水基钻井液处理
废水基钻井液的处理技术
摘要：废弃钻井液是油气田勘探开发作业过程中产生的废水，是油气田主要污染
源之一。钻井废水富含了各种钻井液添加剂和石油类物质，其成分复杂，有机物浓度高﹑悬浮物浓度高，水质具有多变性，排放点分散，对生态环境造成的影响巨大。本文综述了目前水基钻井液废水的各种处理方法的利弊，并对其发展提出新的研究方向。
1.钻井废水处理技术的现状
目前国内外的钻井废水处理技术方法大致相同，都以降低污染﹑节约成本或操作简便为目的，其主要技术有：物理处理技术﹑化学处理技术﹑生化处理技术﹑复合处理技术及其它新处理技术。
1.1 物理处理技术
1.1.1 直接排放法
钻井废水中有些低毒或无毒生物降解的成分，如水基钻井液的废弃物等，可以在满足环境保护要求的前提下，将其分散到酸性土壤中，以中和改良土壤，或者进行适度的深层掩埋封闭处理。将无毒或低毒的废弃物直接深埋入坑中（深度因地而宜），再覆盖一层粗石灰石作为屏障，覆土后上面可继续栽种植物。适度的深埋也是一项简单易行的处理方式，但前提是要对废弃物可能产生的影响进行
评价[1]。
1.1.2 固化法
固化法是向钻井液废水中加入固化剂，使其转化为土壤或交接强度很大的固体，可就地填埋或者作为建筑材料。屈撑囤等[2]以水泥作为固化剂，对中原油田的含油污泥进行了固化处理，当固化块中水泥与污泥的质量比为2.0:1.0时，抗压强度可以达到16Mpa，当添加适量的外加剂后，强度可以达到20MPa以上，完全可以进行堆放或作为铺垫路基使用，且固化物浸出液的COD﹑含油量及有毒元素这三项指标都符合相应国标的要求。固化法具有处理费用低，可覆土还耕等优点，不足之处是固化处理过程中需要使用主凝剂﹑助凝剂﹑催化剂,处理较为复
杂。
1.1.3 回收利用
脱水方法回收钻井液废水，主要采用的脱水方法是离心﹑水力旋转并辅以化学絮凝，回收的旧钻井液可重新用与井场的钻井，这也是钻井清洁生产技术的发展方向[3]。一般通过这种方法可以有效地减少钻井液的用量，但其缺点是废液处
理周期较长。
1.1.4 回注法
将具有严重污染又难以处理的钻井液废弃物通过井眼回注入安全地层或井眼的环形空间称为回注法，是一种花费较少而又普遍采用的方法。现在海上钻井多将废液用压裂液加压到足以将地层压裂的压力，将要处理的钻井废水注入非渗透性地层的裂缝中，撤消压力时周围地层中的裂缝自行关闭，这样可以防止地层中的废水发生迁移。高鹏[4]等对临南油田污泥浆进行回注处理，当污泥浆浓度为10%，注入压力为11Mpa，可以处理污泥浆150
~
200m3/天，完全能满足临南联合站全部产出污泥浆处理要求，同时在未加任何添加剂的情况下，污泥悬浮性很好，可以保证长时间连续注入。但回注法如果应用和管理不当,将会影响地下饮用水的质量，直接危害人类健康。
1.2 化学处理技术
1.2.1 Fenton试剂催化氧化法
Fenton氧化法广泛用于废水处理，具有处理效率高﹑操作简便﹑适用范围广等优点。马文臣[5]等研究用Fenton试剂催化氧化工艺处理聚磺体系钻井废水，
最佳控制条件为：H
20
2
/Fe2+投量摩尔比为4，H
2
2
/初始COD摩尔比为3.6
~
4.5，pH
值为2.5
~
5.5，反应时间在90min以上，处理后废水中COD去除率可达82%，色度去除率为98.5%
1.2.2 光氧化催化法
向废水中加入催化剂，并通入一定量的空气，置于光照下，此时水中的H+
与TiO
2表面吸附的H
2
O发生反应生成HO·自由基HO·自由基具有极高的活性，
能够氧化分解绝大多数的有机物。万里平[6]等以改性的膨润土负载TiO
2-Ag
2
O复
合催化剂处理钻井液废水和压裂液废水，在溶液的pH值为3﹑TiO
2
加量为0.4%(ω)﹑充气量为15L/min﹑光照时间为3h的最佳条件下，钻井液水和压裂液废水的COD去除率分别为70.3%和57.0%，且催化剂性能稳定，无二次污染，经高温活化后，可反复多次使用，处理成本低。
1.2.3 电絮凝浮选法
电絮凝浮选法是在废水中通入直流电，通过电化学反应，产生气泡和絮凝剂，絮凝剂携带着悬浮物质（油类，纤维，活性污泥等）并吸附微小气泡上浮，成为浮渣而被除去。油气田浮选处理技术多采用加压溶气或剪切气浮技术，通过浮选剂改善废液中悬浮物质接触角，在重力场中利用密度差实现污染物与水相的相对运动，达到污染物的去除的目的。该技术对石油类去除率可达90%以上，机械杂
质,悬浮物的去除率可达95%以上。
1.4 生物处理技术
废水生化处理技术可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理方法两类。好氧生物处理法是在游离氧存在的条件下，以氧气做电子受体，利用微生物的新陈代谢实现污染物的降解。好氧微生物按微生物的生长状态可分为附着生长法和悬浮生长法，派生出了生物膜法和活性污泥法。厌氧生物处理方法是在无游离氧的条件下，以兼性细菌和厌氧菌降解有机物的生物处理方法。
生物处理技术具有运行费用低﹑不产生二次污染等优点，存在的主要问题是钻井废水成分复杂﹑水质变化大﹑可生化性差，使生物技术在钻井废水中的应用有一定的难度，还需进一步研究[7]。
1.5 复合处理技术
基于钻井废液成分的复杂性，单一的处理方法可能达不到无害化处理，常需要多种处理过程的结合，目前主要是物理﹑化学及生物中两种或三中方法的复合处理技术。如三步处理废弃钻井液：酸化中和﹑混凝沉降和深度处理。酸化中和处理过程可降低颗粒表面上的活性基团的水化能力，降低其电位ζ值(绝对值)。破坏胶体粒子在废水中的稳定性，废水中的胶体粒子易于脱稳沉降除去。混凝剂视不同的废水组分使用，一般无机混凝剂与聚丙烯酰胺系列有机絮凝剂的效果较好[8]。深度处理一般是采用活性炭吸附﹑液膜处理或化学氧化等
1.6 喷雾干燥技术
喷雾干燥是使液态的物料喷雾由喷雾状进入高温塔内，塔温由钻井机每天产生大量的柴油机尾气（500
600℃）提供，从而高温使液体瞬间变为气态，而液
~
体中的固相颗粒沉积下来的过程。喷雾干燥技术已在化学﹑食品﹑医药﹑水泥﹑冶金等工业行业广泛应用[9]。
喷雾干燥技术由柴油机尾气的余热处理钻井液废水特点如下：
(1)喷雾干燥属于物理过程，其处理效果与泥浆成分和浓度无关，工艺的可靠性
高，且不需要额外供应原料，运行费用低。
(2)钻井液经过高温烟气的干燥可以达到灭菌的效果，气化的液体若冷却回收，
其色度﹑pH﹑COD都有所改善。
(3)喷雾干燥过程中尾气与废液直接接触传热，传热效率极高，热损失很少，控
制简单，减掉了传统方法中分离废水再净化的过程，并且操作设备也简单。
(4)处理的废液转化为水蒸气和一些易挥发性的气体，可在低温烟气口设置活性
炭吸附部分有害的气体，但仍需要对排出气进一步处理，这也是此法的不足之处。
2. 钻井废水处理技术所存在问题
