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钻井液强抑制剂技术研究MA Yu-ling;LUO Ping-ya;XIE Gang;WANG Qi;LI Hang;LI Long-wei【摘要】针对钻速过慢问题,设计实验来优化钻井液:首先评价各处理剂对钻井液性能的影响;然后找出各处理剂最优化的加量范围;最后通过实验来验证新的钻井液体系能否达到提高机械钻速的目的.根据现有的实验结果设计出的新钻井液体系,适当放宽失水,密度能降低到1.10 g/cm3左右,页岩线性膨胀率显著降低和页岩回收率显著的升高.若进一步提高粘土含量和大分子含量,动塑比可以控制在对提升钻进速度最有利的0.36～0.48 Pa/(MPa·s)范围内.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2019(047)002【总页数】4页(P78-81)【关键词】钻井液;机械钻速;钻井液实验【作者】MA Yu-ling;LUO Ping-ya;XIE Gang;WANG Qi;LI Hang;LI Long-wei 【作者单位】;;;;;【正文语种】中文【中图分类】TE24随着我国经济的快速发展，对石油能源的需求日益增加，加快石油勘探开发进程已刻不容缓。
许多油田勘探开发的战略目标已经逐渐转向地质复杂，开采难度大，深层油气藏等方面。
钻井地质条件越来越复杂，面临的钻井技术难题显得愈来愈突出，一些区域钻探工作中的普遍表现为机械钻速过低，井下复杂等问题，导致综合经济效益低，严重制约了复杂、深部油气藏勘探开发目标的实现。
因此提高机械钻速，缩短周期对复杂、深部油气藏的勘探开发具有重要意义[1]。
要提高机械钻速，首先必须了解破岩原理。
获知，影响机械钻速的因素主要有以下几个方面：钻头类型、岩层特性、水力参数及钻井液性能等[2-3]。
在钻井工艺方面，通过优选钻头、优化水力参数、欠平衡钻井等一系列技术来提高机械钻速[4]。
在钻井液方面，通过优化性能，也取得了一些进展[5-6]。
通过改进钻井液来提高机械钻速的主要方法有：(1)使用新的更适合该地区钻井的钻井液体系[7-8]。
钻井液配浆材料与处理剂一般来讲，钻井液配浆原材料是指在配浆中用量较大的基本组分，例如膨润土、水、油和重晶石等。
处理剂则是指用于改善和稳定钻井液性能，或为满足钻井液某种性能需要而加人的化学添加剂。
处理剂是钻井液的核心组分，往往很少的加量就会对钻井液性能产生极大的影响。
但配浆原材料与处理剂之间并无严格的界限，有的文献将配浆原材料也归类在处理剂中。
钻井液原材料和处理剂的种类品种繁多。
为了使用和研究方便，有必要将它们进行分类。
目前主要有以下两种分类方法。
第一类分类方法是按其组成分类。
通常分为钻井液原材料、无机处理剂、有机处理剂和表面活性剂四大类。
其中无机处理剂又可分为氯化物、硫酸盐、碱类、碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和重铬酸盐和混合金属层状氢氧化物(即正电胶)类等。
有机处理剂通常可分为天然产品、天然改性产品和有机合成化合物。
按其化学组分又可分为下列几类：腐植酸类、纤维素类、木质素类、丹宁酸类、沥青类、淀粉类和聚合物类等。
第二类分类方法是按其在钻井液中所起的作用或功能分类。
我国钻井液标准化委员会根据国际上的分类法，并结合我国的具体情况，将钻井液配浆材料和处理剂共分为以下“类，即(1)降滤失剂(Filtration Reducer)；(2)增粘剂(Viscosifier)；(3)乳化剂(Emulsifier)使油水乳化产生乳状液；(4)页岩抑制剂(Shale inhibitor)；(5)堵漏剂(lost Circulation Material)；(6)降粘剂(Thinner)；(7)缓蚀剂(Corrosion inhibitor)；(8)粘土类(Clay)；(9)润滑剂(Lubricant)；(10)加重剂(Weighting Agent)；(11)杀菌剂(Bactericide)；(12)消泡剂(Defoamer)；(13)泡沫剂(Foaming Agent)；(14)絮凝剂(Flocculant)；(15)解卡剂(Pipe-Freeing Agent)；(16)其它类(Others)等。
