钻井液固相控制技术探讨与建议
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除机 械 方 法 外 ， 常 用 的 固控 方 法 还 有 稀 释 法 和 化学 絮凝 法 。 稀 释 法 即 可 用 清 水 或 其 它 较 稀 的流 体 直 接 稀 释 循 环 系 统 中 的钻 井 液 ，也 可 在 泥 浆 池 容 量 超 过 限度 时 用 清 水 或 性 能 符 合 要 求 的新 浆 ，替 换 出一 定 体 积 的 高 固相 含 量 的钻 井 液 ，使 总 的 固相 含 量
降低 。如果用机械方法清除有害 固相仍达不到要 求 ，便 可 用 稀 释 的方 法 进 一 步 降低 固相 含 量 ，有 时 是 在 机 械 固控 设 备 缺 乏 或 出现 故 障 的情 况 下 不 得不采用 的这种方法 。稀释法虽然操作简便 ，见
大 降低 。 的直径与粘土晶层间相对应的两个六 角 环 的 间 距 一致 ，Ｋ 正 好 能 嵌入 其 中 ，嵌入 后 能 阻止水分子的进入，起到抑制分散的作用。
２化学絮凝法 常用的絮凝剂
２１ ． 无机 盐 现 场 使用 的无机 盐 类抑 制 剂有 Ｃ 外、 Ｋ 。 ａ 等 Ｃａ 通 过 离 子 交 换 ，压 缩 双 电层 ， 降 低 电 是 位 ，使 水 化 膜 变 薄 ， 将粘 土 晶胞 层 面 水 化 分 开 的 距 离 大 大缩 短 ，钠 土在 淡 水 中 能达 到 １ ０ ，在 ２埃 Ｃ ａ 作用 下 至 多只 能达 到 １埃 ，水 化 分 散 能力大 ５
重要 。
效 快 ，但 在 加水 的 同 时必 须 补 充 足 够 的 处理 剂 ， 如 果 是 加 重 钻 井液 还 需补 充 大 量 的 重 晶石 等 加 重 材 料 ，因 而 使 钻井 液 成 本 大 大 提 高 。为 了尽 可 能 降低成 本 ，一 般 遵循 以下原 则 ： （ ）稀释 后 的钻 １ 井 液 总体 积 不宜 过大 ； （ ）部分 旧浆 的排 放应 在 ２ 加 水稀 释 前进 行 ， 不要 边稀 释 边排 放 ； （ ）一 次 ３ 性 多量 稀释 比多 次少量 稀释 的费用要低 。 化 学絮 凝 法 是 在 钻 井 液 中加 入 适 量 的絮 凝 剂 （ 部 分 水 解 聚 丙烯 配 剂 ），使 某 些 细 小 的 固 体 如 颗 粒 通 过 絮 凝 作 用聚 集成 较 大 颗 粒 ，然 后用 机 械 方 法 排 除 或 在 沉 砂池 中 沉 除 。这 种 方 法 是机 械 固 控 方 法 的 补 充 ，两 者 相 辅相 成 。 目前 广 泛使 用 的 不 分 散 聚 合 物 钻 井 液 体 系 正 是依 据 这 种 方 法 ， 使 其 总 固相 含 量保 持 在 要 求 的４ ％以下 。化学 絮凝 方 还 可 用 于 清 除 钻 井 液 中 过量 的膨 润 土 。 由于膨 润 土 的最 大粒 径 在５１ｍ左 右 ，而 离心 机 一般 只 能清 ． ｔ 除粒 径 ６Ｊ ｍ以上 的颗 粒 ， 因此用 机 械 方法 无 法 降 Ｉ ． 低 钻 井 液 中膨 润 土 的 含 量 。化 学 絮 凝 总 是 安排 在 钻 井液 通过所 有 固控 设备之 后进 行 。
第 １ 固相控制技术探讨与建议
陈鑫 ，杨晓冰
（ 川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院长庆分院 ， 陕西 西安 ７０ ２ ） １０ １
［ 摘 要］钻 井液 固相控 制是 实现优化钻井的重要手段之一。正确 、 有效地进行 固 控可降低钻井扭矩和摩阻，减小环空抽吸的 压 力波动，为科 学钻 井提供必要的条件 。钻井液 固 控是现 场钻井液维护和管理工作 中最 重要 的环节之 一。本文就钻井液 固 相 控制技术进行 了深入的探讨 ，提 出了自己的建议和看法。
