pH值对硅酸盐钻井液性能的影响

硅酸盐钻井液体系的流变性能、防塌性能以及油层保护性能受pH值影响最甚。采用常规方法研究了不同pH值下硅酸盐钻井液体系的性能,采用动态光散射技术研究了聚硅酸粒子的粒径分布和表面电荷。研究表明:pH值对体系的失水影响最大;对黏度影响则不同,在低浓度(1.0%)时pH值对体系的黏度影响不大,在高浓度(5.0%)时黏度随着pH值增加迅速下降;而防塌性能随着pH值增加先增强后减弱,在pH=8.0处达到最强;pH值通过控制聚硅酸粒子的粒径分布和表面电荷控制聚硅酸粒子的絮凝程度,从而影响到聚硅酸/造浆黏土和聚硅酸/井壁黏土之间的作用。该研究结果有利于人们从本质上认识硅酸盐钻井液体系的宏观性能,进一步促进硅酸盐钻井液体系的应用。     

浅谈钻井液pH值对处理剂的影响

分析了钻井液pH值的维护现状及引起其波动的因素，讨论了钻井液pH值大于12或小于8时的危害。得出，在钻井液的维护处理过程中，为了提高pH值需要及时补充NaOH，但由于NaOH不能瞬间均匀地分散，NaOH引起局部钻屑的强分散及处理剂在高碱性下发生化学反应而失效。指出，在高温、高矿化度条件下不宜采用加入NaOH的办法提高pH值，否则加碱越多，pH值下降越厉害，钻井液性能越不稳定；加入烷基磺酸钠AS、失水山梨醇单油酸脂SP-80、烷基酚与环氧乙炕缩合物OP-10等表面活性剂可缓解钻井液pH值的下降，但仍有一定的局限性，因此迫切需要一种pH值缓冲剂。     

抑制性钾铵聚合物钻井液的推广应用

河南油田多年来应用的阴离子型聚合物PAC钻井液存在抑制泥页岩分散造浆能力不足的缺陷，导致体系中亚微米粒子含量高、密度上升过快、固相过度积累（达13％），性能稳定时间短，严重影响了机械钻速和井下安全。2003年通过室内评价和现场试验，推广应用了抑制性钾-铵聚合物钻井液。该钻井液以“高分子强力包被剂乳液”聚丙烯酰胺钾盐TL-A02（分子量为600万～1400万）为主剂，中分子选用PAC141（或FA367），依靠超长分子链多点吸附钻届，不同分子量聚合物的协同增效作用，提高钻井液的抑制包被能力和控制滤失能力。该钻蚌液在一般固控设备条件下，就能实现低粘、抵切、低固相（≤7％）优质钻井液钻井，与同区块其它钻井液体系相比，机械钻速提高了24．7％（达11．29m／h），钻井周期缩短了38．9％，钻井液成本下降了8％，在钻进过程中还实现了劣质钻井液的零排放。     

pH值对高密度钻井液流变性能的影响

随着油气勘探地下条件的日趋复杂,在钻井过程中不得不使用密度在2.25 g·cm-3 以上的高密度钻井液.通过大量实验,研究了在添加PAC-HV(高黏度聚阴离子纤维素衍生物)前后,pH值对高密度钻井液流变性能的影响规律.实验结果表明:当加碱量为0.9%时,聚合物钻井液的pH值在8.5～9.5时,钻井液的表现黏度、塑性黏度和动切力最小,钻井液的流变性最佳;由于PAC-HV的包被作用,钻井液黏度的大小受pH值影响程度显著.该研究成果将为高密度钻井液在各个油田现场的推广使用,提供基础理论依据.     

