低pH值钻井液用除钙剂.pdf

学兔兔
第 30卷第 2期钻井液与完井液 v0l_30
2013年 3月 DRILLINGFLUID& COM PLETION FLUID M
【理论研究与应用技术】
低 pH值钻井液用除钙剂
孙明波, 杨泽宁, 高晓辉
(中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛)
,20l3,30(2):.
摘要 CaCO 和CaSiO 的溶解度受 pH值影响较大,在钻井液 pH值较低时,传统的除钙剂 Na2CO 和
NazSiO 的除钙效果较差。针对 pH值较低的钻井液体系,优选了新型除钙剂。实验发现,CaCO 的溶解度受 pH
值影响较小,且溶解度较低;Na:C:O 在低 pH值淡水钻井液中表现出良好的除钙效果,而 K:CO 在低 pH值淡水
钻井液和盐水钻井液中均表现出良好的除钙效果。因此,在低 pH值淡水体系中可选用 Na2C:O 作除钙剂,在低
pH值盐水体系中可选用 K1c,O 作除钙剂。
关键词钻井液;除钙剂;草酸盐;络合物;pH值,】 o目逞爱傩51手
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1001 5620(2013)—03
钙污染是钻井液应用中经常遇到的问题之一。 2 结果与讨论
通常的处理方法是在钻井液中加入碳酸钠或硅酸钠
等除钙剂,将钻井液中的钙离子以碳酸钙或硅酸钙 pH值对 CaCO和CaSiO 溶解度的影响
沉淀的形式除去[1-3]0碳酸钙和硅酸钙在水中的稳在 %CaC1 溶液中分别加入过量的 Na:CO
定性与体系的 pH值关系较大 H。],研究表明,在和 Na,SiO ,充分反应后用稀盐酸调节溶液 pH值,
pH值小于 10时,碳酸钙将转化成可溶的碳酸氢钙, 同时测量体系 ca 浓度,考察 pH值对 CaCO 和
而硅酸钙也会在此条件下溶解。目前,常用的钻井 CaSiO 溶解度的影响。实验结果见图 1。
液体系 pH值一般都在 ~,钻井液在 12
井下长时间高温静止,pH值会更低。在此条件下, 10
钻井液中将有大量的钙离子存在,影响钻井液性能, 8
6
尤其对于高密度钻井液,或其他固相含量较高的 4
钻井液体系,会产生不同程度的钙污染。因此针对 2
O
低 pH值钻井液的除钙问题,进行了新型除钙剂的
研究。 pH
图 1 pH值对 CaCO3和CaSiO3溶解度的影响
1 1 实验仪器与药品
由图 1可以看出,溶液的 pH值大于 10时,溶
ZNN—D6型六速旋转黏度计、PDS一3C酸度计、液中 ca 浓度很低;随着溶液 pH值的降低,溶液
79—1磁力加热搅拌器、PCa一1—01型钙离子选择电极、中 Ca 浓度逐渐上升,溶液 pH值小于 8时,溶液
pH电极、参比电极、电子天平、高温滚子炉等。中 Ca 浓度大于 mmol/L。实 1 验结果表明,常规
CaC12、Na2CO3、N a2C2O4、K2C2O4、ED TA 、的 Na,CO 和NaSiO 除钙剂在钻井液 pH值较低时
Na2SiO3、