１ 常用的钻井液 固相控制方法
钻 井 液 固 控 有 各 种 不 同 的 方 法 。 首 先 应 考 虑 的是 机 械 方 法 ， 即通 过 合 理 使 用 振 动 筛 、除 砂 器 、除 泥 器 、清 洁 器 和 离 心 机 等 机 械 设 备 ，利 用 筛 分 和 强 制 沉 陷原 理 ，将 钻 井 液 中 的 固相 按 密 度 和 颗 粒 大 小 分 离 开 ，并 根 据 需 要 决 定 取 舍 ，达 到 控 制 固相 的 目的 。与 其 它 方 法 相 比 ，这 种 方 法 处 理 时 间短 ，效 果 好 ，成 本 较 低 。这 类 处 理 方 法 的 主 要 不 足 是 占 用 场 地 较 大 ， 处 理 量 一 般 不 超 过 １ｍ ｔ ５ ／ ，不 能适 应大 量废 浆 的 即时处 理 。 ｌ
［ 关键词］钻井液； 固相控制；机械方法；稀释法；化 学絮凝法
钻 井 液 中加 重 剂 、岩 屑及 黏 土 等 固 体颗 粒 所 组 成 的 体 系 称 为 固相 。按 其 作 用 可 分 为 有 用 固 相 和 无 用 固相 （ 叫 有 害 固相 ） 。有 用 固相 是 指 有 也 助 于 改 善 钻 井 液 性 能 的 固相 ，如 膨 润 土 、加 重 剂 （ 石 粉 、重 晶石 及 钛 铁 矿 ）等 ；无 用 固相 是 指 青 不 能 改 善 钻 井 液 性 能 ，甚 至 影 响 钻 井 液 性 能 ，危 害 钻 井 正常 进 行 的 固相 。钻 井 液 中 固相 含 量 高 可 导 致 形 成 厚 的滤 饼 ，容 易 引起 压 差 卡 钻 ；形 成 的 滤 饼 渗 透 率 高 ，滤 失 量 大 ，造 成 储 层 损 害 和 井 眼 不 稳 定 ；钻 头 及 钻 柱 产 生 严 重 磨 损 ，特 别 是 造 成 机 械 钻 速 降低 。 因此 ，加 强 钻 井 液 固相 控 制 十 分
除机 械 方 法 外 ， 常 用 的 固控 方 法 还 有 稀 释 法 和 化学 絮凝 法 。 稀 释 法 即 可 用 清 水 或 其 它 较 稀 的流 体 直 接 稀 释 循 环 系 统 中 的钻 井 液 ，也 可 在 泥 浆 池 容 量 超 过 限度 时 用 清 水 或 性 能 符 合 要 求 的新 浆 ，替 换 出一 定 体 积 的 高 固相 含 量 的钻 井 液 ，使 总 的 固相 含 量
降低 。如果用机械方法清除有害 固相仍达不到要 求 ，便 可 用 稀 释 的方 法 进 一 步 降低 固相 含 量 ，有 时 是 在 机 械 固控 设 备 缺 乏 或 出现 故 障 的情 况 下 不 得不采用 的这种方法 。稀释法虽然操作简便 ，见
大 降低 。 的直径与粘土晶层间相对应的两个六 角 环 的 间 距 一致 ，Ｋ 正 好 能 嵌入 其 中 ，嵌入 后 能 阻止水分子的进入，起到抑制分散的作用。
２化学絮凝法 常用的絮凝剂
２１ ． 无机 盐 现 场 使用 的无机 盐 类抑 制 剂有 Ｃ 外、 Ｋ 。 ａ 等 Ｃａ 通 过 离 子 交 换 ，压 缩 双 电层 ， 降 低 电 是 位 ，使 水 化 膜 变 薄 ， 将粘 土 晶胞 层 面 水 化 分 开 的 距 离 大 大缩 短 ，钠 土在 淡 水 中 能达 到 １ ０ ，在 ２埃 Ｃ ａ 作用 下 至 多只 能达 到 １埃 ，水 化 分 散 能力大 ５
重要 。