通过调研文献，钻井废液的物理﹑化学及生物处理技术的缺点有：物理处理技术主要是利用旋转技术，通过离心作用将废弃钻井液中的悬浮物分离出来，或是将钻井液直接固化和回注等，此方法虽然操作简单，但分离效率低还存在一定安全隐患。化学法和物理化学法虽然处理效果较好，但需要消耗大量的化学试剂，这些试剂还可能对环境造成污染，此外在筛选研制合适的混凝剂﹑絮凝剂以及处理工艺在设备﹑可操作性上等都存在较多问题。生物处理技术具有明显的环境友好性，可选用的生物资源丰富，但由于钻井废液成分的复杂，可生化性差，使生物技术应用受到一定限制。
废弃钻井液处理面临的问题主要是因为废水中的COD值﹑色度达标率低，这主要是因为废弃钻井液的组成太复杂。由于钻井的过程中需要添加多种处理剂及更换钻井液体系等，使得钻井废液的成分越来越复杂，污染物的浓度越来越高，处理的难度加大[7]。
3. 钻井废水处理技术研究方向
(1)加强对废弃钻井液处理剂的研究
鉴于不同地区不同油田钻井废液成分的不同及复杂性，急需开发新型的废弃钻井液处理剂，使之对各油田具有普遍适用性，高效性﹑清洁无害性等。
(2)加强对废弃钻井液处理方法的研究
目前的处理方法都只是针对某特殊的废弃钻井液，难以满足不断变化的废弃钻井液的处理要求。需要开发一套完整的系列处理方法，使之具有普遍的适用性。(3)加强废弃钻井液处理工艺的研究
随着废弃钻井液成分的复杂，现有的工艺技术消耗的资源大，需要开发新的工艺技术，以更低的能源消耗创造出较好的经济效益和环境效益。如喷雾干燥技术利用柴油机废气产生的热来实现固液分离，其操作简单﹑节约资源﹑分离彻底还具
有一定杀菌性。
参考文献
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术,2005,28(9):69~70.
[3] Tuomas.G.Effective use of water in a ystem for water driven hammer drilling[J].Tunnelling and Underground Space Teehnology,2004,19(l):69~78.
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[8] 赵立志,杜国勇,冯英等.水处理中的无机混凝剂与有机絮凝剂的协同作用[J].化工时刊,2005,19(l):21~25.
[9] 唐晓东,催赢贤,等.钻机废水处理新工艺的研究与评价[B].工业水处理，2008,28(12):1~3.
钻井液体系和配方
钻井液体系和配方 一.不分散聚合物体系 不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子集合物处理的水基钻井液。常用的不分散集合物钻井液类型大体有三种：及多元素聚合物体系、复合粒子性聚合物体系、阳离子聚合物体系。 1.不分散聚合物体系特点 （1）具有很强的抑制性。通过使用足量额高分子聚合物作为絮凝包被剂，实现强包被“被包”钻屑，在钻屑表面形成一层光滑的保护膜，抑制钻屑分散，使钻出的钻屑基本保持原状而不分散，以立于地面机械清除，从而实现低密度、低固相，提高钻速。 （2）具有较强的悬砂、携砂功能。通过控制适当的般土，使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂、携砂功能，满足井眼净化需求。 （3）通过使用磺化沥青、超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能偶获得良好的泥饼质量。 （4）该体系以其良好的稀释特性是的钻头水眼粘度小，环空粘度打，
有利于喷射钻井、优化钻井钻头水马力的充分发挥，从而提高机械钻速。 （5）低密度、低固相、有利于实现近平衡压力钻井 （6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对底层所含粘土矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。 2.配方
3.技术关键 1.加大包被剂用量（171/2″井眼平均约3.5千克/米，121/4″井眼约3.0 千克/米），并采用2种以上包被剂复配以达互补增效功能，突然强包被，抑制钻屑钻分散，防止钻屑粘聚包被剂以胶液形式钻进时细水长流式补充到井浆中。 2.控制适当的般土含量以获得良好的流变性集携砂、悬砂功能（MBT最佳 范围为30～45克/升）。般土含量的控制以淡水预化般土浆形式需要时直接均匀补充道井浆中。 3.使用磺化沥青（2%）和超细碳酸钙（2%）改善和提供聚合物钻井液的泥 饼质量。 4.使用足量的润滑剂RH-3(0.5%～0.8%)及防泥包剂RH-4（0.3%～0.5%），降
钻井液组成及作用
钻井液（drilling fluid） 钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。 旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用： （1）清洁井底，携带岩屑。保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。 （2）冷却和润滑钻头及钻柱。降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命。 （3）平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。防止对油气层的污染和井壁坍塌。 （4）平衡（控制）地层压力。防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。 （5）悬浮岩屑和加重剂。降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻。 （6）在地面能沉除砂子和岩屑。 （7）有效传递水力功率。传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。 （8）承受钻杆和套管的部分重力。钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷。 （9）提供所钻地层的大量资料。利用钻井液可进行电法测井，岩屑录井等获取井下资料。 （10）水力破碎岩石。钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。 钻井液的运用历史 很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。直到19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油才逐渐普及。 有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术，实现方式是先使巨大的金属钻具下落，然后用一种管状容器收集岩石的碎片。中国人在这项技术上比较领先，中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。此处所讲的流体是指水。它能软化岩石，从而使钻具更容易穿透岩石，同时有助于清除被称作钻屑的岩石碎片。（从钻孔中清除钻屑这一点非常重要，因为只有这样，钻头才能没有阻碍地继续深钻。）