钻井液处理剂类型及钻井液配方用途综述一处理剂类型和作用1、人工钠土我国钙搬土资源非常丰富，我们的科研人员研制成人工钠搬土，建立了生产车间生产流水线，将钙搬土加工活化变成完全符合标准的钠搬土，其性能已能赶上美国商品土的指标，如表l所示。
现在已经投产可以大量供应商品土，价格比国际市场价格低廉。
比用钙土粉在现场改性价格便宜而性能优越。
如表2所示：表1国家粘度计读数R600 动塑比YP／PVAPI失水FLAPI规范>30 <3 <13.5 MIL GEL(美) 53.4 1.64 12.4 MAGCO GEL(美) 118.6 3.6 12.6 KONIGE一3V(日) 59 1.8 12.3 中国NaViL 50 1.7 9.5(注：动塑比及失水为更重要的指标)表2产地搬土类型粘度计读数R600视粘度AV动塑比YP／PV失水量FL山东钙土加碱23.6 11.8 1.36 15.4 高阳人工钠±30.6 15.3 2.36 10 山东钙±加碱 20.6 10.3 1.38 18 付马营人工钠土5O 25 1.70 9.5我国还有极为丰富的海泡土及凹凸棒土资源，经加工其成品质量已达到标准。
这两种土可用于高温地热井，盐类地层钻井及海上钻井。
2，润滑剂：金刚石钻进使用的润滑剂，除使用传统的皂化溶解油，太古油外，还有癸脂酸钠，松香酸钠等，如：RY特效润滑剂，是当前使用较理想的金刚石钻探润滑剂，属于阴离子表面活性剂。
3、聚丙烯酸盐类处理剂：不分散低固相泥浆中采用的一种双作用的泥浆处理剂～选择性絮凝剂：对无用固相絮凝，而对有用固相增效。
理想的选择性絮凝是不易达到的。
但是我们选用聚丙烯酸盐类处理剂，在钻探实践中收到良好的技术经济效益。
具有流变性好、防塌，润滑性好等优点。
其中：部分水解聚丙烯酰胺（PHP）：本产品为白色或淡黄色粉末，水溶性好，能抑制泥页岩的水化作用和提高钻井液的粘度，是钻井液用强力包被剂。
海洋废弃钻井液处理技术研究海洋钻井活动所产生的废弃钻井液具有一定的毒性和污染性，经常会对海洋环境造成一定的危害，因此必须采取有效的废弃钻井液处理技术。
本文将介绍几种常见的海洋废弃钻井液处理技术，包括物理处理、化学处理和生物处理。
物理处理技术1. 离心分离法离心分离法是通过离心器将油水混合物分离，使废弃钻井液中的油水分离，达到减少钻井液中油含量的目的。
尤其适用于低浓度油水混合物的处理。
2. 气浮法气浮法是将废弃钻井液通过气体注入，使油脂迅速浮到液面上形成泡沫，从而达到分离的目的。
气浮法适用于含油量较高的废弃钻井液处理。
1. 碱石灰法碱石灰法是常用的化学处理方法，将废弃钻井液中的酸性物质用石灰中和，可使废弃钻井液pH值上升，从而使废弃钻井液中的沉淀物沉降，水中的悬浮物质减少，水质得到改善。
2. 活化炭吸附法活化炭吸附法是利用活性炭的吸附性质对废弃钻井液中的重金属、有机物等进行吸附，以减少钻井液的危害性。
这种方法适用于低浓度污染物的处理。
1. 微生物降解法微生物降解法是利用微生物的代谢活动能力降解废弃钻井液中的有机物。
常见的微生物包括细菌、真菌和原生动物。
微生物降解法适用于含有有机物、油脂的废弃钻井液处理。
2. 植物吸收法植物吸收法是利用植物的吸收作用将废弃钻井液中的污染物质吸收，达到净化水质的目的。
适用于低浓度污染物质的处理。
综上所述，海洋废弃钻井液处理技术有物理处理、化学处理和生物处理三种。
不同的处理技术应根据污染类型、废水性质和水体环境不同的条件和要求，选择合适的处理方法。
钻井液常见污染问题分析及处理措施【摘要】钻井液是钻井作业中至关重要的液体，但在使用过程中常常遭受各种污染。
本文从钻井液污染的来源、分类及影响、处理技术、预防措施和实践案例等方面进行了深入探讨。
钻井液的污染来源主要包括地层气体、地层水、钻井环境等，不同来源的污染对钻井液具有不同的危害。
钻井液的污染分类包括物理性污染、化学性污染和微生物性污染，这些污染会影响钻井作业的效率和安全性。
钻井液污染的处理技术有物理方法、化学方法和生物方法等，每种方法都有其独特的优缺点。
钻井液污染的预防措施主要包括选用合适的钻井液、严格的操作规程等。
最后通过实践案例，展示了钻井液污染处理的具体操作过程和效果。
加强钻井液污染管理是十分重要的，需要不断改进技术和加强监管。
