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钻井液的受侵及处理

目录

第一部分硫化氢气体对钻井液的污染

第二部分高压盐水层的钻井液处理

第三部分CO2O2的污染

第四部分钻遇盐膏层及对策

钻井液的受侵及处理

钻井过程中，常有来自地层的各种污染物进

入钻井液，使其性能发生不符合要求的变化，这

种现象称为钻井液受侵。有的污染物严重影响钻

井液的流变性和滤失性能，有的污染物能够腐蚀

钻具。最常见的是油、气侵、粘土侵钙侵、盐侵

和盐水侵，还有Mg2+，CO、HSO的污染。

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因其中一些已作介绍，下面着重介绍

CO、HS、O、盐膏层和高压盐水层的污染及

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处理。

第一部分

硫化氢气体对钻井液的污染

硫化氢气体对钻井液的污染

硫化氢，无色气体，有恶臭和毒性。密度

1.539g/cm³。相对密度1.1906（空气=1）。熔点：

－82.9℃，沸点：－61.8℃。溶于水、乙醇、甘

油。溶于水生成氢硫酸（一种弱酸）。

化学性质不稳定，在空气中容易燃烧。能使

银、铜等制品表面发黑。与许多金属离子作用，

生成不溶于水或酸的硫化物沉淀。

硫化氢的结构

中心原子S原子采取sp3杂化，电子对构型

为正四面体形，分子构型为V形，H—S—H键

角为92.1°，偶极矩0.97D，是极性分子。

分子的几何形状和水分子相似，为弯曲形。

因此它是一个极性分子。硫化氢由于H－S键能

较弱所以300℃左右硫化氢分解。常温时硫化氢

是一种无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体，应在通风

处进行使用必须采取防护措施。

HS主要对水基钻井液有较大

2

的污染，它会使钻井液性能发生很

大的变化。如密度降低、值下降、

粘度上升，颜色变为瓦灰色、墨色

或墨绿色。

HS主要来自含硫地层，此外，某

2

些磺化有机处理剂以及木质素磺酸盐

在井底高温下也会分解产生HS。它

2

对钻具和套管有极强的腐蚀作用。因

此，一旦发现钻井液受HS污染，应

2

立即将其清除。清除的方法是加入适

量烧碱，调整钻井液pH值大于10。

HS腐蚀：

2

HS的水溶液呈酸性，它能电离出氢离子：

2

+-

HS≒H+HS

2

-

HS还能继续离解：

-+-2

HS≒H+S

生成的S-2与金属作用生成FeSX黑色

沉淀。但危害更大的是氢脆腐蚀破坏。

腐蚀电池产生的氢聚集在阴极，一部分吸收

电子变成分子状态，以气体逸出。但是有一部分

氢原子可能渗入到钢的内部。进入钢材内部的氢

原子遇到非金属杂质、微裂纹、空隙、晶格错断

或其他缺陷时，就集合氢分子，，体积比氢原子

膨胀20倍，氢浓度达到临界浓度时，钢材内压力

升高达几十兆帕，于是钢材内部的微裂缝增多并

扩