塔里木常用钻井液体系简介
塔里木常用钻井液体系简介 塔里木常用的钻井液体系主要以水基钻井液体系为主，油基钻井液只在少数几口井使用，一是为开发而进行的油基钻井液取心做业，二是用来解决极为严重的井下复杂情况，总的归纳起来大致有以下几种：不分散聚合物体系，分散型聚合物体系（即塔里木聚合物磺化体系），钾基（抑制性）钻井液体系，饱和盐水钻井液体系，正电胶钻井液体系，油基钻井液体系，”三低”正电胶钻井液体系。 1. 不分散聚合物钻井液体系 不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物处理的水基钻井液。塔里木使用的不分散聚合物钻井液体系大致有三种；既多元聚合物体系，复合离子型聚合物体系，阳离子聚合物体系。 塔里木不分散聚合物钻井液体系特点： （1）具有很强的抑制性。通过使用足量的高分子聚合物作为 絮凝包被剂，实现强包被钻削，在钻削表面形成一层 光滑的保护膜，抑制钻削分散，使所钻出来的钻削基 本保持原状而不分散，以利于地面固控清除，从而实 现低密度，低固相，提高钻速。 （2）具有较强的悬砂，携砂功能。通过控制适当的板土含量， 使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂， 携砂功能，满足井眼净化需求。 （3）通过使用磺化沥青，超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能 够获得良好得泥饼质量。 （4）该体系以其良好的剪切稀释特性使得钻头水眼小，环空 粘度大，有利于喷射钻井，能使钻头水马力充分发挥， 钻速提高。 （5）低密度。低固相有利于实现近平衡钻井，
（6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对地层所含粘土 矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。 2.配方(1).多元聚合物体系（2）.复合离子型聚合物 体系 材料名称加量材料名称 加量 扳土4% 扳土 4% KPAM PMNK 80A51任意两种0.6-1% FA-367 0.4-0.6% HPAN 0.15% XY-27 0.15% MAN101 0..1% JT-888 0.2-0.3 SAS 5.0% SAS 5.0 QS-2 2.0% QS-2 2.0% RH-3D 0.4-0.6% RH-4 0.3-0.5% RH-4 0.3-0.5% RH-3D 0.4-0.6 % （3）阳离子聚合物体系 材料名称加量 扳土4% SP-2 0.3-0.4% CSW-1 0.1%
钻井废弃泥浆处理
油气田企业固体废物主要有三类：钻进废弃泥浆、岩屑，落地原油，油泥与油砂。 1，钻井废弃泥浆 （1）分类： 水基钻井泥浆、油基钻井泥浆和气基钻井泥浆。 （2）来源： 一是由于地质性质的变化，更换泥浆体系产生的废弃泥浆，也即不适于钻井工程和地质要求的钻井泥浆，在钻井过程中，因部分性能不合格而被排放的钻井泥浆；二是钻完井后弃置于井场的泥浆。即完井时井筒内被清水替出的钻井泥浆；三是泥浆循环系统渗漏产生的废弃泥浆，即循环系统跑、冒、滴、漏而排出的钻井泥浆。万米进尺废弃泥浆产生量为634T/104米，钻井废弃泥浆排放量约为40×104T/年，排放率40%左右。 （3）主要成分： 取决于钻井泥浆的类型以及使钻井泥浆满足钻井要求而加入的添加剂。一般情况下，钻井泥浆的主要成分有水、油、黏土、加重材料、泥浆处理剂（有机处理剂、无机处理剂、表面活性剂）、堵漏材料等。 （4）主要污染物： 烃类、盐类、各种有机聚合物、木质素磺酸盐、某些重金属（如汞、铬、铜、铅、砷）及重晶石中的杂质。 （5）性质： PH值较高，约为8.5~12，呈碱性；含有一定量的加重剂和化学处理剂；有些钻井泥浆含有油类；有些含有毒性（由于所钻进的地层中含有有毒物质，添加剂中含有有毒物质）。 （6）危害： 过高的PH值、高浓度的可溶性盐及石油类影响土壤的结构和危害植物生长；有害的重金属离子，如六价铬、二价汞、二价镉、二价铅及不易被动植物降解的有机物、分子聚合物易进入食物链，并在环境或动植物体内蓄积，危害人类的身体健康和生命安全；废物中的有机处理剂使水体的COD、BOD增高，影响水生生物的正常生长。 （7）控制措施： A，合理选用泥浆体系及泥浆的使用与回用 ①使用无毒低污染泥浆。为保护浅层地下水不受污染，表层钻进时，使用清水泥浆，尽可能不使用化学添加剂。配制钻井液时，严格控制有毒、有害泥浆添加剂的使用。钻井中遇到浅水层，下套管时应注水泥封固，防止地下水水层被地层其他流体或钻井泥浆污染。开发研究无毒无害钻井泥浆体系。某油田通过在钻井泥浆中加入钾离子、铵离子等农作物生长所需要的成分，形成对土壤环境有利的绿色钻井泥浆体系。 ②采用闭合泥浆循环系统。对钻井液性能进行四级净化，避免钻井液的频繁稀释及反复加药，这样可以使钻井液体积减小，耗药量降低，从而使完井后的废钻井液处理量降低。对废泥浆池进行防渗处理，防止污染地下水。 ③泥浆的再循环利用。完井后对泥浆进行回收，重复使用。
第二章 钻井液体系
第二章钻井液体系 目前，国内常用的钻井液体系分为水基、油基和含气钻井液三大系列。水基钻井液因使用方便、配制简单、价格低廉、对环境污染较小而应用广泛；油基钻井液由于其良好的抗泥页岩水化膨胀缩径性能而主要应用于泥页岩水化缩径严重的区块和对油气层保护要求较高的井；含气钻井液主要用于钻易漏的低压底层。 上世纪90年代又成功发展出合成基钻井液、超低渗透钻井液和不渗透钻井液并在大量井现场应用中取得良好的效果。合成基钻井液对环境污染更小，并具有部分油基钻井液的特性，能很好的保持井壁稳定；超低渗透钻井液和不渗透钻井液在防止地层损害和提高油气井产量上有较突出的效果而得到较广泛的应用； 各种钻井液体系是人们在钻井液技术发展过程中不断实践创造和完善的，不要死记硬背，生搬硬套，而应该对其熟练掌握、灵活应用，并在解决所遇到的各种钻井液问题中不断总结，积累并不断的加以完善。 一、膨润土浆（坂土浆） 1、膨润土浆是常用的水基钻井液的基础结构，用于代替清水开钻，形成泥饼以加固上部地层井壁防止冲坏基础和防止井漏；也用于储备钻井液，在钻井过程中各种事故复杂处理后钻井液量不足时用于做配制钻井液的基浆。 