【关键词】钻井液、污染问题、来源、分类、影响、处理技术、预防措施、实践案例、重要性、管理建议。
1. 引言1.1 钻井液常见污染问题分析及处理措施钻井液是钻井作业中必不可少的液体，它承担着冷却钻头、减小摩阻、防止井壁塌陷等重要功能。
在钻井过程中，钻井液很容易受到各种污染，导致钻井效果下降甚至出现事故。
钻井液常见的污染问题及处理措施显得尤为重要。
钻井液污染主要分为机械、化学、生物和放射性等四大类。
机械污染包括固体颗粒、砂石等颗粒物质的混入；化学污染主要是指有机物、无机盐类等化学物质的混入；生物污染主要是指细菌、藻类等微生物的生长和繁殖；放射性污染则是指含有放射性物质的混入。
钻井液污染会对钻井作业产生严重影响，如导致井眼不稳定、固井失效、设备损坏等后果。
为了解决钻井液污染问题，可以采用物理、化学、生物等多种处理技术，如过滤、沉淀、离子交换、生物降解等方法。
在实际钻井作业中，预防钻井液污染显得尤为重要。
可以通过加强设备维护、严格操作规程、定期检测等手段进行预防。
积极进行钻井液污染处理的实践案例也能为日后的钻井作业提供借鉴和经验。
钻井液常见污染问题分析及处理措施对于保障钻井作业的顺利进行具有重要意义，需要引起相关单位和个人的高度重视和关注。
钻井液常见污染问题及处理方法马长栋【摘要】The drilling process can not lack the drillingfluid,and the performance of the drillingfluid itself is closely related to the drilling effect.However,in drilling construction,the drillingfluid is often subject to underground environmental pollution,which contains carbon dioxide and hydrogen sulfide and other common pollutants.If left untreated,the contaminated drillingfluid will lose performance,increase drilling costs and impact the construction process.Thus,it is necessary for the drillingfluid to be regular pollution treatment.In the drilling work,should be clear common problems of drillingfluid contamination;combined with the development of drilling the status quo to explore possible treatment methods of pollution.%钻井过程不能缺少钻井液，钻井液本身的性能与钻井效果具有紧密的联系。
然而在钻井施工时，钻井液经常受到井下环境污染，其中包含了二氧化碳以及硫化氢等常见污染物。
钻井液常用术语及国际单位制单位简介“钻井液是钻井工程的血液”，非常形象地描述了钻井液在钻井工程中的重要性。
如同“血液”一样，钻井液的研究和现场应用需要用各种术语来描述钻井液的组成和性能，也需要用各种理论和公式来描述钻井液的性能，因而需要计量单位。
由于美国一直是世界石油大国，也是钻井大国，因此，所设计和使用的很多钻井液测试仪器及计量单位均采用了英制单位。
随着标准化工作的日益普及和深入，国内有关钻井液的计量单位在国家标准、行业标准及企业标准中均采用了国家法定计量单位，即国际单位制单位。
英制和国际单位制单位之间的不同，在实际应用中经常造成如何把英制计量单位换算成国国际单位制计量单位的问题。
为此，本文除讨论有关钻井液的常用术语外，还要讨论钻井液中常用的习惯计量单位和国际单位制单位之间的换算。
一、钻井液体系分类美国石油学会(American Petroleum Institute, 简称API)和国际钻井承包商协会(International Association of Drilling Contractors，简称IADC)把钻井液体系分为九大类，其中前六类为水基钻井液。
