WDX硅酸盐钻井液的强抑制性和HSE优越性

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1、学兔兔www.xuetutu.com第27卷第5期钻井液与完井液V_01．27No．52010年9月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDSept．2010文章编号：l001．5620(2010)05—0038—03WDX硅酸盐钻井液的强抑制性和HSE优越性杨勇，赵誉杰，汪廷洪，庄稼，汪建明(1．四川仁智石化科技有限责任公司，四川绵阳；2．西南石油大学材料科学与工程学院，成都)摘要采用改性硅酸盐和多种无毒害添加剂，研制出了强抑制性WDX硅酸盐钻井液，测试了该钻井液的主要工程特性，分析了硅酸盐的

2、改性机理和稳定井壁机理，测试并评价了WDX硅酸盐钻井液的生物毒性、重金属(铅、铬、镉、汞、砷)和石油类含量及pH值等环保指标。实验结果表明，WDX硅酸盐钻井液具有良好的流变性和抑制性，130oC时钻井液的线性膨胀率小于6％，页岩回收率大于95％；该钻井液对操作人员无毒害，其重金属含量不超标，不含石油类物质，急性生物毒性等级为无毒；将1份废弃钻井液与2份土壤混合后，其pH值为8．0，土壤中废弃钻井液环境保护指标完全满足GB4284—84、GB8978--1996的相关规定，实现了环境保护与工程性能统一的目标。关键词

3、硅酸盐钻井液；抑制剂；钻井液性能；生物毒性；环境保护中图分类号：TE254．3文献标识码：A在钻进过程中，当钻遇硬石膏、易水化泥页岩表1钻井液环境保护性能评价指标及分析方法和分散性白垩岩等地层时，井壁失稳问题就变得异指标测定方法方法来源常突出【lJ。经过长期的钻井实践，国内外公认能有pHpH计CJ／T99--1999效解决井壁失稳问题的体系有：油基钻井液、硅酸铅／(mg／L原子吸收分光光度法GB／T17140一l997盐钻井液、多元醇钻井液和甲酸盐钻井液[2-4]o但是，镉／(mg／L)原子吸收分光光度法GB／T

4、17l40—1997在满足工程性能的同时，进一步考虑钻井液的健康铬／(mg／L1分光光度法NY／T1121．12—2006安全、环境(HSE)和成本等综合问题之后，其中以汞／(mg／L)冷原子吸收分光光度法NY／T1121．1O一2006硅酸盐钻井液最为优异。国内外对硅酸盐钻井液的砷／(mgm1分光光度法NY／T1121．11—2006研究重点主要放在配方的形成、井壁稳定的机理和现场使用等方面，但对钻井液的HSE优越性还未石油类／(mg／L)红外分光光度法GB／T16488--1996见报道。生物毒性／％发光细菌

5、法GB／T15440--19951实验方法2结果与讨论按配方配制WDX硅酸盐钻井液，配方如下。2．1硅酸盐的改性机理及其性能其中FL—W20需高速搅拌15min完全溶解形成胶液改性硅酸盐是一种经阴离子表面活性剂后再加入体系中。参照GB／T1678一l997标准测定(YHN一1)处理后的液体硅酸钠(水玻璃)。其改性机钻井液流变性和抑制性。钻井液的环境保护性能指理为：YHN．1中的羟基和醚键与水玻璃低聚物表面标及分析方法见表1。的一部分硅羟基相互作用形成氢键，通过氢键作用5％预水化膨润土浆+0．03％稳定剂+5％改性

6、YHN．1包裹在水玻璃中低聚物的表面，从而阻碍了硅酸盐(模数为2．6～2．8)+0．40％FL—W20(高温抗盐水玻璃老化过程的前2个阶段(单分子聚合阶段和降滤失剂)+(3％～5％)暂堵剂分子生长阶段)，最终减缓老化的第3个阶段(凝胶基金项目：四川仁智石化科技有限责任公司科技基金资助项目；西南石油大学科研基金(2007XJZ119o第一作者简介：杨勇，高级工程师，1962年生，毕业干成都地质学院，现在主要从事钻井液技术服务工作。地址：四川省绵阳市涪城路169号丰谷大厦5楼四川仁智石化科技有限责任公司；邮政编码62

7、1000；电话13981148930。学兔兔www.xuetutu.com第27卷第5期杨勇等：WDX硅酸盐钻井液的强抑制性和HSE优越性39析出阶段)。因此，改性产品能够避免水玻璃老化2．3HSE的优越性过程第三阶段的过早出现，保证体系中存在大量分2,3．1健康(Health)和安全(Safety)布均匀的硅酸胶体，从而使改性硅酸盐钻井液具有用于配制硅酸盐钻井液的硅酸钠在美同被优良的抑制性和耐高温性。FDA(FoodandDrugAdministration)划分为GRAS2．2WDX硅酸盐钻井液性能及抑制机理

8、(GenerallyRecognizedAsSafe)等级，即意味着在食品业，硅酸盐作为直接或间接添加剂是安全的；4种钻井液的性能对比情况见表2。由表2看出，在工业上硅酸盐是无害和无毒的。中国SFDA(State相对于未改性硅酸盐钻井液，WDX钻井液的抑制FoodandDrugAdministration)未对硅酸盐进行明确性和耐温性(130。C)明显提高；WDX硅酸盐钻