2、常规膨润土浆配方： （1）钠膨润土：水+ 0.1-0.2%烧碱+ 0.2-0.3 纯碱+ 6-10% 钠膨润土 （2）钙膨润土：水+ 0.3-0.5%烧碱+ 8-12% 钙膨润土+ 纯碱（钙膨润土的6%）配置好水化24小时以后可加入0.1-0.3%的CMC-LV护胶降失水。 土是膨润土浆的基础结构，烧碱用于除去水中镁离子和调节膨润土浆PH值并促进膨润土水化，纯碱用于除去水中钙离子和促进膨润土水化；实际应用中，烧碱和纯碱的加量可根据配浆水中的钙镁离子含量来适当增减调节。 3、配置步骤 （1）清淘干净一个配浆罐，用清水清洗干净后装入配浆水（配浆水要求总矿化度小于1000mg/L）。 （2）软化配浆水：检测配浆水中钙镁离子含量，根据钙镁离子含量加入纯碱、烧碱除去配浆水中钙镁离子，软化水质，以提高膨润土的造浆率，使配制出的膨润土浆有较理想的粘度。 （3）室内小型实验，配制小样，检测小样性能。 （4）通过加重泵按实验合格的小样配浆，配浆前应用配浆水排替管线，配好后连续搅拌并用泵循环2-4小时，然后预水化24小时备用。 （5）如有必要，加入一定数量的护胶剂护胶，通常是加入0.1-0.3%CMC-LV或中小分子处理剂。 4、膨润土浆性能指标：
钻井液体系和配方
钻井液体系和配方 不分散聚合物体系 不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子集合物处理的水基钻井液。常用的不分散集合物钻井液类型大体有三种：及多元素聚合物体系、复合粒子性聚合物体系、阳离子聚合物体系。 1. 不分散聚合物体系特点 （1）具有很强的抑制性。通过使用足量额高分子聚合物作为絮凝包被剂，实现强包被“被包”钻屑，在钻屑表面形成一层光滑的保护膜，抑制钻屑分散，使钻出的钻屑基本保持原状而不分散，以立于地面机械清除，从而实现低密度、低固相，提高钻速。 （2）具有较强的悬砂、携砂功能。通过控制适当的般土，使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂、携砂功能，满足井眼净化需求。 （3）通过使用磺化沥青、超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能偶获得良好的泥饼质量。 （4）该体系以其良好的稀释特性是的钻头水眼粘度小，环空粘度打, 有利于喷射钻井、优化钻井钻头水马力的充分发挥，从而提高机械钻速。 （5）低密度、低固相、有利于实现近平衡压力钻井 （6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对底层所含粘土矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。
2. 配方 3. 技术关键1.加大包被剂用量（17人〃井眼平均约3.5千克/米,127 4〃井眼约3.0 千克/米），并采用2种以上包被剂复配以达互补增效功能，突然强包被, 抑制钻屑钻分散，防止钻屑粘聚包被剂以胶液形式钻进时细水长流式补充到井浆中。 2. 控制适当的般土含量以获得良好的流变性集携砂、悬砂功能（MBT最佳范 围为30?45克/升）。般土含量的控制以淡水预化般土浆形式需要时直接均匀补充道井浆中。
3. 使用磺化沥青（2%和超细碳酸钙（2%改善和提供聚合物钻井液的泥饼质量。 4. 使用足量的润滑剂RH-3（0.5%?0.8%）及防泥包剂RH-4（0.3%?0.5%）,降 低磨阻，防止钻头泥包。 5. 使用适量的HPAN双聚铵盐等中小分子聚合物与高分子聚合物匹配（大/ 小分子 聚合物的最佳比例2.5?3:1 ），降低滤失，有利于形成优质泥饼。 6. 不使用稀释剂。 4. 推荐性能 5. 使用环境 主要用于解决遇巨厚地址年代较晚的第三系强胶性泥岩地层（粘土矿物以伊 利石为主，其次为绿泥石和高岭石及少量伊利石、蒙脱石混层2000以上的地层）时所遇到的井眼缩小导致起下钻阻卡严重等复杂问题。 分散型聚合物体系——聚合物磺化体系 聚合物磺化钻井液指的是以磺化处理剂及少量聚合物作为主要处理剂配制成而成的水基钻井液。 1.体系特点 1）具有良好的高温稳定性，抗温可高达180C以上，适用于深井段、超深井段钻井。 2）使用磺化沥青类页岩抑制剂稳定硬脆性泥岩、少量高分子聚合物稳定伊/ 蒙混层粘土矿物的机理来防止井壁坍塌。故具有一定防塌能力。
第八章 水基钻井液滤液化学分析
第八章水基钻井液滤液化学分析 一、氯离子含量的测定 钻遇岩盐层或盐水层时，NaCl等无机盐会进入钻井液造成污染，使其性能变坏，因此需要检测钻井液滤液中Cl-浓度。检测方法，取1毫升钻井液滤液，用0.0282M 标准AgNO3溶液滴定，指示剂为K2CrO4，当试样中出现橘红色Ag2CrO4沉淀时为终点。 1、仪器和试剂 （1）硝酸银溶液 : 浓度为0.0282N和0.2820N ； （2）铬酸钾溶液 : 5g/100 ml水； （3）硫酸或硝酸溶液: 0.02N 标准溶液； （4）酚酞指示剂：将1g酚酞溶于100 ml浓度为50%的酒精水溶液中配制而成； （5）沉淀碳酸钙：化学纯； （6）蒸馏水； （7）带刻度的移液管: 1 ml和10 ml的各一支； （8）锥形瓶: 100-150 ml，白色。 （9）搅拌棒。 2、测定步骤 （1）取1ml或几ml滤液于滴定瓶中，加2～3滴酚酞溶液。如果显示粉红色，则边搅拌边用移液管逐滴加入酸，直至粉红色消失。如果滤液的颜色较深，则 先加入2 ml 0.2N硫酸或硝酸并搅拌，然后再加入1g碳酸钙并搅拌。（现 场实际操作中此步意义不大，粗略测定情况下此步可省略）（2）加入25-50 ml蒸馏水和5-10滴铬酸钾指示剂。在不断搅拌下，用滴定管或移液管逐滴加入硝酸银标准溶液，直至颜色由黄色变为橙红色并能保持30s 为止。记录达到终点所消耗的硝酸银的ml数。如果硝酸银溶液用量超过10 ml，则取少一些滤液进行重复测定。如果滤液中的氯离子浓度超过 1000mg/l，应使用0.2820N的浓度的硝酸银溶液。 3、计算 AgNO3 + CL-→ AgCL↓ + NO3- 如果取样1ml滤液，用0.282N当量浓度的AgNO3的标准溶液滴定，0.282N当量浓度的AgNO3摩尔浓度为0.282 mol/L，硝酸银和氯离子反应的关系是1：1，假如滴定时消耗Xml的硝酸银，就消耗了0.282*X mol的硝酸银，就说明有0.282X mol的CL-，在把它转换成自量浓度mg/L，就成了0.282*X*35.45*1000mg/L。（其中35.45为CL-的摩尔质量分数，1000为ml到L的换算系数）
油气田废弃钻井液处理技术规范——编制说明
