1、 钻井液中钙离子的来源。钻井液中钙离子的来源有(1)钻遇石膏层和膏质泥岩地层,(2)钻遇盐水浸,(3)钻水泥塞,(4)配浆水是硬水,(5)石灰作为钻井液添加剂等。在上述情况下钻井液中都会解离出钙离子。除(5)外,前四种都为钻井液钙离子污染。
石膏和石灰在水中的溶解性能。石膏和石灰在水中的溶解度都不大。但只要有少量的溶解,就会对钻井液造成严重的污染。
CaSO 4←→Ca2+ + SO 42- 。石膏含结晶水不同溶解度也不同,室温下二水石膏为2.08g/L,α-半水石膏为6.20g/L环保材料做衣服,β-半水石膏为8.15g/L,可溶性无水石膏为6.30g/L,天然无水石膏为2.70g/L。石膏溶解度受溶液酸碱性,盐含量等影响。
Ca(OH)2有关西湖的诗句 ←→Ca2+ +2OH- 氢氧化钙溶解度随温度的升高而降低,见下表。
温度,℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
李晨示爱范冰冰溶解度,g | 0.18 | 0.17 | 0.16 | 0.15 | 0.14 | 0.13 | 0.12 | 张碧晨郑子豪0.105 | 0.095 | 0.08 | 0.07 |
2、钙离子破坏钻井液的性能。钙离子与钻井液的作用,(1)钙离子与钠蒙脱土的钠离子发生离子交换反应,使钠土转换成钙蒙脱土,钙蒙脱土水化能力很弱,因而使钻井液粘度、切力和滤失量增大,
严重时会使钻井液固液分层,流变性和滤失量完全失控;(2)钙离子与含有羧酸根的钻井液处理剂发生作用生成水不溶性羧酸钙,使处理剂失去作用;(上线拍一拍3)钙离子与钻井液磺化处理剂中的磺酸根离子生成水溶性很差的磺酸钙,使相当一部分处理剂失去作用。所谓磺化酚醛树脂抗盐,是相对于聚合物处理剂而言,并不是说钻盐膏层只要把磺化处理剂加足,不处理钙离子就可以了。用这中处理办法,处理剂加的再多也无法将钻井液处理好。所谓抗盐钙或曰抗复合盐处理剂都是在其中加了大量的纯碱,并不是处理剂本身抗盐钙。真正抗钙离子的处理剂国内外还没有研究出来那!
3、钻井液钙浸的处理方法。钻井液钙浸的处理方法有两种,一是在钻达含盐膏和石膏地层前将钻井液转化成钙处理钻井液,二是使用除钙剂将钙离子除去。根据钙离子的来源,除钙剂常用碳酸钠和碳酸氢钠或酸式焦磷酸钠(Na2H 2P 2O7)。前者用于钻盐膏地层,后者用于钻水泥塞污染。其反应式为:
(1)Ca2++Na2CO3=Ca CO3↓+2Na+ 钻盐膏地层这种处理方法的好处是即沉淀掉钙离子,生出的钠离子又可将钙蒙脱土转换成钠蒙脱土。
(2)Ca2++OH-+NaHCO3=Ca CO3↓+Na+cba大牌外援+H2O
(3) Ca2++2OH-+ Na2H 2P 2O7=Ca P 2O7↓+2Na++H2O
钻水泥塞Ca(OH)2污染,用后两种处理方法,即可将钙离子陈除掉,又可消耗氢氧根,降低钻井液的PH值。
4 钻井液中钙离子的测定。钻井液中钙离子的测定按GB/T钻井液现场测试1 水基钻井液 附录A进行,这里说一下,若滤液颜深,终点不好看,可采用蒸馏水适当稀释的办法。
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