒸干。

加水稀释至约50mL 。

3、以每次0.5mL 的量将亚甲基蓝溶液逐次加入到锥形瓶中。

每次加入亚甲基蓝溶液后，将锥形瓶摇动30s 。

在保持固相颗粒悬浮的情况下，用搅拌棒取一滴悬浮液滴在滤纸上。

当滤纸上的已被染色的固体颗粒周围出现如图2-62所示的蓝色或绿蓝色环时，即已达到最初的滴定终点。

4、当观察到固体颗粒斑点周围的蓝色环后，继续摇动锥形瓶2min ，并再取一滴悬浮液于滤纸上。

如果蓝色环仍很明显，则已达到滴定终点。

如果不出现蓝色环，则按上述操作方法，继续加入亚甲基蓝溶液，直至2min 后所取悬浮液滴显示蓝色环为止。

5、计算按下式计算并记录钻井液的亚甲基蓝容量（MBT ）：dfmbV V MBT式中：MBT ──亚甲基蓝容量；V mb ──滴定消耗亚甲基蓝溶液的体积，mL ； V df ──钻井液样品的体积，mL ；另外，亚甲基蓝容量还可以g/L 或 kg/m 3膨润土当量表示（BE ，膨润土的阳离子交换容量为 70mol/100g ），按下式计算：BE ＝14.25×MBT式中：BE ──膨润土当量，g/L 或kg/m 3。