陕西省地方标准 《油气田废弃钻井液处理技术规范》编制说明 一、工作概况 1.1 任务来源 本项地方标准是根据陕市监标[2019]6号文件《关于下达2019年第一批地方标准制修订计划项目的通知》。 1.2 协作单位 本标准由陕西延长（石油）集团有限责任公司牵头、西安石油大学和西安厚雍环保科技有限公司协作完成。 1.3 任务背景 油气田钻井工程中产生的废弃钻井液由于含有大量的石油类、重金属等污染物，不经处理直接外排对周边环境危害极大。随着国家和地方环保法律日趋严格，多数地区对此类废弃物处理提出“不落地”的要求，生产企业必须遵循“谁污染，谁治理”原则。 目前，陕北地区各个采油厂对于废弃钻井液处理主要采用钻后治理模式，即修建泥浆池将废弃钻井液暂存，钻井工程结束后进行集中固化填埋处理。采用钻后治理模式，不仅泥浆池基建费用高，不同废弃钻井液集中混存产生污染同化现象，致使复杂废弃物处理难度加大，而且这种处理模式存在渗漏的安全隐患。随着国家、地方环保法律法规的日趋严格和人民环保意识的逐渐增强，这种钻后治理模式越来越不适宜。榆林市环保局多次印发通知并召开座谈会申明，钻井现场未配备废弃钻井液收集设备设施的井场不得开钻，油井现场未配备废水收集罐的井场不得开展相关作业。传统的钻后治理模式与榆林环保部门的要求相差较远，因此2017年榆林地区部分采油厂已经停钻一年之久。延油字［2017］21号文件中，延长油田股份有限公司申请在榆林地区实施勘探开发追加投资1.22亿元，以便达到要求。 因此，解决钻井工程生产现场泥浆问题迫在眉睫，而目前关于废弃钻井液井场处理技术相关的标准尚属空白，该标准可借鉴内容十分有限，这一环节的空缺严重制约钻完井工程污染防治和清洁生产水平，制约钻完井废弃物减量化、资源
水基钻井液配方组合的回顾与展望
水基钻井液配方组合的回顾与展望 摘要：本文是对我国水基钻井液技术的发展的一篇综合分析及发展趋向。介绍及叙述了聚磺钻井液的形成过程、硬脆性泥页岩地层分析及处理措施、从半透膜机理发展出的4种新体系（聚多醇类，甲酸盐类，甲基葡糖苷，硅酸盐类）、无渗透钻井液、胺基钻井液配方的组成和处理剂的发展新技术，最后提出了几点展望意见。 关键词：水基钻井液配方组合回顾综述我国钻井液处理剂技术在几十年的 发展中有两次关键性的突破。一次是70年代在四川地区钻7000米的深井三磺钻井液处理剂的研制成功，解决了深井钻井的井壁稳定问题。另一次是80年代研制成功的多类型有机聚合物处理剂，解决了浅井膨胀性泥页岩地层的“井壁稳定”问题。通过多年摸索，最终形成了目前的“聚磺钻井液”模式和十几种常用的钻井液处理剂。 1聚磺钻井液的形成 上世纪50年代初我国的钻井液类型属于细分散型，不久(1952年)即开始向用钙（石灰、石膏）处理的粗分散阶段过渡；70年代中期，三磺处理剂（磺化丹宁，磺化酚醛树脂，磺化褐煤）的研制成功，为四川地区钻探7000米深井提供了保障，到现在仍为深井不可缺少的主要处理剂。80年代初全国开展了“不分散低固相聚合物”钻井液的攻关工作，以丙烯酰胺或丙烯腈为主要原料的产品如雨后春笋，很快研制出了十几个品种，最终解决了钻浅部地层（2500m以上）、富含蒙脱土地层的膨胀、缩径等问题，进而形成了以“聚合物钻井液”命名的钻井液。但是这一钻井液不能适应井深超过2500m的地层，当进入伊利石含量较多的硬脆性地层时，所用钻井液就不能“不分散”了，必须加入某些磺化物或分散性类处理剂。当时为了克服各地区使用钻井液时出现的问题，全国开展了各种探索攻关课题。80年代由原石油部钻井司组织了一个全国性的基础课题,即“钻进地层和油层岩石矿物组份和理化性能的研究及分区分层钻井液标准设计的研究”。这一课题有全国19个油田和一个科研单位参加，共分析了全国的2万多块泥页岩，历时8年，综合后拟定了我国的“钻进地层的分类方法”和各地区的“分区分层的标准钻井液设计”。当时的想法是通过深入全面的地层岩石矿物分析和理化性能分析，拟定各地区的钻井液标准配方,以解决当时各油田遇到的井壁稳定问题但是对各地区的标准钻井液设计进行综合分析后却意外地发现：尽管全国各油田所处地区不同，地层性质有差异,但在钻井液技术的对策方面却有明显的规律可循,而且惊人地相似。 2硬脆性泥页岩地层分析及处理措施 尽管已经形成了较成熟的水基钻井液配方组合模式（聚磺钻井液），但还是不能得心应手，时有事故发生。这时开展了全国性的硬脆性泥页岩稳定问题科研攻关工作（列入中石油总公司的研究课题）。（根据已发表的30多篇文献）有关硬脆性泥页岩的主要观点和建议归纳如下。 （1）“七五”期间，由原石油部钻井司组织开展了“钻进地层和油层岩石矿物组成和理化性能的研究及分区分层钻井液标准设计的研究”课题[1]，对全国19个油田的钻进地层和油层岩石矿物组成和理化性能作了全面、系统的剖面分
废弃钻井液处理技术
废弃钻井液处理技术 摘要:综述了近年来废钻井液无害化处理发展概况,介绍了国内外废钻井液处理技术现状及发展趋势,并对废钻井液处理方法 作了评述,认为废钻井液处理技术是一种技术上和经济上都可行的 处理方法。指出推行清洁生产、开发利用综合技术、加强源头与过程控制是目前治理废弃钻井液的当务之急, 同时对治理废弃钻井液的 未来发展趋势做了展望。 关键词:废弃钻井液;污染;处理方法;固化 0前言 随着石油工业的快速发展, 由废弃钻井液带来的污染问题越来越受到世界各国的重视. 石油工业的全部过程（勘探、钻井、开发、储运和加工）在相应的条件下都会产生各种污染物（原油、油田污水、废弃钻井液和钻屑）,如不加以处理就直接排放,必然会对自然生态环境造成一定的破坏。废弃钻井液是石油工业的主要污染物之一。据统计,钻一口 3000～4000m的普通油气井, 完井后废弃的钻井液接近300 m 3。根据中国石油天然气集团公司2008年对石油污染源的调查结果, 我国油田每年钻井产生的废弃钻井液约1200多万吨,其中1/2 直接排放到周围环境中。 近几年来世界各国迫于对能源的需求，导致钻井液的种类不断增加, 添加剂及有毒有害成分也日益增多，使其组成极为复杂。然而随着世界各国对环保要求的提高,对废弃钻井液的无害化治理已经成为当前亟待解决的问题。本文从废弃钻井液的组成及对环境的危害分析出发, 对近年来国内外各油田处理废弃钻井液的技术方法进行了综述。 1废弃钻井液的组成无害化处理的目的及意义 在钻井作业中,钻井液是钻井的血液,是保证钻井正常运行不可缺少的物质,它能起到平衡地层压力、携带悬浮钻屑、清洗井底、保护井壁、录井、冷却、润滑钻具及传递动力等作用。由于野外作业的特征,完井后施工现场存留的大量的废弃钻井液及废弃物几乎全部堆积于井场周围的废弃钻井泥浆储存坑内,这就使本来成分复杂的废弃钻井液更加复杂,最终形成一种由粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的体系。 这些体系在相应的条件下都会破坏自然生态环境。石油、油碳氢化合物、油废钻井液和钻屑,以及含有各种化学物质的污水,都能够对空气、水、土地、动物界和人类起危害作用。前苏联学者对石油和天然气工业生产过程中产生的污染及其生态危害有过详尽的论述。废