1、不分散钻井液体系(None-Dispersed Drilling Fluid System)所谓不分散钻井液是指通常用来钻浅部井段的钻井液，如开钻钻井液、自然造浆钻井液、轻微处理钻井液等。
在这类钻井液体系中，一般不使用稀释剂和分散剂，以防止钻屑和粘土颗粒的分散。
2、分散钻井液体系(Dispersed Drilling Fluid System)在较深的井深钻井过程中，若需要较高的密度，或井下情况较为复杂时，钻井液一般使用木质素磺酸盐、褐煤或丹宁类产品来分散。
这些产品和类似的产品是有效的解絮凝剂和降滤失剂。
经常使用含钾的化学品来提高钻井液的页岩抑制能力。
通常使用一些特殊的化学品来调整或维护钻井液性能。
钻井液常用术语及国际单位制单位简介3、钙处理钻井液体系(Calcium Treated Drilling Fluid System)在淡水钻井液中加入钙、镁等二价阳离子时，可抑制地层粘土和页岩的膨胀。
钻井液的受侵及处理钻井过程中，常有来自地层的各种污染物进入钻井液，使其性能发生不符合要求的变化，这种现象称为钻井液受侵。
有的污染物严重影响钻井液的流变性和滤失性能，有的污染物能够腐蚀钻具。
最常见的是油、气侵、粘土侵钙侵、盐侵和盐水侵，还有Mg2+，CO2、H2S和O2的污染。
因其中一些已作介绍，下面着重介绍CO2、H2S、O2、盐膏层和高压盐水层的污染及处理。
第一节CO2和O2的污染一、CO2的污染在许多钻遇的地层中含有CO2，某些处理剂分解也会使钻井液含有CO2气体。
是一种酸性气体，当其混入钻井液后会生成HCO3-和CO32-，即CO2+H2O=H++HCO3-=2H++ CO32反应中生成的碳酸使钻井液PH值下降，其酸性比H2S强。
并且也和钻井液中的碱反应，生成碳酸氢钠。
CO2气体流入井内将大大降低或完全抵消钻井液中的碱性。
金属的腐蚀概念：金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
金属腐蚀的本质：M-ne-=Mn+。
金属腐蚀的分类：1、化学腐蚀：金属跟接触到的气体或液体等物质（如O2、Cl2、H2S、SO2等），直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。
该过程很缓慢。
2、电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀。
化学腐蚀和电化学腐蚀的比较电化学腐蚀两种情况的比较（以钢铁在潮湿的空气中腐蚀为例）的腐蚀机理为：管材中的铁作为阳极被腐蚀，阳极放出氢气，其化学反应式如下：Fe+ H2CO3→Fe CO3+ H2↑阴极反应：2H++ 2e-→H2随着H+的消耗,弱酸(CO2+H2O)将会继续电离补充。
阳极反应：Fe →Fe2++ 2e-温度：游离二氧化碳的腐蚀受温度影响很大。
升高温度,腐蚀速率增加。
分压：腐蚀速度还随着二氧化碳分压增加而增加。
复配：水中同时含有O2、CO2腐蚀将会加重。
原因：氧的电极电位高,易形成阴极,腐蚀性强;去膜：CO2使溶液呈酸性,破坏保护膜。
钻井液污染物及处理Ca2+/Mg2+的污染淡水粘土型泥浆受Ca2+/Mg2+的污染后粘度和失水增加，Ca2+/Mg2+来源于配浆水层水1. 硬石膏/石膏的污染(CaSO4/CaSO4. H2O) 石膏地层从只有几英寸到几千英尺厚不等，钻这种地层会引起泥浆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 + Na2CO3 CaCO3↓+ 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泥浆体系，这可以通过增加铁络盐、烧碱和降失水剂转换成石膏泥浆体系来达到。
1. Mg2+的污染若用海水作为配浆水便会遇到Mg2+的污染问题，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+ + 2NaOH Mg(OH)2↓+ 2Na+ (1. 0mg/lMg2+需0.00116 lb/bbl的NaOH)水泥/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泥浆状态和水泥状态有关，泥浆状态包括固相含量、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泥浆絮凝，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。
