1　钻井过程中碳酸根和碳酸氢根的应用
在石油钻井过程中，用来满足钻井工作需要的循环流体的总称称之为钻井液。下完表层套管和技术套管进行下次开钻时，都会钻过一段水泥塞，水泥中的Ca2+离子会污染钻井液，引起粘度和流动性发生变化，这时需要用碳酸钠或者碳酸氢钠进行处理，除掉过多的Ca2+离子，恢复钻井液性能。
2　钻井过程中碳酸根和碳酸氢根相关污染分析
2.1　钻井液中碳酸根和碳酸氢根的来源
刀郎2002年的第一场雪有时碳酸根和碳酸氢根是作为污染源存在的。当钻遇含有CO2气体的地层时，CO2气体会侵入到钻井液中溶解，产生碳酸根和碳酸氢根，造成钻井液污染；当钻遇含有较多碳酸根和碳酸氢根的地下水层时，部分地下水会侵入钻井液中形成污染。
2.2　钻井液受到碳酸根和碳酸氢根污染后的性能变化
钻井液受碳酸根和碳酸氢根污染后，钻井液性能发生了显著变化，pH值下降，钻井液流动性变差，在流动时含有小气泡镶嵌在里面，其他性能也发生变化（如失水增大），静止后呈块状。处理调整钻井液时，
使用多种稀释剂和降失水剂进行反复处理，其效果不明显，粘切居高不下，容易引起井下复杂情况。通过滤液滴定分析发现有碳酸根和碳酸氢根存在，从而确定碳酸根和碳酸氢根是造成钻井液污染的根源。
3　碳酸根和碳酸氢根含量测定原理
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碳酸根和碳酸氢根含量测定通常用到酚酞和甲基橙两种指示剂，用0.02N的硫酸滴定1毫升钻井液滤液，滤液一般为碱性，酚酞的变点为pH=8.3，当滴定到此pH值时酚酞由红变成无。发生以下化学反应：OH-+H+=H2O，CO32-+ H+= HCO3-，此时溶液中碳酸氢根不参加反应。当继续用该硫酸滴定至pH=4.3时，甲基橙有黄变成橙红，发生的反应为：HCO3-+ H+=CO2+H2O，通过计算可得滤液中碳酸根和碳酸氢根含量。
4　钻井液受到碳酸根和碳酸氢根污染后的处理当钻井液受到碳酸根和碳酸氢根污染时，要依据不同的情况，确定碳酸根和碳酸氢根的污染程度，处理钻井液中碳酸根和碳酸氢根的污染。从所学化学知识所知测试和调控溶液的pH值，对工业生产和生活有重要的意义。在工业生产和科学实验中常常涉及溶液的酸碱性。溶液的pH值的控制常常是影响产品质量和产量的关键因素。pH 值得变化也是判定滴定终点的依据。当钻井液受到碳酸根和碳酸氢根较轻污染时，通过滤液滴定分析测得碳酸根和碳酸氢根含量。通常可以通过提高pH值进行维护性处理，因为碳酸根和碳酸氢根离子随pH值的变化而转化。
当pH值小于9时滤液中以碳酸氢根为主，碳酸根含量较低；而当pH值在9～11.3时，滤液中碳酸氢根和碳酸根共存；当pH值大于11.3时，滤液中的碳酸氢根在强碱性环境下逐步转化为碳酸根，碳酸氢根含量较低，碳酸根能够同滤液中存在的Ca2+、Mg2+离子结合，形成碳酸盐沉淀，降低滤液中的碳酸根和碳酸氢根含量，减轻对钻井液的化学污染。
当钻井液受到碳酸根和碳酸氢根较重污染时，单靠调整pH值，无法有效控制钻井液的性能。这时处理钻井液中的碳酸根和碳酸氢根污染的方法，主要是向钻井液中提供一定数量的Ca2+，生成碳酸盐沉淀，清除碳酸根和碳酸氢根离子。可以通过滤液分析测得碳酸根和碳酸氢根和Ca2+ 含量，计算出钻井液中能够中和碳酸根和碳酸氢根所需Ca2+离子的含量。现场最好使用对钻井液性能影响较小的生石灰或者水泥进行调整处理，首先进行小型实验，然后按照循环周加入药品，保证钻井液性能稳定。
余联兵意外身亡胜利油田某井在钻进至3753m时钻遇高压水层，使钻井液中碳酸根和碳酸氢根含量增加，碳酸根和碳酸氢根浓度分别为4217.19mg/L和2965.23mg/L。钻井液粘切上升，流动性差，失水量增加。通过使用石灰和水泥进行处理，钻井液性能得到了明显改善，恢复了正常施工。
徐若侨5　认识和建议
1）当钻井液性能恶化时，应及时对钻井液滤液进行滴定分析，正确分析污染原因，掌握污染程度。现场根据测得的数据，计算出钻井液中所需Ca2+加量，做好实验再处理。
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2）通过现场实习，把理论知识和现场实践结合起来，加深了对化学知识的全面认识和理解。
参考文献
[1]鄢捷年.钻井液工艺学[M].东营：石油大学出版社.2001
[2]宋心琦等.高中化学（选修4）[M].北京.人民教育出版社，2007
石油工程中碳酸根和碳酸氢根的应用及处理
张晶莹
东营市胜利第一中学　山东　东营　257000
摘要：通过滤液滴定分析及时正确地分析判断，制定出针对性处理措施，提高钻井液pH值和使用CaO进行处理，使钻井液满足钻井的需要。
关健词：碳酸根污染　碳酸氢根污染　pH值　CaO
Application and treatment of carbonate and bicarbonate in petroleum engineering
Zhang Jingying
只为遇见你的演员
Dongying Shengli No.1 Middle School，Dongying 257000，China
Abstract：Through filtrate titration analysis and correct judgment and analysis，corresponding treatment measures including the measures to improve the pH value of drilling fluid or use CaO are developed to satisfy the requirements of drilling fluid in this paper.
Key words：carbonate contamination；bicarbonate contamination；pH value；CaO
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