钻井液技术规范正文终审稿
中国石油天然气集团公司钻井液技术规范 第一章总则 第一条钻井液技术是钻井技术的重要组成部分，直接关系到钻探工程的成败和效益。为提高钻井液技术和管理水平，保障钻井工程的安全和质量，满足勘探开发需要，特制定本规范。 第二条本规范主要内容包括：钻井液设计，现场作业，油气储层保护，钻井液循环、固控和除气设备，泡沫钻井流体，井下复杂的预防和处理，钻井液废弃物处理与环境保护，钻井液原材料和处理剂的质量控制与管理，钻井液资料管理等。 第三条本规范适用于中国石油天然气集团公司所属相关单位的钻井液技术管理。 第二章钻井液设计 第一节设计的主要依据和内容 第四条钻井液设计是钻井工程设计的重要组成部分，主要依据包括但不限于以下几方面： 1.以钻井地质设计、钻井工程设计及其它相关资料为基础，依据有关技术规范、规定和标准进行钻井液设计。 2. 钻井液设计应在分析影响钻探作业安全、质量和效益等因素的基础上，制定相应的钻井液技术措施。主要有：地层岩性、地层应力、地层岩石理化性能、地层流体、地层压力剖面（孔隙压力、坍塌压力与破裂压力）、地温梯度等信息；储层保护要求；
本区块或相邻区块已完成井的井下复杂情况和钻井液应用情况；地质目的和钻井工程对钻井液作业的要求；适用的钻井液新技术、新工艺；国家和施工地区有关环保方面的规定和要求。 第五条钻井液设计内容主要包括：邻井复杂情况分析与本井复杂情况预测；分段钻井液类型及主要性能参数；分段钻井液基本配方、钻井液消耗量预测、配制与维护处理；储层保护对钻井液的要求；固控设备配置与使用要求；钻井液仪器、设备配置要求；分段钻井液材料计划及成本预测；井场应急材料和压井液储备要求；井下复杂情况的预防和处理；钻井液HSE管理要求。 第二节钻井液体系选择 第六条钻井液体系选择应遵循以下原则：满足地质目的和钻井工程需要；具有较好的储层保护效果；具有较好的经济性；低毒低腐蚀性。 第七条不同地层钻井液类型选择 1. 在表层钻进时，宜选用较高粘度和切力的钻井液。 2. 在砂泥岩地层钻进时，宜选用低固相或无固相聚合物钻井液；在易水化膨胀坍塌的泥页岩地层钻进时，宜选用钾盐聚合物等具有较强抑制性的钻井液。 3. 在地层破裂压力较低的易漏地层钻进时，宜选用充气、泡沫、水包油等密度较低的钻井液；在不含硫和二氧化碳的易漏地层钻进时，也可采用气体钻井。 4. 在大段含盐、膏地层钻进时，根据地层含盐量和井底温
关于石油钻井泥浆处理初步方案
关于石油钻井泥浆（石油钻井水基钻井液废弃物）处理初步方案 1概述 在石油钻井的各个阶段，钻井液多级固控系统会排出含有钻井液体的岩屑；在完钻后也会产生一些废弃的钻井液。在钻井现场，对这些废弃岩屑和废弃钻井液进行固液分离处理，达到无害化或减少危害环境的目的。 2废弃物处理的基本要求 根据石油钻井工程设计的描述与要求，对固控排出的废弃岩屑浆料在现场进行脱水处理后，废弃的岩屑要能够成堆，便于进一步处理；对废弃的钻井液进行澄清处理后，液体应该清澈，达到回注的要求。 3流程简述 从钻井液固控系统固体排出的浆料汇集在一个容积为的储罐内，由进料泵送入到离心机内进一步脱水。与卧螺离心机配套的自动加药装置将按3‰浓度配置的絮凝剂PAM水溶液由加药泵送入到离心机内，与进入的浆料在离心机内充分混合产生絮凝后，固液分离。 排出离心机的固体沉渣，可以外运待处理；澄清液可以回到钻井液循环系统重复使用。 处理废弃钻井液时，只要将废弃钻井液和一定量的絮凝剂一起送入离心机内，将其中的固体分离出来可以外运处理；清液可以回注。 4主要配置设备（不同项目配置不同） 1.调节槽撬式 20立方碳钢 2.自动加药装置 PY3-3000 不锈钢总功率：3千瓦 3.污泥泵 XG085B06-33-11-ZA 泥浆专用 4.加药泵 XG030B06-2.4-1.1-JF 不锈钢 5.卧螺离心机LWK550*1900 转鼓尺寸：550*1900（mm） 螺旋形式：单线滞后 主电机：45千瓦 辅电机：18.5千瓦
转子部分：不锈钢 机罩部分：不锈钢 其余：优质碳钢 6.螺旋输送机 WLS400 长度可配 螺旋：锰钢 壳体：不锈钢 电机功率：4.5千瓦 5、运行费用 5.1絮凝剂费用 一般每处理1吨绝干泥，消耗絮凝剂2~3公斤。约40~60元人民币不等。如果离心机每小时处理绝干泥是4.5吨，药耗是225元人民币左右。 5.2设备运行费 钻井废弃物处理装置总电耗约65千瓦。每小时电耗约65元人民币。 运行总费用约290元/小时。 更多污泥脱水方案尽在浙江天宇环保设备有限公司
第6章钻井液设计
第8章钻井液设计 本章主要介绍了新疆地区常用的钻井液体系，结合A1-4井及探井资料，设计了A区块井组所使用的钻井液体系、计算了所需钻井液用量，提出了钻井液材料计划等。 8.1 钻井液体系设计 钻探的目的是获取油气，保护地层是第一位的任务，因此，搞好钻井液设计，首先必须以地层类型特性为依据，以保护地层为前提，才能达到设计的目的。 新疆地区常用钻井液体系简介[16]： (1)不分散聚合物钻井液体系：不分散聚合物钻井液体系指的是具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物机理的水基钻井液。该体系的特点是：具有很强的抑制性；具有强的携沙功能；有利于提高钻速；有利于近平衡钻井；可减少对油气层的伤害。 (2)分散性聚合物体系（即聚合物磺化体系）：聚合物磺化体系是指以磺化机理及少量聚合物作用机理为主配置而成的水基钻井液。该体系的特点是：具有良好的高温稳定性，使用于深井及超深井；具有一定的防塌能力；具有良好的保护油层能力；可形成致密的高质量泥饼，护壁能力强。 (3)钾基（抑制性）钻井液体系：该体系是以聚合物的钾，铵盐及氯化钾为主处理剂配制而成的防塌钻井液。它主要是用来对付含水敏性粘土矿物的易坍塌地层。该体系特点：对水敏性泥岩，页岩具有较好的防塌效果；抑制泥页岩造浆能力较强；对储层中的粘土矿物具有稳定作用；分散型钾基钻井液有较高的固相容限度。 (4)饱和盐水钻井液体系：该体系是一种体系中所含NaCl达到饱和程度的钻井液，是专门针对钻岩盐层而设计的一种具有较强的抑制能力，抗污染能力及防塌能力的钻井液。该体系特点：具有较强的抑制性，由于粘土在其中不宜水化膨胀和分散，故具有较强的控制地层泥页岩造浆的能力；具有较强的抗污染能力，由于它已被NaCl所饱和，故对无机盐的敏感性较低，可以抗较高的盐污染，性能变化小；具有较强的防塌能力，尤其再辅以KCL对含水敏性粘土矿物的页岩具有较强抑制水化剥落作用；可制止盐岩井段溶解成大肚子井眼。由于钻井液中氯化钠已达饱和，故钻遇盐岩时就会减少溶解，以免形成大井眼；缺点是腐蚀性较强。 (5)正电胶钻井液体系是一种以带正电的混合层状金属氢氧化物晶体胶粒(MMH或MSF）为主处理剂的新型钻井液体该体系的特点：具有独特的流变性;有利于提高钻井速度；对页岩具有较强的抑制性；具有良好的悬浮稳定性；有较