1. 处理方法可用下述一种或几种方法结合来处理水泥污染： 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泥浆废弃不要或按石灰泥浆来处理。
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200～400mg/l：Ca(OH)2 + NaHCO3 CaCO3↓+ NaOH + H2O(1.0mg/lCa2+需0.00074 lb/bbl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。
钻井液常见污染问题分析及处理措施摘要：钻井液在石油勘探和开采过程中发挥着重要作用，但由于各种因素的影响，钻井液可能会受到硫化氢、石膏和二氧化碳等污染物的污染。
这些污染问题对钻井液的性能和井下作业产生了不可忽视的影响。
因此本文针对钻井液常见的污染问题进行了分析和处理措施的探讨，以确保钻井作业的安全和顺利进行。
关键词：钻井液；污染问题；处理措施一、钻井液常见污染问题分析（一）硫化氢污染问题硫化氢（H2S）污染是钻井液中常见的问题之一。
硫化氢是一种有毒气体，对人体健康具有严重的危害。
当钻井液与含有硫化氢的地层流体接触时，硫化氢可能会溶解到钻井液中，导致钻井液污染。
这种污染不仅对钻井作业人员的安全构成威胁，还可能对设备和环境造成损害。
硫化氢的存在可能会导致钻井液的性能下降。
它具有较强的腐蚀性，可以腐蚀钻井设备和管道，导致设备的损坏和漏油事故的发生。
此外，硫化氢还会降低钻井液的稳定性和减少其降滤失性能，增加钻井过程中的困难。
（二）石膏污染问题石膏（CaSO4·2H2O）污染是钻井液中另一个常见的问题。
石膏污染通常发生在钻井过程中，当地层水中含有高浓度的石膏时，它可能会与钻井液中的成分反应，形成石膏沉淀物，导致钻井液的污染。
石膏沉淀物会降低钻井液的性能，并增加钻井作业的难度。
石膏污染会对钻井液的稳定性和流变性能产生负面影响。
石膏沉淀物的形成可能导致钻井液的黏度增加，流变性能变差，从而影响钻井液的泥浆性能。
此外，石膏沉淀物还可能引起钻具卡钻、井壁不稳定等问题，增加钻井作业的风险和成本。
（三）二氧化碳污染问题二氧化碳（CO2）污染是钻井液中的另一个常见问题。
二氧化碳在地层中以溶解态存在，当钻井液与地层流体接触时，二氧化碳可能会溶解到钻井液中，导致钻井液的二氧化碳污染问题。
二氧化碳的存在可能会对钻井液的性能和井下作业产生一系列的影响。
二氧化碳的溶解会引起钻井液的酸化，导致钻井液的pH值降低，从而影响钻井液的稳定性和流变性能。
钻井液的抑制性处理
本文来自----艾潽机械研究所
钻井液及其处理剂抑制性的好坏是优选钻井液体系的重要条件之一。使用钻井液抑制剂，
能抑制泥页岩和钻屑的水化分散，降低泥浆结构粘度和水眼粘度。如果井壁中含有混层粘
土矿物，而且还存在于易塌层中，必须用抑制剂。因此，处理剂抑制性评价方法的科学性、
可操作性是非常重要的。钻井液抑制性机理就是在药品处理过程中加入一些亲油基团，使
得钻井液渗入地层的水分少一些，有利于井壁稳定。处理剂抑制性的方法比较多，目前常
用的方法添加剂有无机盐、大分子聚合物、聚合醇等。
在钻井液抑制性处理中，添加一种大分子聚合物“成膜聚合分子”，这种大分子聚合物
有四个亲水的羟基。这些亲水的羟基可以吸附在井壁岩石和钻屑上，如果在钻井液中成膜
聚合分子的加量足够的话，则可在井壁上形成一层类似油包水钻井液那样的半透膜，可以
大大防止井壁的水分流进钻井液中，使钻井液粘度变低，导致井壁大幅度脱落现象。并且
这些亲水的羟基还可以以氢键的方式和水分子形成结合，以减少钻井液中自由水的含量。
这种仿油性水基钻井液，成膜聚合分子对页岩抑制性的加量远比通常所用的处理剂为高，
通常应用给出的加量如果是20%～30%。但用作页岩抑制剂时，其加量仅为2%～15%。所
以，在钻井液的抑制性处理剂中，大分子聚合物拥有的亲水基团和亲油基团才是控制钻井
液造壁性的关键。
钻井液振
动筛
