钻井液处理剂检验标准应用中的问题及分析

杨文忠 王玲 延伟 王凯月 金玉寒

摘 要：钻井液处理剂标准是规范其生产和控制其质量的重要技术文件。本文通过分析钻井液用处理剂标准中存在的同类处理剂检测方法不一致、指标要求各不同、操作中存在不规范的行为等问题，分析原因，从规范标准、试剂材料、检验方法和信息化建设等环节进行了分析，并提出建议，从而达到测试程序统一、操作简洁明确，提高了实验室检测工作效率，有利于钻井液处理剂产品质量的提高。

关键词：钻井液处理剂，标准，质量

1 钻井液处理剂标准的现状

统计分析，现有在用的90余种钻井液处理剂中执行国家标准的占14.4％、执行行业标准的占13.7％、执行企业标准的占71.9％。

1.1 钻井液处理剂国家标准

产品标准GB/T 5005-2010《钻井液材料规范》修改采用ISO 13500-2010《石油和天然气工业 钻井液材料 规范和试验》，其主要内容包括了钻井液用重晶石粉、钻井级膨润土等13种材料的技术要求和测试方法。

其中等同采用的方法标准有以下3项。

（1）GB/T 16783.1-2014等同采用ISO 10414-1：2008《石油天然气工业钻井液现场测试 第1部分：水基钻井液》。

（2）GB/T 16783.2-2012等同采用ISO 10414-2：2011《石油天然气工业钻井液现场测试 第2部分：油基钻井液》。

（3）GB/T 29170-2012等同采用ISO 10416：2008《石油天然气工业钻井液实验室测试》。

1.2 钻井液处理剂石油天然气行业标准

SY/T 5490-2016《钻井液试验用土》、SY/T 5725-95《钻井液用超细碳酸钙》、SY/T 5946-2002《钻井液用聚丙烯酰胺钾盐》、SY/T 5814-2008《钻井液用腐植酸类处理剂中腐植酸含量的测定》等产品标准和检测方法。

1.3 钻井液处理剂企业标准

Q/SH 0039-2007《钻井液用水解聚丙烯膝铵盐技术要求》、Q/SH 0045-2007 《钻井液用超细碳酸钙技术要求》、Q/SH 0042-2007《钻井液用磺甲基酚醛树脂技术要求》等产品标准。

2 钻井液处理剂标准在实施过程中存在的问题

2.1 标准命名不规范

名称华而不实，例如：低固相处理剂、井壁稳定剂、无毒稀释剂等。功能名称前缺少修饰定语，例如：改性腐殖酸类降滤失剂，按照命名规范应该命名为“钻井液用降滤失剂 改性腐殖酸”。同种原材料生产不同产品，例如：钻井液用包被絮凝剂 丙烯酰胺、钻井液用降滤失剂 丙烯酰胺、钻井液用增粘剂 丙烯酰胺等，有些名字不能充分体现产品的功能和适用范围。

2.2 标准的适用性差

由于认识、观念和地域的差别，产品标准水平参差不齐，有些标准由生产企业的标准直接转化而来，并非通用标准，适用性较差。一般而言，钻井液处理剂的理化性能指标比较稳定，测定结果变化不大，但是性能的测定就有可能出现比较大的差异。

2.3 试剂材料不规范

（1）配制基浆用水。标准中的配浆用水有蒸馏水或去离子水，海水或4％NaCl盐水、饱和盐水、人工海水或复合盐水。但是也有少数标准由企标转化而来，配制基浆采用自来水，这就导致检验工作存在地域性的误差。（2）配浆用土。原来采用钻井液实验用钠膨润土（新疆夏子街），这种土是根据SY/T 5490-94标准专门为钻井液室内评价生产的。这种土由于是天然钠土，性能相对比较稳定。由于矿源的原因，一些标准采用安丘生产的钠膨润土或二级膨润土，这种土由于产地不同，其性质不尽相同。有些情况下，不同产地的膨润土配出的基浆性能变化比较大。钻井液用评价土是根据SY/T 5444-92标准生产的，专门用来评价CMC、改性淀粉等降滤失剂产品。安丘产的评价土理论上与英國生产的OCMA评价土具有相同的使用结果。但在实际使用过程中，发现两种土是有差别的。（3）采用的钻井液用滤纸。在行业标准中滤纸的规定一般是WhatmanNo5O型进口滤纸或者符合SY/T 5677规定的钻井液用滤纸。实验室内将国产滤纸与进口滤纸对比，由于滤纸的致密性有差别，造成检测结果的差异。（4）配浆所用的添加剂。如：磺化褐煤、磺化栲胶，由于产地不同，主含量的差异，市场上不能购买到标准统一添加剂，造成实验数据误差很大。（5）在分析中指示剂加入量非定量。Q/SH CG0037超细碳酸钙测定碳酸钙含量，加入5mL氢氧化钠及10mg 左右钙指示剂，这给操作者带来困惑，经试验验证，加入5mg钙指示剂易观察滴定终点，10mg钙指示剂颜色太深，读数误差较大。

2.4 执行标准不统一

现在并存的检验标准有国标、行标、一级企业标准、二级企业标准，在做性能评价时，同样的产品，由于加样量、性能指标的不同，无法分出产品优劣。羧甲基纤维素钠盐现存标准有GB/T 5005-2001《钻井液材料规范》，又有中石化企业标准Q/SH 0038-2017《钻井液用羧甲基纤维素钠盐技术条件》，在GB/T 5005-2001《钻井液材料规范》的技术级低粘羧甲基纤维素技术指标中只有粘度计600r/min读数和滤失量两项指标，而Q/SH 0038-2017《钻井液用羧甲基纤维素钠盐技术条件》中又规定纯度、取代度等指标，所以采用哪一个标准检验产品质量和性能就存在着很大的差异。加重材料重晶石粉现行有效的标准有GB/T 5005-2010和Q/SHCG90-2016，在Q/SHCG90-2016中增加了黏度效应，在进行黏度和滤失量测定时，这两个标准在养护时间上不一致，GB/T 5005-2010要求养护16h，而Q/SHCG90-2016则要求养护24h，二者养护时间存在差异。

