钻井液类型的鉴别方法及钻完井废弃物类型的鉴别方法技术

本发明专利技术提供一种钻井液类型的鉴别方法及钻完井废弃物类型的鉴别方法。其中钻井液类型的鉴别方法，包括：测定待鉴别钻井液的液相分数和沥青含量，其中待鉴别钻井液属于聚合物钻井液或磺化钻井液；获取待鉴别钻井液的钻井液滤液，并测定钻井液滤液的磺基含量；根据待鉴别钻井液的液相分数和钻井液滤液的磺基含量，确定待鉴别钻井液的磺基含量；根据待鉴别钻井液的磺基含量和沥青含量，确定待鉴别钻井液的类型。根据本发明专利技术所提供的鉴别方法，能够准确判定钻井液类型和钻完井废弃物类型，从而可以对钻完井废弃物实施有针对性的处理。并且，整个鉴别过程，通过室内实验即可完成，受人为影响因素小、可靠性高且重复性好。

【技术实现步骤摘要】
钻井液类型的鉴别方法及钻完井废弃物类型的鉴别方法
本专利技术属于石油天然气、石油钻完井废弃物无害化环保处理领域，具体涉及钻井液类型的鉴别方法及钻完井废弃物类型的鉴别方法，尤其涉及一种通过对钻井液体系进行实验判定，以区分聚合物钻井液及磺化钻井液的方法。
技术介绍
石油开采过程中，会产生大量的废弃钻井液和受钻井液污染的地层岩屑等废弃物，一般统称为钻完井废弃物。这些钻完井废弃物从成分及来源上可分为聚合物钻井液废弃物、磺化钻井液废弃物和油基钻井液废弃物。聚合物钻井液废弃物指的是使用聚合物钻井液所产生的废弃钻井液以及受钻井液污染的地层岩屑。聚合物钻井液由于所含的处理剂较少、抗温性较差等原因，一般只在上部地层使用。经过实验评价，此类废弃物生物毒性小、可降解性好，对环境影响小。磺化钻井液废弃物指的是使用磺化钻井液体系产生的废弃物以及受钻井液污染的地层岩屑等。磺化钻井液是在聚合物钻井液的基础上增加了较多的磺化抗温材料，如磺化酚醛树脂、磺化褐煤树脂、磺化沥青等，一般使用在下部地层。磺化钻井液废弃物的生物毒性大，可降解性差，对环境影响大。油基钻井液废弃物指的是油基钻井液产生的废弃物以及受钻井液污染的地层岩屑等。根据国家危险废物分类名录规定，“以矿物油为连续相配置钻井泥浆用于天然气开采(石油开采)所产生的废弃钻井泥浆”为危险废物，其代码为071-001-08和072-002-08，此类危险废物即为油基钻井液废弃物。从钻井液行业来说，此类废弃物的成分明确，概念的内涵和外延清楚，并且由于油基钻井液的成分与前两种钻井液的差异较大，很容易通过外观辨认，因此能够很容易区分并实施有针对性的无害化处理。对于聚合物钻井液废弃物和磺化钻井液废弃物，由于成分不同，且对环境危害程度不同，处理的方式方法也自然不同。虽然许多地方政府都制定了相应的无害化处理标准，降低废弃物对环境的影响，但是在标准的实施过程中，需要首先对钻完井废弃物是聚合物钻井液废弃物还是磺化钻井液废弃物进行认定。但是由于目前钻井液行业对聚合物钻井液和磺化钻井液只有约定成俗的名称，没有对概念进行定义，也没有建立相应的判别方法及判别指标，因而无法准确认定钻完井废弃物的类型，也就无法去选择是按照聚合物钻井液废弃物还是磺化钻井液废弃物去进行环保处理及检测验收。因此，准确判定钻完井废弃物的类型，是对钻完井废弃物实施有针对性处理的重要前提，而通过对钻井液类型进行鉴别以确定钻完井废弃物类型是最行之有效的方法。众所周知，在钻井液的配方组成中，处理剂是用于调控钻井液性能最重要的组分，所以一般认为处理剂是决定钻井液类型的关键因素。在已知钻井液配方中的处理剂情况下，基本可判断出钻井液的类型。以针对磺化钻井液所用处理剂的测定和分析方法为例，目前国家及行业已出台了系列测试标准，比如食品安全国家标准GB5009.97-2016《食品中环己基氨基磺酸钠的测定》、行业标准SY/T5242-91《钻井液用处理剂中磺基含量的测定方法》等标准规范详细规定了钻井液处理剂中磺基含量的测定方法和步骤。同时，相关论文中也介绍了各种磺酸盐的测量方法，比如孙明卫等《磺化类处理剂磺化度测定方法的分析与探讨》。但是，上述手段所测试的对象均是钻井液用处理剂，是因为处理剂本身的组成较为简单，且由于可以将处理剂配置成水溶液，因此测定出其中的磺基含量和沥青含量都较为简单。