高密度钻井液加重剂再利用的几点思考

随着深井、超深井钻井技术的发展，高密度钻井液加重剂的回收再利用日益受到重视。介绍了废钻井液组成、国内外对废钻井液的处理方法及存在的缺陷。提出了处理钻井液中加重剂的新方法及相应工作模型。结合现场试验数据，指出合理使用好新方法需解决的关键问题：①确定出不同地层、不同岩性、不同机械钻速下回收加重剂的动态粒度点；②确定出在“实时”模式下回收加重剂和钻井液粘度的上限值。指出解决关键问题的方法及现实意义。     

废钻井液有效成分的再利用

探讨了废钻井液固液分离后再利用的方法,即用经离心机分离后的脱出水与脱出固相再配淡水钻井液、盐水及饱和盐水钻井液。室内实验表明,此方法在技术上是可行的;这种再配的钻井液性能与现场用钻井液和室内按常规方法配制的钻井液性能相近;用脱出固相再配制的钻井液原材料成本只有常规钻井液材料成本的1/6左右。为废钻井液的再利用和解决废钻井液环境污染问题提供了一条可行途径。     

加重剂对水基钻井液润滑性能的影响研究

为了定量研究加重剂影响水基钻井液润滑性能的一般规律，采用激光粒度仪测定了重晶石、钛铁矿、保护储层加重剂的粒度分布，考察了3种加重剂将水基钻井液加重到相同密度以及加重到不同密度时滤饼的摩擦系数。研究表明：高密度条件下，3种加重剂均有改善钻井液润滑性能的作用，保护储层加重剂的润滑效果最好；水基钻井液润滑性改善时，重晶石、钛铁矿、保护储层加重剂加重钻井液的临界加重密度分别为1.4、1.6和1.6 g/cm³；钻井液未加润滑剂时，超过此临界密度的一定范围内，钻井液体系的润滑性能均增强。     

废弃高密度钻井液固液分离的实验研究

对废弃高密度钻井液进行了稀释沉降和化学絮凝脱水的固液分离实验研究。结果表明，该方法不仅回收了９０％的加重材料（重晶石粉），而且破坏了废钻井液的胶体体系，使其絮凝脱水，实现固液分离，脱水残渣可安全地埋入地下，有效地解决了废钻井液对环境的污染问题。     

高密度低黏度阳离子钻井液技术的研究与应用

流变性是深井高密度钻井液的关键技术难题之一，其主要影响因素是在高固相含量情况下亚微态粒子、处理剂、加重剂之间形成多元复合体结构。采取的解决措施有：根据密度-粒径分布-黏度曲线确定了最优化的加重剂粒径分布；用小阳离子作粒子稳定剂，以减少亚微态粒子含量；改善了钻井液的配制工艺，最大限度地降低黏土含量，通过提高钻井液液相黏度来满足加重剂的悬浮要求，并用正电胶、铁铬盐和红矾碱液作流型调节剂。对阳离子钻井液配方进行了优选，优选出的钻井液黏度可在55～180s之间任意调节，流动性好，并建立了高密度钻井液主要性能控制指标。在酒东油田3口井的应用结果表明，该钻井液解决了深井高密度钻井液的流变性问题，并通过回收利用，取得了较好的经济效益。     

钻井液加重材料比表面积测试及吸附特性实验研究

深井超深井钻井过程中,为了平衡地层压力,需要在钻井液中加入加重材料。加重材料对钻井液中水分子和处理剂的吸附作用,会影响甚至恶化钻井液的性能。为了探究加重材料在钻井液中的存在形式及吸附特性,基于低场核磁共振,建立了液相条件下加重材料比表面积的测量方法。通过低场核磁共振法和粒度推算法,分析了密度为1.1～2.4 g/cm³的水基钻井液中加重材料液相与干粉状态的比表面积及其变化规律。通过有机碳吸附和流变性测试实验,探讨了不同密度下加重材料的吸附能力。结果表明,不同密度下加重材料对不同处理剂的吸附能力不同。在密度为1.2、1.8和2.4 g/cm³的500 mL钻井液中对磺化褐煤的吸附量分别为10.83、13.06和17.69 g,实验结果与低场核磁共振所得到的比表面积具有相关性。     

川东地区深井高密度聚合物钻井液技术问题的研究

为了解决川东深井高密度聚合物钻井液面临的技术问题,根据川东地区高密度钻井液的技术要求与技术现状,结合国内高密度聚舍物钻井液的研究情况,经过大量反复的现场实践,确定了川东深井高密度聚合物钻井液现实可行的技术路线——适度分散的强抑制、强封堵特性的钾钙基沥青树脂两性离子聚合物高密度钻井液,其典型配方为:预水化新浆(或上部井段聚合物低固相钻井液) XY27(或再复配SK—4等低分子量聚合物) SMp KHm CaO 沥青类处理剂 润滑防卡剂 加重剂。此体系在保持磺化高密度钻井液优点的同时又较好地解决了磺化高密度钻井液和聚合物不分散高密度钻井液未能解决的问题,收到了显著的技术经济效益,为研究建立复杂地区深井聚合物高密度钻井液体系提供了有益的参考。     