影响钻井液pH值的因素研究

研究了钻井液各种组分对体系pH值的影响,结果表明:在淡水体系中,氯化钠、石膏、铁矿粉使体系的初始pH值下降,而重晶石对体系pH值没有影响;有机盐使淡水体系和饱和盐水体系的初始pH值上升,在饱和盐水体系中表现一定的缓冲作用;表面活性剂使淡水体系和饱和盐水体系的初始pH值上升;HPAM、CMC、XC使淡水体系和饱和盐水体系的初始pH值上升;在淡水体系和饱和盐水体系中,SMP-Ⅱ有显著的缓冲作用,其原因是SMP-Ⅲ分子上的酚羟基与酚钠构成缓冲体系。     

钻井液pH值的影响因素研究

讨论了各种因素引起钻井液pH值降低的原因并研究了滚动老化后放置时间、老化温度及含盐量的影响。参考胜利油田聚合物钻井液配方,由6%膨润土浆与多种处理剂配成实验淡水钻井液。pH值12.87的淡水钻井液在150℃老化16小时后,pH值随时间而降低,46小时降至10.01。在不同温度下（80-150℃）老化16小时后,该钻井液的pH值在前15小时内下降较快,此后下降缓慢,老化温度越高,pH值下降越快,降幅越大。在该钻井液中加入活性再生盐配成的盐水钻井液,150℃老化后pH值下降的幅度随含盐量增大（1%-35%）而增大。表面活性剂对150℃老化后饱和盐水（35%NaCl）钻井液pH值降低的影响程度因类型而不同,加量0.1%-0.5%时稳定该钻井液pH值的作用,阳离子型的CTMAB基本上无,阴离子型的AS和ABS很微弱,非离子型的Tween-80、OP-10、Span-80稍好,ABS/OP-10和OP-10/Span-80复配物更好,但稳定作用均不够强,老化后该钻井液的pH值一般均低于10.0。图4表4参6。     

盐水钻井液pH值的影响因素研究

通过对淡水钻井液和盐水钻井液PH值的影响因素研究发现:盐水具有缓冲钻井液PH增加的作用;表面活性剂基本上没有缓冲钻井液PH的作用。     

铝络合物钾盐强抑制性钻井液的应用

东濮凹陷兰聊断层下降盘白庙、前梨园、桥口等区块,从沙一段下部到沙二段有大段地层含有蒙脱石、伊利石及较多的伊蒙混层;沙三段为含伊利石的硬脆页岩,钻井液滤液易沿层理面的微裂缝渗入地层,引起井壁剥蚀垮塌.常规的聚磺钾盐钻井液有时不能有效稳定井壁,易引发井下复杂情况,钻井时效低,因此引入了新型抑制剂有机铝络合物LWJ-1,组成了铝络合物-钾盐钻井液.现场应用表明:该钻井液抑制性强,防塌效果好,井径规则,与同区块使用聚磺钾盐钻井液的井相比,平均井径扩大率低11.3%,钻井速度大大提高;膨润土容量限高,为55 g/L,对流变性能影响小,钻井液性能稳定;抗高温能力强,易于维护.     

钾钙基阳离子钻井液技术

青西油田强造浆泥岩段长,易出现水化膨胀导致井眼缩径、坍塌和白垩系硬脆性地层的坍塌,特别是在空气钻井结束后,还会出现钻井液污染、井塌问题,处理难度较大。通过对青西油田典型易塌层位进行X射线衍射、膨胀率和分散回收率实验分析,得出相应的防塌机理;在对空气钻雾化、泡沫配方配伍性研究的基础上,形成钾钙基阳离子钻井液;经过回收率试验、抗盐膏污染实验优化配方。现场应用表明:钾钙基阳离子钻井液配伍性好、抗污染能力强、防塌能力强、流动性好,适合青西油田钻井施工和储层保护的需要,可进一步推广应用。     

低pH值钻井液用除钙剂

CaCO3和CaSiO3的溶解度受pH值影响较大,在钻井液pH值较低时,传统的除钙剂Na2CO3和Na2SiO3的除钙效果较差.针对pH值较低的钻井液体系,优选了新型除钙剂.实验发现,CaC2O4的溶解度受pH值影响较小,且溶解度较低;Na2C2O4在低pH值淡水钻井液中表现出良好的除钙效果,而K2C2O4在低pH值淡水钻井液和盐水钻井液中均表现出良好的除钙效果.因此,在低pH值淡水体系中可选用Na2C2O4作除钙剂,在低pH值盐水体系中可选用K2C2O4作除钙剂.     