钻井液体系和配方
钻井液体系和配方 一. 不分散聚合物体系 不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子集合物处理的水基钻井液。常用的不分散集合物钻井液类型大体有三种：及多元素聚合物体系、复合粒子性聚合物体系、阳离子聚合物体系。 1.不分散聚合物体系特点 （1）具有很强的抑制性。通过使用足量额高分子聚合物作为絮凝包被剂，实现强包被“被包”钻屑，在钻屑表面形成一层光滑的保护膜，抑制钻屑分散，使钻出的钻屑基本保持原状而不分散，以立于地面机械清除，从而实现低密度、低固相，提高钻速。 （2）具有较强的悬砂、携砂功能。通过控制适当的般土，使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂、携砂功能，满足井眼净化需求。 （3）通过使用磺化沥青、超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能偶获得良好的泥饼质量。 （4）该体系以其良好的稀释特性是的钻头水眼粘度小，环空粘度打，有利于喷射钻井、优化钻井钻头水马力的充分发挥，从而提高机械钻速。 （5）低密度、低固相、有利于实现近平衡压力钻井 （6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对底层所含粘土矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。
3.技术关键113.0/″井眼约″1217/米/井眼平均约3.5千克1.加大包被 剂用量（，42米/千克突然强包被，种以上包被剂复配以达互补增效功能，，并 采用2）防止钻屑粘聚包被剂以胶液形式钻进时细水长流式补充抑制钻屑钻分散，到井浆中。最佳范MBT2.控制适当的般土含量以获得良好的流变性集携砂、悬 砂功能（。般土含量的控制以淡水预化般土浆形式需要时直接升）45克/围为30～均匀补充道井浆中。）改善和提供聚合物钻井液的泥饼2%使用磺化沥青（2%）和超细碳酸钙（3. 质量。降，0.5%）及防泥包剂RH-4（0.3%～4.使用足量的润滑剂RH-3(0.5%～0.8%) 低磨阻，防止钻头泥包。/、双聚铵盐等中小分子聚合物与高分子聚合物匹配（大使用适量的HPAN5. ,降低滤失，有利于形成优质泥饼。2.5最佳比例～3:1）小分子聚合物的
钻井液处理剂作用原理-蒲晓林
水基钻井液及处理剂作用机理 蒲晓林 课程简介 本课程是“泥浆工艺原理”、“深井泥浆”的后续课程，是根据钻井液化学研究方向总结、整理的课程。着重从钻井液工艺性能和胶体化学的角度讲述钻井液处理剂作用原理。 1．课程特点 （1）课程目前还在完善中。 ①国外：对处理剂应用阐述多，作用机理研究少，在此研究领 域还没有这样一门专门课程； ②国内：近年来文章多，文献报道多，但不系统，各说各的； ③关于此方面的研究：大都以产品、专利出现，有关理论研究 的报道较少，尤其是许多研究还触及到许多商业秘密。因此，许多单位从机理出发，从理论出发去开发产品不多，缺乏理论指导。例如：中山大学、天津大学、山东大学、成都科大。 全国：产品成系列的仅两家：我院和勘探开发研究院。 根本原因：机理不清楚，研究失去方向。 （2）本课程主要从钻井液的发展和类型的角度讲述处理剂的作用机理。使学者掌握各种处理剂在不同钻井液条件下的作用原理和用途。 2．课程主要任务 ①分析、揭示水基钻井液作用机理，学习进一步深入研究这种作用机理的方法和思路；②讲述目前主要使用的国内外钻井液处理剂的作用机理。引导机理研究入手，力求把处理剂研究、研制理论化、条理化，为有目的地、有针对性地研制处理剂和研究新型
钻井液体系创造条件； ③从研究机理入手，掌握使用规律。更好地指导产品应用和质量提高，把处理剂研制、生产和应用规律有机地结合起来。3．课程的主要内容和思路 （1）核心内容 ●处理剂作用机理及其对钻井液宏观性能的影响； ●处理剂作用性质和作用效果的实验研究方法。 （2）处理剂研究的一般思路 ①从钻井工程对钻井液性能要求出发研究处理剂 适应钻井工程、地质勘探及其技术发展，钻井液性能应具备的性能要求；钻井工程、地质勘探技术发展同钻井液技术发展的相互促进关系。 ②考虑如何选用处理剂实现钻井液作用效能 通过什么样的（运用）处理剂，起什么作用，作用规律（机理）是什么？ 具有实现钻井液作用效能，处理剂应具有的性质， ——如水溶性、抗盐性和抗温性，同粘土的作用规律等等。 ③钻井液性能、作用效能要求与处理剂分子结构的关系 处理剂分子结构组成、分子量、分子链型、基团种类、比例、处理剂分子构象等等。 ——最终落实到处理剂的分子结构设计。 ④处理剂的合成、研制 要实现处理剂分子结构设计，所需的化学途径、合成工艺路线、合成条件。 ⑤处理剂应用规律和效能评价 处理剂效能评价的原则：满足优质、安全、低成本钻井、完井
《水基钻井液性能测试》
《水基钻井液性能测试》 一、填空题25题 1、屈服值的计量单位是Pa ，英制单位常用lb/100ft2。 2、写出下列英文符号在泥浆行业中的中文意思：AV 表观粘度，PV 塑性粘度。 3、测定钻井液滤液中的氯根浓度，用硝酸银标准溶液滴定，用指示剂重铬酸钾指示终点。 4、泥浆报表中常见的英文符号的中文意义是：P f滤液碱度，M f 滤液的甲基橙碱度。 5、初切力是将钻井液充分搅拌后静止10s后测得的数值，终切力是将钻井液充分搅拌后静止10min测得的数值 6、API滤失量指在常温下,压686kPa ,渗滤面积7.1±0.1in2,30min 钻井液滤出的滤液体积。 7、碱度是指一种物质中和酸的能力。由于使钻井液维持碱性的无机离子除了OH-外，还可能有HCO3-和CO32-等离子。 8、钻井液密度是指单位体积的钻井液质量，单位为g/cm3或lb/gal 。 9、马氏漏斗粘度是取1500mL钻井液经马氏漏斗流出1夸脱
（946mL）所需的时间，单位为s。 10、酚酞指示剂在PH=8.3时，由粉红色变为无色。 11、甲基橙指示剂在PH=4.3时由黄色转变为橙红色。 12、现场用硝酸银滴定法对钻井液滤液中的Cl-质量浓度进行检测。 13、LSRV是指流体低剪切速率黏度。 14、钻井液中不能通过200目筛（0.074mm）的砂子体积占钻井液体积的百分数。 15、pH值是指水溶液中氢离子活度对数的负值 16、EDTA标准溶液是0.01mol/L 的二水合乙二胺四乙酸二钠盐溶液 17、以钙离子表示的总硬度TH(mg/L)= 400×(EDTA溶液体积，mL)/(试样体积，mL) 18、钻井液的亚甲基蓝容量是用亚甲基蓝测定法测得的一种膨润土含量指标。 19、钻完井液静切力使用六速旋转粘度计进行测定，测定静止 后的3r/min读值。 20、通常用pH试纸测量，有广泛试纸和精密试纸。 21、蒸馏器是用来分离和测定钻完井液样品所含水、油 和固相体积的仪器
