[發(fā)明專利]一種鉆井液微細(xì)鉆屑顆粒清除方法及其鉆井液固相控制的隨鉆處理應(yīng)用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811194093.0
• 申請(qǐng)日: 2018-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109209266B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王成文;魏曉彤;陳二丁;陳由甲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): E21B21/06
• 分類號(hào): E21B21/06
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

本發(fā)明涉及一種鉆井液微細(xì)鉆屑顆粒清除方法及其鉆井液固相控制的隨鉆處理應(yīng)用方法，調(diào)節(jié)鉆井液pH值為5?8，并加熱鉆井液，對(duì)加熱后的鉆井液進(jìn)行超聲波輻射，然后固液分離，即完成鉆井液微細(xì)鉆屑顆粒的清除。本發(fā)明提供的鉆井液微細(xì)鉆屑顆粒的清除方法，通過(guò)調(diào)整鉆井液pH值和溫度，結(jié)合超聲波輻射協(xié)同處理，有助于有效降低鉆井液中固相含量，提高固控設(shè)備的使用效果，尤其是有利于除去1μm以下的微細(xì)固相顆粒，并且使經(jīng)過(guò)超聲波循環(huán)處理鉆井液技術(shù)處理后的鉆井液達(dá)到可循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)，特別適用于石油與天然氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中的鉆井作業(yè)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油與天然氣鉆井工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種鉆井液循環(huán)處理和固相控制方法。

背景技術(shù)

在石油與天然氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，用來(lái)清洗井底并把巖屑攜帶到地面、維持鉆井操作正常進(jìn)行的流體稱為鉆井液。

鉆井液中的固相顆粒含量對(duì)鉆井液的密度、粘度和切力有著顯著的影響，這些性能對(duì)鉆井液的水力參數(shù)、鉆井速度、鉆井成本和井下情況有著直接的聯(lián)系。人們通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)出鉆井液固相對(duì)鉆速影響的規(guī)律如下：鉆速隨固相含量升高而下降，固相含量每降低1％，鉆速至少可提高10％。小于1μm微細(xì)固相顆粒對(duì)鉆速影響尤其顯著，實(shí)驗(yàn)得出，小于1μm微細(xì)固相顆粒對(duì)鉆速的影響為大于1μm微細(xì)固相顆粒的13倍。

鉆井液中較高的固相含量可能導(dǎo)致的嚴(yán)重后果有：形成厚的濾餅，引起壓差卡鉆；形成濾餅的滲透率高，濾失量大；造成儲(chǔ)層損害和井眼不穩(wěn)定；造成鉆頭及鉆柱的嚴(yán)重磨損；鉆井機(jī)械鉆速降低等。因此，研究一種低成本、低污染、高循環(huán)利用度的鉆井液循環(huán)處理方法對(duì)石油工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

現(xiàn)場(chǎng)常用的固相控制方法主要有四種方法：(1)大池子沉淀；(2)清水稀釋；(3)替換部分鉆井液；(4)利用機(jī)械設(shè)備清除固相。前三種處理方法的缺點(diǎn)在于容易造成浪費(fèi)，改變了原有鉆井液的性能，安全性較差，所以一般不采用。機(jī)械設(shè)備清除固相是現(xiàn)在常用的固相控制方法，但成本較高，對(duì)微細(xì)固相顆粒清除效果不佳，通常需要配合聚合物絮凝劑使用。

中國(guó)專利文件CN201857911U公開(kāi)了一種鉆井液除砂、除泥一體化清潔器，該清潔器能夠?qū)⒔?jīng)過(guò)振動(dòng)篩處理后的鉆井液進(jìn)行再次固、液分離，把鉆井液中振動(dòng)篩無(wú)法去除的固相從鉆井液中分離出來(lái)，為下一步的離心機(jī)凈化提供合適的鉆井液。但是該方法僅對(duì)振動(dòng)篩無(wú)法去除的固相進(jìn)行了分離，處理后的鉆井液仍需離心機(jī)凈化，沒(méi)有能夠?qū)︺@井液中的微納米顆粒進(jìn)行清除。

中國(guó)專利文件CN103626344A公開(kāi)了一種水基鉆井液固-液分離設(shè)備及方法，它是在經(jīng)過(guò)預(yù)處理的水基鉆井液廢棄物中加入絮凝劑等，通過(guò)離心機(jī)使水和固相離心分離出來(lái)，實(shí)現(xiàn)固液分離。分離出的廢水經(jīng)過(guò)二級(jí)絮凝、過(guò)濾處理達(dá)標(biāo)后可以實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)回用或者排放，分離出的廢渣通過(guò)固化處理，達(dá)標(biāo)堆放。該方法分別對(duì)鉆井液固液相進(jìn)行了處理，處理后鉆井液達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)，但是該方法沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄鉆井液的回收再利用。

中國(guó)專利文件CN1944280A公開(kāi)了一種鉆井廢棄泥漿無(wú)害化處理方法，其具體步驟是向泥漿池中攪拌加入鹽酸或硫酸或草酸中至少一種工業(yè)酸中和廢棄泥漿中的氫氧化鈉和碳酸鈉，然后在攪拌中加入漂白粉或雙氧水或次氯酸鈉中至少一種氧化劑除去或降低廢棄泥漿中的有機(jī)物含量；最后邊攪拌邊加入多聚硅酸鈉或硫酸鋁或明礬或石膏粉或氧化鎂中至少一種吸附劑吸附廢棄泥漿中的水分，破壞廢棄泥漿的乳液平衡。該方法采用化學(xué)處理的方法在一定程度上解決了廢棄泥漿處理費(fèi)用高、環(huán)境污染的問(wèn)題，但是無(wú)法有效清除微細(xì)固相顆粒，固相含量控制不徹底。

以上幾種對(duì)鉆井液的處理方法都存在著一定的局限性，如無(wú)法有效清除微細(xì)固相顆粒，固相含量控制不徹底，存在環(huán)境隱患等，其推廣和應(yīng)用受到了限制。另外，對(duì)存在循環(huán)利用價(jià)值的鉆井液沒(méi)有充分利用，無(wú)法滿足低成本、高循環(huán)利用度的鉆井液處理要求。

發(fā)明內(nèi)容