电导率对钻井液抑制及环保性能影响分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油与天然气化工632CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS电导率对钻井液抑制及环保性能影响分析郭钢张洁。鲍方。杨程程。(1．中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院2．西安石油大学3．承德石油高等专科学校)摘要为确定电导率对钻井液抑制环保性能的影响，通过电泳实验、钻井液滤液矿化度的测定实验、钻井液滤液化学需氧量COD值测定实验，评价了电导率与钻井液抑制性、矿化度、COD的相互关系。结果表明：钻井液电导率的变化可以表征钻井液中黏土颗粒表面∈电位的变化、钻井液滤液矿化度的变化和钻井液

2、滤液化学需氧量COD值的变化。该研究结果为评价钻井液性能提供了一种简单、快捷、准确的分析手段。关键词电导率∈电位等效氯离子浓度矿化度CODDOI：10．3969／．issn．1007—3426．2011．06．024钻井液性能很多，逐一评价耗时耗力，如果能够的玻璃蒸发皿；烘箱；水浴；YHCA一100标准COD利用简便的方法在测出钻井液某一个参数的同时，消解器(带磨口三角烧瓶)。也能表征钻井液的其它性能，就会取得事半功倍的2实验内容效果。越来越多简便的物理、化学手段被用来测定2．1电导率对钻井液中黏土颗粒表面∈电位的影响钻井液性能(

3、如激光粒度法测定钻井液页岩抑制性在含土4的预水化膨润土基浆中分别添加各等)。对钻井液性能中电化学性能的测试因其稳定种抑制剂后，在室温下，对已配置的不同浓度(浓度性好，方法简单有效。在钻井液性能评价过程中越来按比例增大)不同类型抑制性钻井液进行电泳实验，越多使用，尤其是通过测量钻井液电化学性能中黏见公式(1)。土颗粒表面∈电位可用于表征钻井液抑制性强4nvr／300~弱口]。电导率可以直接表示导体的导电能力，并且一．(1)EJ测定方法简单准确。如果能找到电导率与钻井液性式中：为电动电位，mV；，7为液相黏度，Pa；能的相互关系，就能

4、为钻井液性能的分析提供一个为黏土颗粒的电泳速度，cm／s；e为液相的介电常快捷、方便、准确的新方法。数；E为外加电位梯度，V／cm；300为由静电单位换1实验材料及仪器成实用单位时的常数。在其他常数不变，液相黏度变化不大的情况下，与成正比关系。绘制电1．1主要材料泳速度一电导率图。膨润土；Na2CO3；KC1；SJ；聚丙烯酸钾；聚丙烯腈铵盐；JT一888；PAM一1I(20～3O)；聚乙二2．2矿化度对电导率的影响醇(1000)；正电胶；MgC12；CaC12；优级重铬酸钾；邻2．2．1计算钻井液等效氯离子浓度菲哕啉；硫酸亚铁；硫

5、酸亚铁铵；硫酸汞(结晶)；浓硫用钻井液温度和钻井液电导率计算钻井液等效酸(密度1．84)；硫酸银。氯根浓度的通用数学模型计算钻井液等效氯离子浓度，见公式(2)～(5)。1．2实验主要仪器C24一C×82／(1．8×rfs+39)(2)电泳实验装置；分析天平；蒸发皿，直径90mm*基金项目：国家自然科学基金项目(编号：50874092)资助。学兔兔www.xuetutu.com第40卷第6期电导率对钻井液抑制及环保性能影响分析Cfz—n×Cz+b(3)矿化度指数。—E3．562-log(1O000／Cf2一0．0123)i]／0．9

6、95在实验中测量已配置钻井液的滤液电导率，从(4)公式(5)计算钻井液等效cl一浓度。P：101．65X(1—10一。)](5)2．2．2测定不同电导率钻井液滤液矿化度式中：P为等效Cl一浓度，mg／L；C为丁温参照标准SL79—1994《矿化度的测定(重量度下的钻井液电导率，S／cm；C。为24。C下的钻法)》，测定不同电导率钻井液滤液矿化度。绘制滤井液电导率，／,S／cm；C为24℃下的钻井液滤液液矿化度一电导率图。电导率，p．S／cm¨3；n，b为电导率线性待测系数；z为学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xu

7、etutu.com第40卷第6期电导率对钻井液抑制及环保性能影响分析矿化度是指滤液中含钙、铁、铝和锰等金属的碳酸盐、重碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐以及各种钠盐的总含量。上述盐类均是强电解质，在浓度较小时随浓度增大，滤液电解质增大。如图4所示，在聚合物体系中加入无机盐后，矿化度仍然与电导率变化趋势一致。如图5所示，随着电导率增大，钻井液矿化度逐渐增加，增加的幅度逐渐减小。因此，测定滤液电导率变化即可表征滤液矿化度的变化。4结论(1)根据添加剂种类，依据电导率变化可以确定钻井液抑制性强弱。(2)由于钻井液等效氯离子浓度与钻井液滤液电

8、导率呈正相关，钻井液滤液电导率与钻井液滤液矿化度亦呈正相关。(3)钻井液滤液化学需氧量COD值与电导率变化一致。参考文献[1]张洁，张黎．油田化学工艺[M]．西安石油大学，2008．[2]李健鹰．泥浆胶体化学[M]．石油大学出版社，1988，5：9