冀东油田废钻井液固化处理技术

针对冀东油田地下水位高、废钻井液中矿化度高的特点．开发出了一种新型废钻井液固化技术。该技术通过在废钻井液中均匀加入特制固化剂，使其迅速破乳、稠化而胶凝．最后生成以钙矾石、盐以及水化硅酸钙凝胶为主的具有一定抗压强度的固体团块，回收用以建设井场．以达到控制污染物，保护环境之目的。废钻井液固化体5d抗压强度不小于1．0MPa．浸泡48h后强度不降低；浸出液水质达到国家综合污水二级排放标准；固化物初凝时间短．初凝4h后人可行走；有一定的抗盐性．Cl-含量可达6000mg／L。截至2002年底．冀东油田已对近100口井的废钻井液进行了固化处理，治理废钻井液达到3万多立方米．增加井场有效使用面积20000m2．既保护了油田生态环境，改善了工农关系，也节约了投资，具有很高的经济效益和环境效益。该项技术特别适合在滩海油田中应用。     

长北气田钻井液回收重复利用实践与认识

针对长北气田钻井液配制成本高,完井后的废钻井液处理环境压力大等问题,开展了废钻井液的回收重复利用实践,并获得了良好效果.废钻井液含大量无机盐、有机盐和聚合物等处理剂,性能稳定,根据地层和潜在复杂情况,适时调整即可直接循环利用.通过废钻井液回收重复利用,不但充分利用了废钻井液的现有性能,降低了钻井液处理成本,缩短了配浆时间,还具有良好的经济效益和社会效益.     

高密度钻井液在缅甸合作区块中的应用

针对中海油－缅甸合作区M区块地层孔隙压力和坍塌应力高等复杂情况，开展了高密度钻井液技术研究。分析了高密度钻井液技术难点:膨润土含量、抑制性、加重材料和沉降稳定性，优选出高密度钻井液配方，对其在不同密度下的常规性能、不同膨润土含量对钻井液流变性的影响、抑制性进行了室内实验。结果表明，所优选的高密度钻井液具有较好的流变性、沉降稳定性和抑制性。该高密度钻井液在RM19－3－1井的成功应用表明，该技术可在缅甸合作区M区块进一步推广应用。     

玉门油田青西地区防塌钻井液试验研究

针对青西地层的坍塌特性，通过粘土膨胀试验和正交试验，确定了防塌钻井液基本配方。同时，通过钻井液评价试验确定了钻井完井液配方和加重钻井液配方。     

吐哈油田废钻井液脱稳固化技术研究

目前钻井井场普遍采用固化处理后掩埋复耕的方法处理废钻井液，但固化体中的污染物易被水浸泡出来，固化后仍存在污染环境的风险。对吐哈油田废钻井液，决定采用先破胶再进行固化的处理方法，并通过实验研究，确定出了适合于吐哈油田废钻井液的破胶剂和固化剂配方。该工艺和配方对吐哈油田废钻井液进行了固化处理，固化产物的强度大于0．4MPa，固化物浸出液中污染物含量达到国家污水综合排放标准二级标准要求。     

四氧化锰加重水基聚磺钻井液研究

国外现场应用表明，对于密度在1．6g／cm^3以上的加重油基钻井液，用四氧化锰代替重晶石粉加重，能降低钻井液的当量循环密度。通过用黑锰矿粉、重晶石粉、超细碳酸钙和铁矿粉加重水基聚磺钻井液密度至1．6g／cm^3，测定了4种加重钻井液在1．2～1．6g／cm^3之间5个密度点的表观黏度和塑性黏度，分析了表观黏度和塑性黏度的变化趋势。模拟计算出了井深为4150m时的当量循环密度，表明黑锰矿粉在密度为1．46g／cm^3以上可以获得低于其它加重材料的当量循环密度。     

MMH钻井液在TZll井的应用

MMH钻井液是目前国内最新的钻井液体系，通过室内实验和现场应用，结果表明：与其它聚合物钻井液相比，它具有独特的流变性和抑制性，悬浮、携砂能力强，并底无沉砂，井眼清洁，井径规则，井壁稳定性好，成本低、配制简单，维护方便，能明显提高机械钻途，减少井下复杂事故，满足钻井、地质、测井及固井作业的需要，是一种前途的钻井液体系。当然，MMH钻井液还存在着不足之处，还有待于对MMH腋体浓度的提高、干粉的生产以及与之配套辅助处理剂进行研究。     

用于新疆塔西南地区的保护油层钻井液

加重钻井液侵入储层会造成严重污染。对加重钻井液进行了改性处理,评价了改性钻井液的抗温性、抗污染性及泥饼酸溶率。结果表明,改性钻井液在高温高压下具有流变性好、滤失量低、润滑性好、泥饼薄而坚韧、表皮系数低等特性,防止了地层损害。     

