淺談鉆井液添加劑腐植酸產(chǎn)品起泡問題

（大港油田石油工程研究院，天津300000）

1 問題的提出

2014年4 月，新疆中古x油井，泥漿出現(xiàn)大量氣泡，對正常鉆井生產(chǎn)產(chǎn)生了一定影響，要求油田相關部門盡快解決此問題。通過大量的室內(nèi)實驗和研究分析，找出了鉆井液起泡的原因。在鉆井過程中，由于鉆井液中添加了磺化褐煤使產(chǎn)品產(chǎn)生氣泡，造成泥漿性能惡化，表現(xiàn)為泥漿結(jié)構(gòu)增強、粘切升高。混入鉆井液中的氣體形成氣泡很難消除，造成不能正常鉆進，給鉆井帶來很大的損失，這就要求我們盡快解決這個問題。

2 研究思路

要想解決這個問題，必須先確定腐殖酸起泡原因，然后根據(jù)現(xiàn)場情況進行起泡分析，進行試驗，最后得出起泡的原因及相應的解決辦法。

3 實驗

結(jié)合實驗室實際操作的可行性及現(xiàn)場的實際情況，從磺化褐煤的以下幾個方面進行起泡性試驗方法的研究。

3.1 起泡率檢測方法的確定

基漿是為考察添加劑的鉆井液性能而專門配制的，是用來檢驗實驗漿的一種參照基準，因此，基漿性能的確定是關鍵的要素之一。對于測定起泡率性能指標所用的基漿也應該有其特殊的要求。首先要求基漿具有較好的流動性，表觀粘度AV是表征流動性的指標，其值應在8～9 mps，以保證其測量的操作性和準確性；其次，現(xiàn)場鉆井液的pH值在9～10之間；基漿作為參照基準，不應起泡。

配漿方法：500mL蒸餾水+1.0g無水碳酸鈉+24g鈉土，高攪20min，25±1℃密閉養(yǎng)護24h。養(yǎng)護后的基漿要求：pH值為9.0，AV為8mps。

檢測方法：

1）蒸餾水中起泡率測定：量取300mL蒸餾水，加入0.5%試樣，高攪5min后，25±1℃密閉養(yǎng)護1h。然后高攪5min，拿下立即開始計時，10s內(nèi)倒入500mL量筒中，20s時讀數(shù)。

2）室溫起泡率測定：量取養(yǎng)護后的上述基漿300mL，稱取6g試樣，高攪20min后，25±1℃密閉養(yǎng)護1h。然后高攪5min，拿下立即開始計時，10s內(nèi)倒入500mL量筒中，20s時讀數(shù)。

3）180℃16 h熱滾后起泡率測定：量取養(yǎng)護后的上述基漿400mL，稱取8g試樣，高攪20min后，裝入老化罐中，放入滾子爐，在180℃滾動16h后，冷卻至室溫，然后量取300 mL，高攪5min后，拿下立即開始計時，10s內(nèi)倒入500mL量筒中，20s時讀數(shù)。

3.2 通過優(yōu)選配方、工藝流程等方式來尋找起泡原因

合成不同磺化度，不同堿量，不同反應時間的樣品，按照上面的檢測方法進行檢測，其結(jié)果見表1。

通過附表1結(jié)果可以看出，不用磺化度、不同堿量、不同的反應時間對產(chǎn)品的起泡率沒有太大的影響。

表1

3.3 從使用的原料查找起泡原因

用不同礦源的腐殖酸，按照相同的配方和工藝合成磺化褐煤產(chǎn)品，檢測其起泡率，其結(jié)果見表2。

表2

從表2可以看出，不同的礦源生產(chǎn)的產(chǎn)品起泡率不同，說明礦源對起泡率有影響。

3.4 通過引入藥劑尋找解決的方案

在磺化褐煤起泡率檢測的過程中，樣品全部起泡嚴重，而且都是小細泡，不能自行消失。加入柴油也不能消泡，但加入自產(chǎn)高效消泡劑可以消泡。由于消泡劑是液體，和粉狀樣品混合，樣品從外觀看就不合格，但是可以引入粉狀的藥劑來消泡。采用不同型號的藥劑進行了合成試驗，其結(jié)果見表3。

表3

從表3可以看出，不同的藥劑對消泡的效果不同。

3.5 綜合評價實驗方案

上面的四個實驗方案加入藥劑后起泡率能夠達到要求，但是這些藥劑是否對磺化褐煤的泥漿性能是否有影響，還需要進一步驗證，結(jié)果見表4。

表4

從表4結(jié)果看出，加入藥劑后對磺化褐煤的泥漿性能沒有影響。

4 結(jié)論

通過上述的實驗，我們可以得出磺化褐煤起泡與原料配比和生產(chǎn)工藝不存在必然的關聯(lián)，而與褐煤的本質(zhì)即礦源有一定的關聯(lián)，為了能夠生產(chǎn)出滿足鉆井需求的磺化褐煤可以通過以下兩點進行控制：第一是嚴把褐煤質(zhì)量關，對褐煤進行驗證優(yōu)選，符合要求后進行生產(chǎn)；第二是對褐煤礦源無要求，引入合適的藥劑解決起泡問題。