效 快 ，但 在 加水 的 同 时必 须 补 充 足 够 的 处理 剂 ， 如 果 是 加 重 钻 井液 还 需补 充 大 量 的 重 晶石 等 加 重 材 料 ，因 而 使 钻井 液 成 本 大 大 提 高 。为 了尽 可 能 降低成 本 ，一 般 遵循 以下原 则 ： （ ）稀释 后 的钻 １ 井 液 总体 积 不宜 过大 ； （ ）部分 旧浆 的排 放应 在 ２ 加 水稀 释 前进 行 ， 不要 边稀 释 边排 放 ； （ ）一 次 ３ 性 多量 稀释 比多 次少量 稀释 的费用要低 。 化 学絮 凝 法 是 在 钻 井 液 中加 入 适 量 的絮 凝 剂 （ 部 分 水 解 聚 丙烯 配 剂 ），使 某 些 细 小 的 固 体 如 颗 粒 通 过 絮 凝 作 用聚 集成 较 大 颗 粒 ，然 后用 机 械 方 法 排 除 或 在 沉 砂池 中 沉 除 。这 种 方 法 是机 械 固 控 方 法 的 补 充 ，两 者 相 辅相 成 。 目前 广 泛使 用 的 不 分 散 聚 合 物 钻 井 液 体 系 正 是依 据 这 种 方 法 ， 使 其 总 固相 含 量保 持 在 要 求 的４ ％以下 。化学 絮凝 方 还 可 用 于 清 除 钻 井 液 中 过量 的膨 润 土 。 由于膨 润 土 的最 大粒 径 在５１ｍ左 右 ，而 离心 机 一般 只 能清 ． ｔ 除粒 径 ６Ｊ ｍ以上 的颗 粒 ， 因此用 机 械 方法 无 法 降 Ｉ ． 低 钻 井 液 中膨 润 土 的 含 量 。化 学 絮 凝 总 是 安排 在 钻 井液 通过所 有 固控 设备之 后进 行 。
第 １ 固相控制技术探讨与建议
陈鑫 ，杨晓冰
（ 川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院长庆分院 ， 陕西 西安 ７０ ２ ） １０ １
［ 摘 要］钻 井液 固相控 制是 实现优化钻井的重要手段之一。正确 、 有效地进行 固 控可降低钻井扭矩和摩阻，减小环空抽吸的 压 力波动，为科 学钻 井提供必要的条件 。钻井液 固 控是现 场钻井液维护和管理工作 中最 重要 的环节之 一。本文就钻井液 固 相 控制技术进行 了深入的探讨 ，提 出了自己的建议和看法。
１ 常用的钻井液 固相控制方法
钻 井 液 固 控 有 各 种 不 同 的 方 法 。 首 先 应 考 虑 的是 机 械 方 法 ， 即通 过 合 理 使 用 振 动 筛 、除 砂 器 、除 泥 器 、清 洁 器 和 离 心 机 等 机 械 设 备 ，利 用 筛 分 和 强 制 沉 陷原 理 ，将 钻 井 液 中 的 固相 按 密 度 和 颗 粒 大 小 分 离 开 ，并 根 据 需 要 决 定 取 舍 ，达 到 控 制 固相 的 目的 。与 其 它 方 法 相 比 ，这 种 方 法 处 理 时 间短 ，效 果 好 ，成 本 较 低 。这 类 处 理 方 法 的 主 要 不 足 是 占 用 场 地 较 大 ， 处 理 量 一 般 不 超 过 １ｍ ｔ ５ ／ ，不 能适 应大 量废 浆 的 即时处 理 。 ｌ
［ 关键词］钻井液； 固相控制；机械方法；稀释法；化 学絮凝法
钻 井 液 中加 重 剂 、岩 屑及 黏 土 等 固 体颗 粒 所 组 成 的 体 系 称 为 固相 。按 其 作 用 可 分 为 有 用 固 相 和 无 用 固相 （ 叫 有 害 固相 ） 。有 用 固相 是 指 有 也 助 于 改 善 钻 井 液 性 能 的 固相 ，如 膨 润 土 、加 重 剂 （ 石 粉 、重 晶石 及 钛 铁 矿 ）等 ；无 用 固相 是 指 青 不 能 改 善 钻 井 液 性 能 ，甚 至 影 响 钻 井 液 性 能 ，危 害 钻 井 正常 进 行 的 固相 。钻 井 液 中 固相 含 量 高 可 导 致 形 成 厚 的滤 饼 ，容 易 引起 压 差 卡 钻 ；形 成 的 滤 饼 渗 透 率 高 ，滤 失 量 大 ，造 成 储 层 损 害 和 井 眼 不 稳 定 ；钻 头 及 钻 柱 产 生 严 重 磨 损 ，特 别 是 造 成 机 械 钻 速 降低 。 因此 ，加 强 钻 井 液 固相 控 制 十 分