疏水缔合聚合物在高密度钻井液中的应用研究

钻井液流变性一直是高温深井水基钻井液的主要技术问题之一.研究出了疏水缔合聚合物,用它代替普通高分子量聚合物加入粘土含量低的钻井液中,可以提高钻井液的高温悬浮性.疏水缔合聚合物在钻井液中能和膨润土共同作用形成自身的空间网架结构,在低温、高温及高温老化后能有效地提高钻井液悬浮性;与普通高分子量聚合物相比,疏水缔合聚合物具有明显的抗温抗盐和抗剪切功能.室内试验评价了疏水缔合聚合物含量对低土量钻井液悬浮性的影响及其对不同膨润土含量钻井液流变性的影响、疏水缔合聚合物与其他处理剂的配伍性及疏水缔合聚合物加重钻井液的热稳定性和悬浮性.结果表明,将有双重悬浮功能的疏水缔合水溶性聚合物引入高温深井水基重钻井液(温度为150 ℃、密度为1.5 g/cm3)中,使钻井液在粘土含量为3%,粘度较低的情况下能具有良好的悬浮性;利用疏水缔合聚合物解决目前深井钻井液存在的流变性问题是可行的.     

废钻井液无害化处理的室内研究

介绍用化学固化方法处理废钻井液,其实验内容包括两部分:一是选用固化剂,对废钻井液进行固化处理,考察固化时间、固化温度对固化程度的彰响;二是将固化7d后的样品加入去离子水,振荡8h,制备固化体浸出液。通过对现场固化剂的选择;废钻井液固化处理效果;固化温度对固化效果的影响;固化时间的影响;与国外专利配方处理比较5个方面的室内试验证实,废钻井液固化后有一定强度,其水浸出液清彻透明,无毒无害,达到排放标准,固化体可进行掩埋恢复地貌,也可作为建筑材料使用。文中还针对不同的现场条件,在不适于固化处理的地区,进行了固液分离处理的室内研究,研究出了以HPAM为主,酸为辅的固液分离絮凝剂。考查了HPAM的分子量、水解度以及酸浓度对分离效果的影响。     

环保型钻井液的研究现状

钻井液在钻井过程中起着不可缺少的重要作用,然而随着勘探与开发的油井不断增加,废钻井液污染环境的问题日趋严峻。因此,国内外钻井工作者已经开始研究及开发新型环保钻井液体系,如甘油钻井液体系、烷基葡萄糖苷钻井液体系、硅酸盐钻井液体系、甲酸盐钻井液体系、合成基钻井液体系、聚合醇钻井液体系、化肥钻井液体系、有机盐钻井液体系等。对各种环保型钻井液的特点进行了分析,并对其发展方向进行了预测和探讨。     

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钻井液转化为水泥浆技术，是在钻井液中添加某些胶凝材料和外加剂将其转变成水泥浆直接用作固井材料的新型固井方法。在钻井过程中钻井液承担着冷却润滑钻头，携带岩屑，平衡地层压力，稳定井壁的任务。如果在完成钻井后将钻井液通过一定的方法转化为可固结的材料———固井液，就能达到封隔地层、支撑套管、防止层间流体窜通的目的，这种技术又称为ＭＴＣ（ＭｕｄｔｏＣｅｍｅｎｔ）技术。文中从油气井开发提高效率、降低费用的技术要求出发，论述了采用ＭＴＣ技术是一条可行的路子。实验研究得出用油井水泥，粒化高炉矿渣共同作为胶凝材料，优选合适的分散剂和促凝剂，提出了普通钻井液和聚丙烯酰胺低固相钻井液转化为水泥浆体系的优化配方。这种兼有钻井液和固井液作用的技术，能避免钻井液和水泥浆混合时发生的絮凝现象，提高环空顶替效率，降低废钻井液处理费用，减少固井材料，因而在提高固井质量和降低成本上有很大的潜力，可供生产部门参考     

塔里木油田水基废钻井液无害化固化技术研究

针对塔里木油田水基废钻井液采用常规固化方法固化处理后，固化产物浸出液中污染物难以达标，特别是色度和COD值严重超标的情况，提出先破胶处理后再进行固化的工艺技术。通过大量实验，研究出了2种效果较好的破胶剂（SW-A、SW-B）和固化剂的配方，并优选出了破胶剂的最佳加量。SW-A适用于塔里木油田高密度（2．0g／cm^3）废钻井液，加量为60kg／t；SW-B适用于中密度（1．5g／cm。左右）和低密度（1．2g／cm^3左右）钻井液，加量为40kg／t。固化体强度为0．5MPa时的技术配方：高、中、低密度废钻井液，石灰的加量均为10％，水泥的加量分别为20％、25％和0；固化体强度为1．0MPa的技术配方：高、中、低密度废钻井液，石灰的加量均为10％，水泥的加量分别为25％、40％和40％。利用该固化工艺技术和配方对塔里木油田废钻井液进行处理，固化产物的强度大于0．5MPa时，固化物浸出液中污染物含量达到了国家污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准要求。