盐水钻井液pH值影响因素和缓冲方法研究

在深井钻井中钻遇盐膏层、盐膏泥复合盐层、高压盐水层等地层时,极易发生井下复杂情况,盐水钻井液在钻遇此类地层时,pH值极易快速降低,难以调节。实验考察了盐类、表面活性剂、有机胺等对饱和盐水基浆老化前后pH值的调控作用。结果表明,强碱弱酸盐、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂及2者间复配体系、有机胺等对饱和盐水基浆老化前后pH值均具有一定的缓冲效果。探究了矿化度及聚合物类处理剂、磺化处理剂等盐水钻井液常用处理剂对体系pH值的影响规律。结果表明,膨润土基浆矿化度增大会导致pH值的快速下降;聚合物类处理剂对饱和盐水基浆pH值影响较大;磺化处理剂对体系pH值有一定的缓冲作用。提出一种表面活性剂体系“0.3% WJG+0.1% SDBS”的pH缓冲办法,其对海水钻井液、高密度饱和盐水钻井液、高密度有机盐体系老化前后pH值具有较好的缓冲作用。      

甲酸钾对PDF-THERM钻井液的影响

在高温高密度聚磺钻井液体系中引入甲酸钾,既提高了主要抗温聚合物的抗温性能,从而减少了抗温聚合物加量,也减少了钻井液总的固相含量,同时还提高了钻井液的抑制性,这对于控制高温高密度钻井液的流变性能和减少材料方面都有重要意义。在中国南海东方气田的高温高压井应用的 PDF-THERM 体系中采用了这一方案,不但简化了原钻井液配方,使得钻井液性能更稳定,还减少了钻井液的总固相含量,优化了钻井液泥饼,有效地满足了钻井的需要。      

设计和控制钻井液pH值的考虑

pH值是钻井液不可忽视且十分重要的参数,调节和控制pH值是维护处理钻井液的基本手段。本文较系统地介绍了pH值对钻井液组成、性能和泥页岩稳定性、管材腐蚀及泥浆抗污染等方面的影响,提出了最好少用或不用烧碱等方法。     

pH值和稀释剂对固井前甲酸盐钻井液性能的影响

固井前甲酸盐钻井液的流变性和失水造壁性差是导致固井质量不理想的关键问题之一。为提高环空钻井液顶替效率和井壁泥饼冲洗效率,研究了pH值和稀释剂磺化丹宁对油田现场某井区甲酸盐钻井液流变性和失水造壁性的影响,通过比较甲酸盐钻井液调节前后形成泥饼的微观结构,分析了钻井液性能改变的机理。结果表明,pH值和稀释剂对甲酸盐钻井液的流变性和失水造壁性的影响较大。随pH值和稀释剂加量的增大,甲酸盐钻井液的塑性黏度、动切力、高温高压滤失量和泥饼厚度先降低后增加,泥饼冲洗效率和界面胶结强度先增加后降低。在90℃下,现场甲酸盐钻井液适宜的pH值为11.5、稀释剂最佳加量为0.3%。甲酸盐钻井液经NaOH溶液和稀释剂调节后,改善了黏土颗粒的分散性,优化了钻井液性能,并提高了形成泥饼的致密性,有利于环空钻井液的顶替和井壁泥饼的冲洗清除,改善固井胶结质量。图9表5参19     

钻井液用抑制剂络合铝中铝离子含量的测定方法

采用双氧水热解酸化法处理可将偏铝酸根转变为铝离子,再用氟盐置换EDTA容量法滴定分析测定铝离子含量,从而可以计算出样品中偏铝酸根的含量。结果表明∶此种测定方法的加标回收率超过98%、重复性试验得到相对标准偏差小于0.3%,该方法可操作性强、适用范围广、结果可靠准确,是测定钻井液用抑制剂络合铝中铝离子含量的有效方法。该方法不仅有利于抑制剂络合铝产品的质量控制,还可对络合铝的现场应用提供技术指导。     