2.5 相关指标要求的关联性不匹配

按照一定比例配制基浆时，指标对表观黏度和滤失量同时做了要求，但是在测定实验室配制的基浆时，往往只有一部分指标达到要求，无法同时达到标准规定，需要重复调整加土量，这就给检验工作带来了一定的困难。

2.6 引用方法不完整

钻井液用甲酸盐通用技术条件按照SY/T 5946-2002《钻井液用聚丙烯酰胺钾盐》4.3.8条款进行钾离子含量测定，测定结果远远偏离理论值。采用甲酸钾含量为98%的化学试剂（上海麦克林公司）按此标准进行验证，3次测得的结果分别为21.32%、21.56%和21.47%，与钾离子含量理论值39.1×98%/84.12=45.55%偏差较大，究其原因是引用方法时，在碱性介质条件下，四硼酸钠与钾离子作用生成稳定的四硼酸钾沉淀，过量的四硼酸钠会继续同季铵盐反应生成四苯硼季铵盐沉淀，季铵盐会与达旦黄指示剂作用形成颜色变化显示终点，在引用该方法时，没有明确四硼酸钠溶液的加入量，说明引用该方法的不完整，不具备操作性。

3 标准执行中应遵循的原则及建议

3.1 钻井液处理剂产品命名应规范化

命名方面，最好能标出产品的化学名称或标明产品的化学成分。对产品品种进行归类，统一标准代码，同一类产品应制定一个统一的标准或通用技术条件。才能更有效地规范产品的采购、检验和管理技术，更好地提高钻井液处理剂产品的质量。

3.2 保留部分产品的特殊性

由于中石化各油田地质状况不同，所使用的钻井液体系存在差異，井的深度和地层结构存在较大差异，从而所使用的产品也应有所差异。可以允许保留部分产品特殊性，但是常规类产品应该是统一的，比如：大量使用的褐煤树脂类、聚合物类、纤维素钠盐、钾盐等，这些产品应执行统一的国标、行标或中石化企业标准，但不排除由于地层复杂从而需要一些特殊功能的产品，在没有统一上级标准的情况下，可以制定二级企业标准并应用，所以鼓励企业制定严于国家标准或行业标准的企业标准，在企业内部使用。

3.3 统一试剂材料，完善测试评价方法并及时更新标准

试剂材料的统一，执行标准一致，才能使评价具有可比性，同一个产品，采用同一价格同一个标准来评价是保证市场和产品质量稳定的前提。同时为了制修订的标准技术先进、切合实际，应以国内外先进标准为基础，规范现有的标准，分析目前标准存在的问题，然后根据调研结果制定切实可行的行业标准。在无法马上修订的情况下，可以讨论后形成标准会议纪要，然后下发使用，确保标准中的指标制定更加完善、趋于合理，并能真实反映现场实际使用效果。（1）要对每一类处理剂制定统一的评价方法及主要技术指标，可以减少同类产品标准的重复制定，有利于处理剂标准的规范和质量水平的提高，也为更多企业进入国际化市场的竞争创造有利条件。（2）老产品随着技术的进步和配方的改进，性能也在发生变化，原来的标准已不能适应产品的要求。这就需要规范标准的时效性。标准中的内容是不断更新并向更合理、更完善的方向发展的。

3.4 运用体系思维建模

按照水基钻井液、油基钻井液和气态钻井液的分类法对钻井液常用体系进行分类评价，主要评价性能指标，对理化指标不重点关注，提高检验效率，为现场施工提供数据支撑。同时运用信息化的手段，制定配制基浆的流变性能相关数据参考表，实现各检测实验室数据共享，减少重复调整配比，提升工作效率。

3.5 新产品的研发与引进

处理剂开发的最终目的是满足油护、环护、深井、特殊井等不同需要。具体包括：适用于深井（大于4500m）、抗高温（150℃以上）、抗盐（抗饱和盐水）、抗钙镁的增粘剂、降滤失剂、降粘剂和流型改进剂；复杂易坍塌地层钻井用的泥页岩稳定剂、堵漏剂；大位移井、多分支井用的润滑剂、井壁稳定剂；低渗透地层钻井用的油保材料；对环境无污染的、可生物降解、低成本的天然改性产品。对于新开发的处理剂，制定标准时其关键指标的确定，要尽可能采用比较先进的仪器来进行评价。如：引进在地层裂缝中产生井下桥堵、平衡压力的“Aphron”钻井液。

4 结 论

本文通过分析钻井液处理剂标准在实施过程中存在的问题，提出相应的建议。（1）要加大试验用基础试剂材料的研究与供应，保证试剂材料的统一；（2）完善钻井液处理剂相关标准，制修订适应技术发展需要的标准，填补部分行业空白，推动新技术的发展与应用；（3）根据需要保留部分特殊性产品，进行差异化管理；（4）标准应简洁明确，利于操作，应以提高实验室检测工作效率和指导现场施工为目的。

参考文献

穆剑，等.油田化学剂及检测技术论文集[C].北京：石油工业出版社，2007， 55-56.

GB/T 5005-2010，钻井液材料规范[S].

GB/T 16783.1-2014/ISO 10414-1：2008，石油天然气工业钻井液现场测试 第1部分：水基钻井液[S].