钻井液用处理剂检测技术分析与应用

钻井液用处理剂检测技术分析与应用

何留

（山东东营技术检测中心）

摘要：保证钻井液用处理剂质量是钻井施工安全的重要保障之一。依据相关标准，对钻井液用处理剂进行检测是评价质量的主要手段。在钻井液用处理剂检测工作中，一些容易忽略的细节会影响到检测结果的准确性，从而影响判断。本文将针对检测过程中发现的影响因素进行数据说明和实例分析，研究其对钻井液用处理剂检测的准确性影响。

关键词：油田；钻井液用处理剂；检测技术；质量评价

一、钻井液用处理剂本身性质的影响

（一）样品的均匀性。在称取样品前，首先要保证样品的均匀性。称取的样品是否具有代表性，其性质是否与整体样品一致，是检测结果准确与否的决定性因素。通常固体类钻井液用处理剂均匀性较好，密封摇匀后，拆封取样即可。而液体类钻井液用处理剂有可能出现分层现象，在取样前检验员应先观察液体类处理剂的外观，是否有分层现象。为了保证取样的代表性，应将样品混合均匀后取样。

（二）称样质量。通常标准的试验程序中会给出称取样品的质量和精度要求，有时给出的可能是一个质量范围，如“用已知质量的称量瓶称取（2~3）g 试样（称准至 0.1 mg）”。在实际操作中，有时称样质量在称量范围内的偏差会影响实验数据的平行性。

结合固体处理剂和油基润滑剂、纳米乳液的测试结 果可以看出，称样质量在称量范围内的偏差对钻井液用 处理剂的影响并不具有规律性，为了减少其对实验结果 的影响，建议在称取样品时尽可能的使各平行试验样品 质量在称量范围内接近。

（三）样品的溶解性。通常钻井液用处理剂具有较好的分散性，但是对于 一些高分子类处理剂，由于分子量大，比较不容易分散 和溶解，如有机高分子絮凝剂、聚阴离子纤维素、聚丙 烯酰胺干粉等。若是分散不均匀、溶解不完全，会直接导致试验结果出现巨大误差。因此这类处理剂在加样时应特别注意以下几点：一是称样前样品一定要混合均匀，固体高分子类处理剂如聚丙烯酰胺干粉，在称量时注意不要称取颗粒过大的样品，颗粒过大不易溶解，且易超出称量范围。二是加样时间，样品不要一次全部加入，应以匀速慢慢加入。三是溶解时间，加样后要保证充分的溶解时间，确保试样充分溶解。

二、仪器设备的影响

（一）滚子加热炉。钻井液用处理剂检测中高温老化后性能变化的评价是重要的指标。在实验室仪器设备管理中滚子加热炉需要定期进行校准。滚子加热炉的校准证书所出具的校准结果给出了不同设置温度下炉内各点温度的分布情况，在相同设置温度下炉内的温度并不是保持一致的。列举两台不同滚子加热炉其分布点对应的检测温度，由此可以看出炉内温度分布是有一定波动的。通常高温老化时间为 16 h，因此在长作用时间下，加热温度的温差对钻井液用处理剂的作用影响会被放大，影响处理剂高温老化后的性能，从而影响检测结果。

（二）高温高压滤失仪。高温高压滤失量是衡量钻井液用处理剂抗温性能的主要指标，也是容易出现不合格的指标。GB/T 16783.1—2014《石油天然气工业钻井液现场测试第 1部分 ：水基钻井液》中规定“钻井液杯升温和保温时间为 1 h，1 h 后方可开始试验，若 1 h 后钻井液杯的温度未达到 150 ℃，则终止试验”。对比过去“钻井液杯由室温升至 150 ℃即刻开始试验，但是总升温时间不超过1 h”操作的试验结果。

（三）极压润滑仪。极压润滑仪主要是利用试验块和试验环来模拟钻杆与钻柱之间的摩擦，用来评价润滑剂降低扭矩的效果。在使用极压润滑仪时，润滑系数的读数并不是恒定不变的，是随着试验块和

试验环的摩擦不断波动的，在试验中操作的不当会影响数据的准确性。因此在操作时应特别注意以下几点，以减小试验误差。（1）每次测定样品前，应先测量蒸馏水的润滑系数，确保仪器的干净。蒸馏水的润滑系数读数一般在 30~40之间，测定基浆和加样浆前的蒸馏水润滑系数应尽量保持一致，若相差较大，应重新清洗试验块和试验环，重新测定蒸馏水的润滑系数。（2）仪器使用说明中规定在仪器运行 3~5 min 后读数，此时的润滑系数读值波动通常保持在 ±1.5 范围内，若运行 5 min 后，润滑系数读值仍然波动很大，则需要重新清洗仪器、进行蒸馏水校正，再次试验。

（四）高温高压粘附仪。高温高压粘附仪是一种模拟钻杆与滤饼间粘附摩擦的试验仪器。在形成滤饼后，粘附盘在一定压力作用下粘附在滤饼上，粘附盘与滤饼间的摩擦作用决定了粘附系数的大小。粘附盘是否光滑无划痕、滤纸是否放置平整无凸起，直接影响试验结果的准确性。因此在试验前首先要确认滤纸安放平整，粘附盘洁净光滑。使用扭矩仪读数时，应保持扭矩仪缓慢匀速水平移动，但是不同实验员读数仍可能出现差异。

三、试验用钠膨润土

标准中对检测使用的试剂材料都做出了规范，必须符合相关标准规定才能使用。对于化学纯、分析纯的试剂，其性能稳定，正确使用不会引起试验误差。在评价钻井液用处理剂的钻井液性能时，试验用钠膨润土是配制基浆的主要材料，其性能符合 SY/T 5490-2016《钻井液试验用钠膨润土》标准技术要求。但在日常检测中发现，按照标准中规定配比配制的基浆，可能会出现不符合标准中对基浆性能要求的现象，这时需要调整基浆配比，使基浆性能符合标准要求。不同批次的钠膨润土，其基浆性能会有一定差异。

四、认识与建议

通过分析钻井液用处理剂检验工作中遇到的问题，研究了影响钻井液用处理剂检测准确性的各种因素，对提高检测准确性，减小引入误差，消除人为误差有着积极的指导意义。（1）样品称取前应充分混匀，称取一定范围内样品质量时尽量保证各平行试验样品质量接近，特别注意高分子类样品溶解时间长，应缓慢匀速加样，充分溶解后再进行试验。（2）滚子加热炉在使用前，应对照校准证书选择接近设置温度的分布点，特别注意进行滚动后基浆和加样浆对比试验时，最好使用同一滚子炉的同一位置进行滚动。（3）高温高压滤失量应按 GB/T 16783.1-2014 进行测定，以减少高温高压滤失仪引起的误差。（4）极压润滑仪和高温高压粘附仪使用和保养时应注意细节操作，减小引入误差。（5）不同批次钠膨润土配制的基浆性能有所差异，建议每次试验时先测定基浆性能，保证基浆性能符合要求，再测定加样浆。

参考文献：

[1]王俊涛.周晓蕾. 张志财等.浅议高温高压滤失量试验的改进 [J]. 石油工业技术监督，2018，29（2）：39~40.

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