油基钻井液化学分析测试研究.pdfVIP

学兔兔 石油天然气学报 2012‘年1月 第34卷 第1期 Journal of Oil and Gas Technology Jan．2012 Vo1．34 No．1 油基钻井液的化学分析测试研究 刘晓东 (承德石油高等专科学校化学工程系，河北承德067000) [摘要]为检测油基钻井液的常规性能，需要对油基钻井液的碱度、氯根含量和钙含量进行化学分析测 试。为此分别提出了测试方法、试验仪器与材料、测试步骤与计算公式。测试碱度值主要是用于计算油 基钻井液中未反应的过量石灰含量；测试氯根合量可用来校正蒸馏所得到的水含量，以便获得油基钻井 液的固相含量；测试钙含量是用来计算油基钻井液中水相的CaC1z、NaC1矿化度。 [关键词]油基钻井液；性能试验；碱性；氯根含量；钙含量；化学分析 [中图分类号]TE254．1 [文献标识码]A [文章编号]1000—9752(2012)O1—0146—03 油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液。早期的油基钻井液有2种：全油基钻井液和油包水乳化 钻井液。在全油基钻井液中L1]，水是无用的组分，其含水量不应超过7 9／6；而在油包水钻井液中，水作 为必要组分均匀地分散在油相中，其含水量一般为10 9／6～60 。与水基钻井液相比较，油基钻井液具 有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种优点，目前已成为 钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段_2]，并且还可广泛地用作解卡 液、射孔完井液、修井液和取心液等。但是，油基钻井液的配制成本比水基钻井液高得多，使用时往往 会对井场附近的生态环境造成严重影响，而且与使用水基钻井液相比机械钻速一般较低。以上缺点大大 地限制了油基钻井液的推广应用I3]。为了提高钻速，从20世纪70年代中期开始，较广泛地使用了低胶 质油包水乳化钻井液。为保护生态环境，适应海洋钻探的需要 ]，从8O年代初开始，又逐步推广使用 了以矿物油作为基油的低毒油包水乳化钻井液。 按照API推荐的钻井液性能测试标准，需要对油基钻井液的碱度、氯根含量和钙含量进行化学分 析测试，以进一步检测油基钻井液的常规性能。下面对此进行试验研究。 1 测试方法 1)钻井液碱度测试 采用滴定法，测定与油基钻井液样品中的碱性物质反应所需要的标准酸的体 积。碱度值用于计算油基钻井液中未反应的过量石灰含量。过量的碱性物质，比如石灰，有助于稳定乳 化体系，也可以中和二氧化碳或硫化氢等酸性气体。 2)钻井液氯根含量测试 采用滴定法，测定与氯根 (或其他卤素离子)反应以生成氯化银 (或卤 化银)沉淀所需要的标准硝酸盐溶液的体积。如果样品为酸性 (pH值低于7．O)，氯根测定可以使用与 碱度测定同样的样品。全钻井液的氯根含量，直到饱和为止都可认为是存在于水相中。水相中的溶解盐 浓度，通过 “水相活度概念”，与钻井液抑制页岩的效力相关联。也需要水相的矿化度值来校正蒸馏所 得到的水含量，以便获得油基钻井液的正确的固相含量值。 3)钻井液钙含量测试 采用滴定法，测定与油基钻井液所释放出的钙离子 (以及其他碱土金属离 子)反应所需要的标准钙鳌合剂 (EDTA，即维尔希酸盐或相当的试剂)的体积。试验时，用一种混合 溶剂对油基钻井液进行萃取。试验中所测出的钙离子可能来源于配制钻井液时所加入的CaC1。、caO或 Ca(OH)。，但也有可能来源于所钻出的生石膏或硬石膏 (CaSO )。与氯根分析和水含量试验结果一 [收稿日期]2011一O9—20 [作者简介]刘晓东 (1977一)，男，2002年河北师范大学毕业，讲师，现从事化学工程与油田化学方面的教学、研究工作。 学兔兔 第34卷第1期 刘晓东：油基钻井液的化学分析测试研究 起，钙分析结果可以用来计算钻井液水相的CaCI 矿化度和Na