鉆井液常見污染問題分析及處理措施
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摘要:在使用鉆井液的過程中,不可避免的會出現大量的污染問題,針對這些污染問題,本次研究首先根據污染源的來源,對污染問題進行深入研究,在此基礎上,根據目前的技術進展,對污染問題的處理措施進行探討,為鉆井液的使用以及環境保護奠定基礎。研究表明:在使用鉆井液的過程中,常見的污染問題可以分為四種類型,分別是硫化氫污染、石膏污染、二氧化碳污染以及鹽水污染,油田單位需要采取有效的處理措施,對這些污染源分別進行處理,進而降低鉆井液的污染性,提高環保效果。
關鍵詞:鉆井液;污染問題;硫化氫;鹽水;處理措施
在進行鉆井作業的過程中,鉆井液是必須用到的物質,該種物質的使用可以使得鉆井效率及鉆井效果大大提高,對于油氣產業的發展具有巨大的推動作用。但在鉆井液的使用中,由于成分原因,易出現污染問題,這些污染問題不但會對地層原油質量產生消極影響,還會使鉆井液的使用性能大大降低,同時,還可能會威脅井下設備的使用壽命,因此,十分有必要采取一定的措施解決其污染問題[1]。
1 鉆井液常見污染問題分析
1.1 硫化氫污染問題
部分鉆井液中含有一定量的硫化氫物質,在鉆井液使用的過程中,受到地層中高溫高壓特點的影響,這些物質會迅速產生反應,進而引發硫化氫污染問題。在另一方面,由于硫化氫在反應的過程中會產生弱酸性成分,該成分的存在會使得鉆井液的pH值降低,進而對鉆井液產生破壞作用,使其不再維持膠狀形狀,此時,鉆井液的使用性能會大大降低[2]。硫化氫反應也會對井下的金屬設備產生影響,進而使其腐蝕速率加快,設備的使用壽命大大降低。
1.2 石膏污染問題
在鉆井液的使用中,石膏也屬于一種污染性物質,部分油田使用的鉆井液屬于某種類型的聚合物,這種鉆井液在使用過程中,具有很差的抗污染問題,因此容易出現石膏污染問題。石膏的介入,也會使得鉆井液的pH值大大降低,同時石膏介入鉆井液中后,會使得鉆井液產生絮凝問題,進而使得其粘度增大,鉆井液的使用性能大大降低。
1.3 二氧化碳污染問題
鉆井液最常出現的污染為二氧化碳污染,首先,在對鉆井液進行調配的過程中,使用了大量含有CO32-物質;其次,在對鉆井液進行固控處理的過程中,大量的二氧化碳從空氣中轉移到了鉆井液中;最后,鉆井液中的某些成分會在使用的過程中轉化為二氧化碳。二氧化碳的介入,首先會使得鉆井液的pH值受到影響,其次會使得鉆井液產生體積膨脹,進而對鉆井液產生污染。
1.4 鹽水污染問題
鹽水污染問題主要可分為兩種,分別是鈣性鹽水污染和鈉性鹽水污染,這兩種問題在地層中都十分常見,鹽水的污染也主要是對鉆井液的pH值產生影響,同時也會使鉆井液失去其膠狀性質,當鈣離子的含量增加時,還會使得鉆井液加速轉化為絮凝狀,從而對其使用性能產生影響。
2 鉆井液處理措施
2.1 硫化氫處理
上文的研究發現,之所以出現嚴重的硫化氫污染問題,主要因為某些鉆井液中含有一定量的硫化氫成分,針對此問題,在選擇鉆井液過程中,除了關注性能以外,還要關注是否含有污染性成分,如果鉆井液已經產生嚴重的硫化氫污染問題,則需對其pH值進行調配,同時可使用Zn2(OH)2CO3對硫化氫進行一定的處理,當處理合理時,既可以將其除去,但是Zn2(OH)2CO3的使用量需要準確把握。
2.2 石膏處理
針對石膏污染問題,最有效的方法就是添加一定量的化學物質,這些成分與石膏進行反應,進而解決石膏污染問題,在化學物質選擇的過程中,首先必須考慮這些物質的介入是否會對鉆井液產生二次污染問題,常見的化學物質是NaOH,該物質的引入不但可以解決石膏污染,還可以調節鉆井液的pH值,使其始終處于最佳使用性能狀態。
2.3 二氧化碳處理
針對二氧化碳的污染問題,最有效的方法就是在鉆井液中加入一定量的CaO,這類物質可以與產生二氧化碳的成分進行一定的反應,進而解決污染問題,同時,由于CaO的介入,還可以防止鉆井液出現膨脹問題,進而保障鉆井液的使用性能,也能防止井下的金屬設備產生嚴重的污染問題。在另一方面,需要對CaO的使用量進行嚴格的控制,當其添加量過多時,可能會出現嚴重的鉆井液絮凝問題,該問題的出現也會對其使用性能產生消極影響。
2.4 鹽水處理
針對鹽水污染問題,需要根據其類型的不同分別采取有效的措施。當出現的是鈣性成分污染問題時,則可以使用純堿,將其鈣離子成分進行去除。在進行鉆井作業的過程中,如果井下的鹽水相對較多,則需要停止鉆井作業,首先將鹽水成分去除,此時可能降低其污染性。
3 結論
本次研究發現,當鉆井液出現污染問題時,不但會使其使用性能大大降低,同時,也會對井下設備的使用產生一定的影響,這對于鉆井作業而言十分不利,因此,十分有必要采取一定的措施解決這些問題。通過本次研究可以發現,出現污染問題的主要來源為硫化氫、石膏、二氧化碳以及鹽水,因此,石油單位十分有必要在鉆井液中引入其它成分,將這些物質進行中和與去除,但是其它類型成分需要準確把握其用量,防止出現鉆井液二次污染問題。
參考文獻:
[1]劉瀚吾.鉆井液廢液對環境的影響分析和處理[J].科技傳播,2013(4):210.
[2]趙利,李競,余加水,等.常見鉆井液性能惡化原因分析及處理方法探討[J].新疆石油科技,2012(4):8-11.
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