在整個鉆井過程中起著舉足輕重作用的鉆井液,是鉆井中使用的循環(huán)流體,是液體、固體和化學處理劑的混合物。鉆井液俗稱“泥漿”,也有人稱之為鉆井的“血液”。
業(yè)內人士都知道,鉆井液占鉆井成本的7%~10%,所以如何處理鉆井液中的有害固相實現(xiàn)有效循環(huán)利用這一課題顯得至關重要。
為有效地去除鉆井液中的有害固相從而循環(huán)利用,我們首先需要清楚鉆井液固相的組成特性及其對整個鉆井作業(yè)的影響。
鉆井中的固相物質主要是指配漿粘土、加重物質、鉆屑和某些其它的固體物質。鉆井液中的固相物質就其來源劃分,有配漿粘土、巖屑、加重物質和處理劑中的固相物質等。根據(jù)其在水中的作用方式和其在水中離子的作用方式,低密度固相又可進一步分成活性固相和惰性固相兩類。
活性固相是指容易發(fā)生水化作用,或者能與液相中的其它發(fā)生反應的固相。這類固相具有高的表面活性和高的比表面積,電化學性質比較活潑,泥漿中粘土顆粒之間、粘土與離子間、粘土與聚合物間結合緊密。這類固相的作用是調節(jié)鉆井液性能,所以也稱為有用固相。
惰性固相是指對周圍環(huán)境的變化沒有反應、表面沒有電荷、不發(fā)生電化學反應的固相。包括砂子、燧石、石灰石、白云巖、某些頁巖和許多礦物的混合物。它們聚集在一起,壓縮活性固相、聚結使粘度升高,引起鉆井液性能的改變。這類固相在鉆井液中是沒有用的,所以也稱為無用固相。無用固相的顆粒尺寸大于15μm時,對循環(huán)設備有磨蝕作用,因此又稱它為有害固相。
巖屑是鉆井液中最主要的有害固相,在鉆井全過程中將影響鉆井液的物理性能,使鉆井液的密度,粘度,動切力,失水,泥餅、研磨性,粘滯性和流動阻力增加。在鉆井過程中,巖屑還會損害油氣層,降低鉆速,增大轉盤扭矩,起下鉆卡阻,造成粘附卡鉆,引起井漏,井噴等井下復雜情況。同時,鉆井液中的巖屑會對循環(huán)系統(tǒng)造成嚴重磨損。
其次,我們需要掌握有效處理鉆井液中的有害固相的方法。利用固控系統(tǒng)則是實現(xiàn)這一目標的主要方式。固控系統(tǒng)中的振動篩可去除≥74μm的有害固相,除砂器可去除44~74μm的有害固相,除泥器可去除15~44μm的有害固相(高效清潔器是將除砂器和除泥器集成為一體的設備,即高效清潔器可去除15~74μm的有害固相),離心機可去除≥2μm的有害固相。由于泥漿在正常工作情況下有密度要求,過高則不能達到其性能要求,所以需要將密度降低到合理值,則低于15μm的固相需要離心機進行處理,如若在處理有害固相的同時回收重晶石,則需使用高速離心機達到此效果。
泥漿固控系統(tǒng)
由此可見,經(jīng)過固控系統(tǒng)中各個固控設備有序地處理,即可使鉆井液重新得以利用,大大地節(jié)約了鉆井成本,提高了鉆井利潤。
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