硅酸盐钻井液的抑制性及其影响因素的研究

硅酸盐钻井液具有良好的井壁稳定作用，且无毒、无荧光、成本低，被认为是具有发展前景的水基钻井液之一。着重研究和探讨了硅酸盐的抑制能力、影响因素及稳定井壁的机理。研究表明，硅酸盐具有较强的抑制能力，抑制效果明显地优于KCl、CaCl2等无机盐类；硅酸盐的模数、加量和钻井液的PH值是影响硅酸盐抑制能力的主要因素；钻井液中硅酸钠的模数为2．8～3．0，加量为3％～4％，且钻井液的pH值维持在11以上时，硅酸钠的抑制效果更好；硅酸盐能与无机盐和聚醇类产生协同作用，从而提高硅酸盐的抑制能力。硅酸盐稳定井壁的机理：硅酸盐与地层矿物反应生成沉淀封堵地层微小裂缝和孔隙，改善和提高了泥页岩的半透膜效率；抑制粘土水化膨胀和分散；降低地层孔隙中压力传递速度；与地层中粘土矿物发生反应。     

溶液pH值对碳酸钙结垢的影响

换热表面上形成的污垢可使传热效率降低 ,流动阻力增大 ,严重妨碍换热设备的正常运行 ,造成能源浪费和经济损失。影响换热表面上污垢的主要成分碳酸钙结垢的因素除了热流密度、流体温度、换热面温度以及流速外 ,溶液的pH值也有着重要作用。从成垢溶液的离子平衡出发 ,得到了成垢指数与pH值的关系式。计算表明 ,总钙浓度一定时 ,pH值越高 ,成垢指数越大 ,结垢趋势越大。在pH值为 7～ 9和流速为 0 5～ 1 0m/s时进行了换热面上碳酸钙结垢的实验研究 ,结果表明 ,pH值越大 ,渐进污垢热阻越大 ,结垢诱导期越短。随着流速的增大 ,渐进污垢热阻减小。在实验范围内 ,流速对渐进污垢热阻的影响大于pH值的影响。     

脱硫净化水pH值对电脱盐的影响

脱硫净化是将蒸馏装置和焦化装置排出的污水经处理后得到净化水的工艺。文章对脱硫净化水作为原油电脱盐注入水注入前后的水质组分进行了对比,发现电脱盐装置注入脱硫净化水时,电脱盐排出水中氯离子和部分金属离子质量浓度偏高,证明脱盐效果较好;同时研究了不同pH值的脱硫净化水作为电脱盐注入水对电脱盐系统原油乳化程度的影响;以及不同pH值的脱硫净化水、去离子水对电脱盐脱盐效果的影响。阐明了脱硫净化水pH值在6～9时不会影响电脱盐的脱盐效果,电脱盐系统不会产生乳化,而pH值小于6或pH值大于9时,电脱盐的脱盐效果不佳,且电脱盐系统的原油轻微乳化。脱硫净化水充分回收利用对于水资源紧缺地区节约水资源显得尤为重要。     

钾钙基钻井液在吐哈西部区块的研究应用

吐哈油田西部区块第三系泥页岩地层富含盐膏，传统钻井液无法满足钻井液性能稳定和井下安全的要求。根据地层特点，选用抗盐、抗钙能力强的钾钙基钻井液体系。经室内研究评价，优选抗盐降失水剂和基本配方，制订出合理的转化措施和维护处理方案。神282、神北6井应用结果表明，钻井液性能稳定、盐膏层和下部井段井径规则、井壁稳定。钻井完井施工顺利，为盐膏井安全钻进提供了可借鉴的经验。     

钻井液电性与抑制性的关系研究

钻井液是最先接触油气层的外来流体,在一定的压差下总会或多或少地侵入储层,如果钻井液滤液与储层不配伍,很可能引起粘土水化膨胀、水锁、乳化及化学沉淀,导致对储层的损害。通过实验研究了处理剂对粘土颗粒电性及水化特性的影响,分析了粘土颗粒电性与水化抑制性之间的关系。得出的研究结果可用于指导研制或优选工作液处理荆、优化工作液配方、分析处理剂作用机理和建立新的抑制性评价方法。