钻井液体系
国内外钻井液技术发展概述 (2012-05-2711:05:36)摘要：本文主要论述了国内外钻井液的发展状况及发展趋势，介绍了近年来国内外发展起来的16种新型钻井液技术，国内外钻井液技术仍以抗高温、高压、深井复杂地层的钻井液技术为主攻目标，指出了钻井液处理剂的发展方向是高效廉价、一剂多效、保护油气层、尽可能减轻环境污染，并寻求技术更先进、性能更优异、综合效益更佳的钻井液体系及钻井液处理剂。对钻井液技术发展进行了展望，由于深井、复杂井、特殊工艺井以及特殊储藏的开发、环境保护的重视，对钻井液完井液的要求越来越高，所以抗高温、高压、深井复杂地层、油气层保护仍是钻井液完井液技术发展的重要方向。 关键词：钻井液技术发展 一、国内外钻井液技术新发展概述 钻井液作为服务钻井工程的重要手段之一。从90年代后期钻井液的主要功能已从维护井壁稳定，保证安全钻进，发展到如何利用钻井液这一手段来达到保护油气层、多产油的目的。一口井的成功完井及其成本在某种程度上取决于钻井液的类型及性能。因此，适当地选择钻井液及钻井液处理剂以维护钻井液具有适当的性能是非常必要的。钻井液及钻井液处理剂经过80年代的发展高潮以后，逐渐进入稳定期，亦即技术成熟期。可以认为，由于钻井液及钻井液处理剂都有众多的类型及产品可供选择，因此现代钻井液技术已不再研究和开发一般钻井液及钻井液处理剂产品，而是在高效廉价、一剂多效、保护油气层、尽可能减轻环境污染等方面进行深入研究，以寻求技术更先进、性能更优异、综合效益更佳的钻井液及钻井液处理剂。 1．抗高温聚合物水基钻井液 所使用的聚合物在其C-C主链上的侧链上引入具有特殊功能的基团如：酰胺基、羧基、磺酸根（S03H）、季胺基等，以提高其抗高温的能力。不论是其较新的产品，如磺化聚合物P OLYDRILL，或早己生产的产品如S.S.M.A.（磺化苯乙烯与马来酸酐共聚物）均是如此，并采取下列措施：
《钻井液工艺技术》复习题及答案
《钻井液工艺技术》复习题 适用班级：10钻井—1、2、3、4、5班 绪论 一、选择题： 1．下列不属于钻井液组成的是（）d A、分散介质 B、分散相 C、各种化学处理剂 D、各种有用的物质 2．一般钻井液属于（）c A、分子分散系 B、胶体分散系 C、粗分散体系 D、全不是 3．钻井液按其中流体介质不同可分为多种，不属于此分类系统的是（）d A、水基钻井液 B、油基钻井液 C、合成基钻井液 D、加重钻井液 4．下列不属于气体型钻井流体特点的是（）b A、密度低 B、有很强的抑制性和抗盐、钙污染的能力 C、钻速快 D、能有效防止井漏等复杂情况的发生 5．钻井液的功用中不包括（）a A、控制在碱性条件下，使某些化学反应进行得更顺利 B、携带和悬浮岩屑 C、稳定井壁 D、平衡地层压力和岩石侧压力 E、传递水动力 F、冷却和润滑作用 G、获取地下信息 6、钻井施工对钻井液性能的要求中不包括（）c A、必须与所钻遇的油气层相配伍 B、必须有利于地层测试 C、必须是单项体系 D、必须对钻井人员和环境不产生伤害和污染7．下列说法错误的是（）a A、为了节省成本，尽可能采用自然造浆 B、聚合物不分散钻井液产生于20世纪70年代 C、新的钻井技术的不断出现，大大推动了钻井液技术的快速发展。 D、欠平衡钻井液技术是钻井液应用技术的发展方向之一 二、判断题 1.钻井液由分散介质（连续相）、分散相和化学处理剂组成的分散系。（）a 2.胶体分散系目测是澄清均匀的，但实际是多相不均匀体系。（）a 3.钻井液按固相含量不同可分为：低固相钻井液、基本不含固相钻井液。（）a 4.钙处理钻井液是指含有一定浓度Ca2+和分散剂的油基钻井液。（）b 5.气体型钻井流体是以空气或天然气为流体介质或分散有气体的钻井流体。（）a 6.钻井液必须与所钻遇的油气层相配伍，满足保护油气层的要求（）a 7.钻井液是“钻井的血液”。（）a 三、填空题 *1．钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分。是实现健康、安全、快速、高效 钻井及保护油气层、提高油气产量的重要保证。 2．钻井液按其中流体介质不同可分为：水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体、合成基钻井液 3．钻井液的功用主要有携带和悬浮岩屑、稳定井壁、平衡地层压力和岩石侧压力、冷却和润滑作用、传递水动力、获取地下信息。 4．水基钻井液的发展主要经历了自然造浆阶段、细分散泥浆阶段、粗分散泥浆阶段、聚合物
水基钻井液
水基钻井液 2.1钻井液体系分类 按照美国石油学会(API)和国际钻井承包商协会(IADC)的分类方法，钻井液可分为以下10种体系： 2.1.1不分散体系 该体系包括开钻泥浆、自然原浆和其它通常用于浅井或上部井段钻井的轻度处理的体系，不需要添加稀释剂和分散钻井固相和粘土颗粒的分散剂。 2.1.2分散体系 在较深井段，需要泥浆密度较高或井眼条件可能比较复杂时，泥浆通常需要分散，典型的分散剂有木质素磺酸盐、褐煤或单宁。它们是有效的反絮凝剂和降滤失剂。经常使用一些含钾化学品可提高页岩稳定性。添加专门的化学品可调节或保持特定的泥浆性能。2.1.3钙处理泥浆体系 在淡水钻井泥浆中加入像钙、镁这样的二价阳离子，能抑制地层粘土和页岩膨胀。高浓度可溶性钙盐用来控制坍塌性页岩和括径，防止地层损害。熟石灰（氢氧化钙）、石膏（硫酸钙）和氯化钙是钙处理体系的主要组分。
石膏体系通常pH值为9.5~10.5，过量浓度石膏钙含量为0.6~1.2g/l；典型的石灰体系有两种，对于低浓度石灰体系，pH值为11~12，石灰过量浓度为0.3~0.6g/l；对于高浓度石灰体系，石灰过量浓度为1.5~4.5g/l。特殊的泥浆性能靠添加专门的产品来控制。钙处理泥浆能抗盐和硬石膏污染，但在高温条件下易发生胶凝和固化。 2.1.4聚合物泥浆体系 长链高分子量聚合物在泥浆中用于包被钻井固相以防止其分散，或覆盖页岩以提高其抑制性或提高粘度和降低滤失量。对此可使用不同类型的聚合物，包括丙烯酰胺类，纤维素和天然植物胶类产品。还经常使用像氯化钾和氯化钠这样的抑制性盐来增强页岩的稳定性。这些体系通常膨润土含量很少，对钙、镁这样的二价阳离子比较敏感。大部分聚合物的使用温度限制在140oC以下，但在某些条件下，也可用于井底温度较高的井中。 2.1.5低固相泥浆体系 该体系的固相体积含量和类型受到控制，总的固相体积含量不能超过6~10％。粘土固相体积含量不超过3％并要求钻井固相和膨润土的比例小于2:1。该体系是不分散体系，通常使用结合添加剂作增粘剂和膨润土增效剂。该体系的一个最显著优点是能大大提高钻井速度。