[发明专利]一种钻井液微细钻屑颗粒清除方法及其钻井液固相控制的随钻处理应用方法

说明书

本发明涉及一种钻井液微细钻屑颗粒清除方法及其钻井液固相控制的随钻处理应用方法，调节钻井液pH值为5‑8，并加热钻井液，对加热后的钻井液进行超声波辐射，然后固液分离，即完成钻井液微细钻屑颗粒的清除。本发明提供的钻井液微细钻屑颗粒的清除方法，通过调整钻井液pH值和温度，结合超声波辐射协同处理，有助于有效降低钻井液中固相含量，提高固控设备的使用效果，尤其是有利于除去1μm以下的微细固相颗粒，并且使经过超声波循环处理钻井液技术处理后的钻井液达到可循环标准，特别适用于石油与天然气勘探开发过程中的钻井作业中。

技术领域

本发明涉及石油与天然气钻井工程领域，具体地，涉及一种钻井液循环处理和固相控制方法。

背景技术

在石油与天然气勘探开发过程中，用来清洗井底并把岩屑携带到地面、维持钻井操作正常进行的流体称为钻井液。

钻井液中的固相颗粒含量对钻井液的密度、粘度和切力有着显著的影响，这些性能对钻井液的水力参数、钻井速度、钻井成本和井下情况有着直接的联系。人们通过大量的实验研究，总结出钻井液固相对钻速影响的规律如下：钻速随固相含量升高而下降，固相含量每降低1％，钻速至少可提高10％。小于1μm微细固相颗粒对钻速影响尤其显著，实验得出，小于1μm微细固相颗粒对钻速的影响为大于1μm微细固相颗粒的13倍。

钻井液中较高的固相含量可能导致的严重后果有：形成厚的滤饼，引起压差卡钻；形成滤饼的渗透率高，滤失量大；造成储层损害和井眼不稳定；造成钻头及钻柱的严重磨损；钻井机械钻速降低等。因此，研究一种低成本、低污染、高循环利用度的钻井液循环处理方法对石油工业的发展至关重要。

现场常用的固相控制方法主要有四种方法：(1)大池子沉淀；(2)清水稀释；(3)替换部分钻井液；(4)利用机械设备清除固相。前三种处理方法的缺点在于容易造成浪费，改变了原有钻井液的性能，安全性较差，所以一般不采用。机械设备清除固相是现在常用的固相控制方法，但成本较高，对微细固相颗粒清除效果不佳，通常需要配合聚合物絮凝剂使用。

中国专利文件CN201857911U公开了一种钻井液除砂、除泥一体化清洁器，该清洁器能够将经过振动筛处理后的钻井液进行再次固、液分离，把钻井液中振动筛无法去除的固相从钻井液中分离出来，为下一步的离心机净化提供合适的钻井液。但是该方法仅对振动筛无法去除的固相进行了分离，处理后的钻井液仍需离心机净化，没有能够对钻井液中的微纳米颗粒进行清除。

中国专利文件CN103626344A公开了一种水基钻井液固-液分离设备及方法，它是在经过预处理的水基钻井液废弃物中加入絮凝剂等，通过离心机使水和固相离心分离出来，实现固液分离。分离出的废水经过二级絮凝、过滤处理达标后可以实现井场回用或者排放，分离出的废渣通过固化处理，达标堆放。该方法分别对钻井液固液相进行了处理，处理后钻井液达到了排放标准，但是该方法没有实现对废弃钻井液的回收再利用。

中国专利文件CN1944280A公开了一种钻井废弃泥浆无害化处理方法，其具体步骤是向泥浆池中搅拌加入盐酸或硫酸或草酸中至少一种工业酸中和废弃泥浆中的氢氧化钠和碳酸钠，然后在搅拌中加入漂白粉或双氧水或次氯酸钠中至少一种氧化剂除去或降低废弃泥浆中的有机物含量；最后边搅拌边加入多聚硅酸钠或硫酸铝或明矾或石膏粉或氧化镁中至少一种吸附剂吸附废弃泥浆中的水分，破坏废弃泥浆的乳液平衡。该方法采用化学处理的方法在一定程度上解决了废弃泥浆处理费用高、环境污染的问题，但是无法有效清除微细固相颗粒，固相含量控制不彻底。

以上几种对钻井液的处理方法都存在着一定的局限性，如无法有效清除微细固相颗粒，固相含量控制不彻底，存在环境隐患等，其推广和应用受到了限制。另外，对存在循环利用价值的钻井液没有充分利用，无法满足低成本、高循环利用度的钻井液处理要求。

发明内容