此外，上述手段只适用于能够获得钻井液中的处理剂的情况。钻井液是一个非常复杂的体系，多种成分之间互相干扰，对测试过程及测试结果均会产生较大的影响，直接按照以上标准或文献中记载的方法对钻井液进行测定和分析，基本不能获得结果或结果不可靠。并且在实际情况中，很难将处理剂从钻井液中有效分离出来，因此上述手段并不适用于实际钻井液及钻完井废弃物的类型鉴别。因此，研发一种适用于钻井液以及钻完井废弃物的鉴别方法，对于钻完井的无害化处理，具有非常实际的意义。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供一种钻井液类型的鉴别方法，实现了聚合物钻井液和磺化钻井液的准确判定。本专利技术还提供一种钻完井废弃物类型的鉴别方法，通过对钻井液类型进行实验判定，实现了聚合物钻井液废弃物和磺化钻井液废弃物的准确区分。为实现上述目的，本专利技术首先提供一种钻井液类型的鉴别方法，包括：测定待鉴别钻井液的液相分数和沥青含量，其中待鉴别钻井液属于聚合物钻井液或磺化钻井液；获取待鉴别钻井液的钻井液滤液，并测定钻井液滤液的磺基含量；根据待鉴别钻井液的液相分数和钻井液滤液的磺基含量，确定待鉴别钻井液的磺基含量；根据待鉴别钻井液的磺基含量和沥青含量，确定待鉴别钻井液的类型。根据钻井液行业的一般定义，采用聚合物类处理剂调控性能的钻井液体系称为聚合物钻井液，其主要组成一般包括膨润土、大分子类聚合物包被剂、聚合物类降滤失剂、小分子量的抑制剂、封堵防塌剂、润滑剂。聚合物钻井液的特点是体系内亚微米颗粒含量低，包被抑制性强、生物毒性相对较低，有毒有害物质含量低。而以磺化栲胶(丹宁)、磺化褐煤和磺化酚醛树脂中的一种或多种作为钻井液主要处理剂的钻井液体系称为磺化钻井液。磺化钻井液的主要成分一般包括膨润土、包被剂、降滤失剂、磺化抗温材料(如磺化酚醛树脂、磺化褐煤树脂、磺化沥青)和其它处理剂。磺化钻井液具有良好的抗温特性，抗盐、抗污染能力，且防塌能力较强。根据本专利技术的技术方案，是根据钻井液中的磺基含量和沥青含量确定钻井液的类型，其中钻井液的磺基含量，是根据钻井液滤液中的磺基含量和钻井液的液相分数确定，避免了直接测量钻井液中的磺基含量时，因为各组分之间相互干扰所造成的测量结果不准确甚至不能获得测量结果的问题，从而能够对钻井液的类型进行准确判定。并且该技术方案也无需从钻井液中分离出处理剂，更能满足目前钻井液行业的实际需求。具体的，待鉴别钻井液的液相分数，可以参照国家标准GB/T16783.1-2014《石油天然气工业钻井液现场测试》中的规定确定；而根据该国家标准形成的高温高压滤液，即可作为上述钻井液滤液，进行后续测试。进一步，专利技术人参考钻井液行业对于聚合物钻井液和磺化钻井液的一般定义，根据生产经验并基于测量结果与实际情况的对比情况，制定了根据钻井液中磺基含量和沥青含量区分钻井液类型的判别标准。具体的，当待鉴别钻井液满足以下两项中的至少一项时，即可判定该待鉴别钻井液属于磺化钻井液：①待鉴别钻井液中的磺基含量≥30mg/mL；②待鉴别钻井液中的沥青含量≥0.3mg/mL。而当待鉴别钻井液中的磺基含量＜30mg/mL且沥青含量＜0.3mg/mL时，即可判定该钻井液属于聚合物钻井液。根据上述鉴别方法并结合此判别标准，能够准确确定钻井液的类型，进而确定钻完井废弃物是属于聚合物钻井液废弃物还是磺化钻井液废弃物。本专利技术中，钻井液中的磺基含量为单位体积钻井液中所含磺酸钠基(-SO3Na)的质量，则钻井液滤液中的磺基含量为单位体积钻井液滤液中所含磺酸钠基的质量。而磺酸钠基含量可根据全硫含量与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻井液类型的鉴别方法，其特征在于，包括：/n测定待鉴别钻井液的液相分数和沥青含量，其中所述待鉴别钻井液属于聚合物钻井液或磺化钻井液；/n获取待鉴别钻井液的钻井液滤液，并测定所述钻井液滤液的磺基含量；/n根据所述待鉴别钻井液的液相分数和钻井液滤液的磺基含量，确定所述待鉴别钻井液的磺基含量；/n根据所述待鉴别钻井液的磺基含量和沥青含量，确定所述待鉴别钻井液的类型。/n

