文章摘要:本文从气泡产生的基本条件出发,分析了钻井液起泡的原因,并指出钻井液起泡对井底液柱压力影响不大,但会引起地表钻井液粘切上升,起泡严重会影响泥浆泵上水效率,降低泵压。减弱或防止钻并液起泡需从减少气体来源、降低处理剂表面活性等方面着手,对于严重的钻井液起泡则需采用机械和化学的方法联合消泡。文章最后介绍了目前国中消泡剂研究所针对钻井而研发的钻井液消泡剂。
钻井液起泡的原因分析
稳定的气泡产生必需以下条件:分散介质,与分散介质不相挤的气体,表面活性剂,适当的搅拌条件。对钻井液而言,这些条件均是具备的,因此,钻井液起泡现象是常见的,只是起泡程度有大有小而已.
1.分散介质:钻井液本身就是一种良好的分散介质。
2.气体来源;以下之一或全部都可以成为钻井液起泡的气体来源。
(1)地层气:当钻遇含气地层时,地层中的烃类、Co2、H,S等气体均易扩做或侵入钻井液中.钻井液对地层的压差愈小,则地层气侵入愈容易。
(2)处理刺分解产生气体:处理剂受高温分解及发酵,均会产生气体。如果钻井液处理剂质量不合格或含杂质较多,则分解产气会更严重。
(3)空气,钻井液通过地面循环时,容易从振动筛、搅拌器、泥浆泵等处引入空气.
3.搅拌条件:循环钻井液就为气泡的产生起到搅拌的作用,钻井液通过钻头水眼等处受到的搅拌作用悬非常强烈的。
4.表面活性剂:一般而言,钻井液用有机处理剂大都具备表面活性剂的特征,只是表面活性因处理剂品种及所处环境(如钻井液矿化度、pH值、温度等)不同而异。其中尤以铁铬盐(FCLS)的起泡作用最强烈。有时为稳定钻井液pH值,提高钻井液热稳定性,还需直接加入烷基碳酸钠(AS)、烷基苯磺酸钠(ABS)、聚氧乙烯辛基苯酚醚等起池性较强的表面活性剂。此外。钻井液一般都具有一定的粘度和切力,特别是具有较高的液相粘度(与清水相比),因此,钻井液具有良好的稳泡作用。钻井液粘度、切力愈高,则起池后气泡愈不易从地面排出,从而造成气泡累积。从以上分析可知,钻井液存在起泡和稳泡的条件,如果使用不合格处理剂(主要是分解产气和使钻井液性能变坏)、钻井液pH值控制不合适、钻层气较多的侵入、钻井液粘度切力过高,均会使钻井液起泡现象趋于严重。
(油田钻井工作环境展示图)
钻井液起泡对钻井工程的影响
1.对液柱压力的影响
钻井液起泡严重时,会使在地面上测得的钻井液密度大幅度降低,但由于气体体积与压力成反比,并且有些气体在高压下的溶解度增加,因此,整个钻井液液柱压力降低并非象人们想象的那么严重。
2、对钻井液流变性能的影响
钻井液起泡会使地表钻井液粘切上升,流动性能变差。当然,钻非液体系不同,组成不同,性t不同,起泡引起的钻井液粘切上升幅度会不同。起泡引起地面钻井液粘切上升会带来以下危害:
(1)气泡不易排出,造成气泡累积。
(2)降低泵的上水效率。
(3)不利于岩屑在地面的沉降。
3.对泵效的影响
泥浆泵泵效受多种因素的影响,如吸入凡尔不能及时关闭,拉杆的弹性变形,活塞与缸套问问隙处漏失以及钻井液粘切过高、含有气体等,均会降低沉浆泵泵效.由于气体具有良好的可压缩性,因此,严重的钻井渡起泡对泵效的影响会占居主导地位,其影响表现为沉浆泵上水不好,泵压下降。
钻井液消泡与消泡剂从钻井液起池的条件可知,搅拌条件、分散介质是客观存在的,可调性摄小,因此,抑制或减弱起泡现象则需从减少气源、降低处理剂表面活性等方面入手;
(1)根据地质和工程要求,选用合适的钻井液体系.
(2)使用优质钻井液处理剂、杜绝使用不合格产品.
(3)钻井液密度控制合适,保证压稳气层,防止或减少气层气体特别是烃类气体的浸入。
(4)钻井液pH值控制合适,不同类型钻井液都有其合适的pH值控制范围,特别对于加有铁铬盐的钻井液,pH值一定要控制在9~11范围内,否则钻并液容易起泡,控制合适的pH值,有利于降低有机处理剂的表面活性,有利于钻井液性能的优质稳定.
(5)钻井液的粘度切力一定要控制合活,在满足钻井工程的前提下,粘度切力愈低愈好,这样有利于气泡的排出而不致于累积。
(钻井液消泡剂产品展示图)
那么国中研究所的钻井液消泡剂具有哪些优势和特点呢!
1.国中消泡剂研究所针对油田行业特性研发的钻井液消泡剂的含特殊改性硅氧烷原料经过特殊工艺复配而成,容易溶于水,特别适合在高温、强酸碱、高剪切力、高压存在的条件下,持续保持消泡、抑泡。具有很好的耐高温性、耐酸碱性、不漂浮、不漂油;可在很宽的温度范围内用于各种恶劣体系的泡沫消去。
2.钻井液消泡剂特点是消泡、抑泡力强,用量少,不影响起泡体系的基本性质。耐热性好,化学性稳定,无腐蚀,其性能可与进口产品相媲美,而价格更具明显之优势。
3.钻井液消泡剂用于钻井液、原油、钻井等工艺等。钻井液消泡剂添加量为总货量的0.05%-0.3%,但最经济的用量应在工艺试验后再确定;也可和其它粉状助剂均匀混合后用。
想要了解更多关于油田方面用的消泡剂,请到我们的油田消泡剂栏目页进行了解!