【技术特征摘要】
1.一种钻井液类型的鉴别方法，其特征在于，包括：
测定待鉴别钻井液的液相分数和沥青含量，其中所述待鉴别钻井液属于聚合物钻井液或磺化钻井液；
获取待鉴别钻井液的钻井液滤液，并测定所述钻井液滤液的磺基含量；
根据所述待鉴别钻井液的液相分数和钻井液滤液的磺基含量，确定所述待鉴别钻井液的磺基含量；
根据所述待鉴别钻井液的磺基含量和沥青含量，确定所述待鉴别钻井液的类型。


2.根据权利要求1所述的鉴别方法，其特征在于，
所述待鉴别钻井液的磺基含量＜30mg/mL且所述待鉴别钻井液的沥青含量＜0.3mg/mL，则确定所述待鉴别钻井液属于聚合物钻井液；
所述待鉴别钻井液的磺基含量≥30mg/mL和/或所述待鉴别钻井液的沥青含量≥0.3mg/mL，则确定所述待鉴别钻井液属于磺化钻井液。


3.根据权利要求1或2所述的鉴别方法，其特征在于，测定所述钻井液滤液的磺基含量的过程包括：
测定所述钻井液滤液中的全硫含量和游离硫酸根含量；
根据上述钻井液滤液中的全硫含量和游离硫酸根含量，确定所述钻井液滤液的磺基含量。


4.根据权利要求3所述的鉴别方法，其特征在于，测定钻井液滤液中全硫含量的过程包括：
对所述钻井液滤液进行预处理，以去除所述钻井液滤液中的杂质；
将预处理后的钻井液滤液中的游离硫酸根转化为硫酸盐不溶物，并将所述钻井液滤液中的磺酸基团转化为硫酸盐不溶物；
根据上述硫酸盐不溶物的总质量，确定钻井液滤液中的全硫含量。


5.根据权利要求4所述的鉴别方法，其特征在于，将所述钻井液滤液加热煮沸至无不溶物继续生成，去除该不溶物，得到预处理后的钻井液滤液；
向预处理后的钻井液滤液中加入氯化钡至无沉淀继续生成，加热煮沸该钻井液滤液至近干，随后加入氢氧化钡胶体溶液至得到的混合物呈弱碱性，加热该混合物至近干后，于800-900℃下灼烧至恒重，收集灼烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家学，朱金智，李宁，吴晓花，郭斌，陈林，黄超，陆海瑛，罗威，王家梁，晏智航，李刚杰，刘渝新，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11