钻井液除气工艺技术一、引 言在钻井过程中，钻开天然气层后，气体有可能侵入钻井液；振动筛、除砂器、除泥器、钻井液枪、搅拌器等设备在工作过程中有可能使空气侵入钻井液。这些气体侵入钻井液后，会造成钻井液密度降低；会增加钻井液上返速度，引起循环罐过满或外溢；会使离心泵气锁、使水力旋流器、钻井液枪、离心机、灌注泵等无法工作，甚至会引起井喷的发生。气侵钻井液一直是钻井工程所遇到的难题。人们一直在探究去处气侵钻井液中气体的方法，最初人们发现，向气侵钻井液中加水，会使钻井液密度上升（钻井液密度回复说明气体离开了钻井液），于是产生了最原始、最简单的除气办法；向循环罐内钻井液表面上洒水除气、向振动筛筛网面喷水除气。在弄明白水能除气的原理之后，人们发明了除泡剂代替水除气，并一直沿用至今。在没有发明除气设备之前，一般使用搅拌器和泥浆枪搅动钻井液除气，这种方法见效慢、除气效率低。上个世纪 40 年代产生了除气设备，进展到现在已经有常压、真空、立式、卧式等不同结构、不同原理的除气设备，并形成了成熟的除气工艺流程。二、气泡必须浮至钻井液表面并破裂无论除气设备的外形、结构怎样变幻、无论除气设备采纳的除气原理怎样不同，所有除气设备的基本除气原理都是一样的，就是使气泡浮至钻井液表面破裂。侵入钻井液中的气体以大小不一的气泡形式存在于钻井液中，要想去除这些气体，必须使气泡脱离钻井液。分析气泡在钻井液中的存在状态（如图 1），根据阿基米德定律，气泡的上升浮力等于气泡排开相同体积钻井液的重量：其中，F 气泡浮力, g r 气泡半径，cm 钻井液的密度，g/cm3可以看出，在同一钻井液中，气泡的浮力与气泡半径成正比，也就是说：大气泡比小气泡更容易浮上液面（见图 2）， 图 1、气泡上升过程 图 2、在高粘度钻井液中的小气泡 不能浮起来 图 3 气泡在钻井液中的状态 图 4 紊流将气泡带至液面破裂 但由于钻井液是高粘度、高切力的液体，气泡浮到液面需要很长时间，直径较小的气泡根本无法浮至钻井液液面。所以，处在钻井液中的气泡有两种状态（见图 3）：一种是气泡能浮到钻井液液面，并最终破裂；另一种是气泡被裹在钻井液中，既不能浮动，也不能聚集在一起形成大气泡。产生气侵后钻井液中的小气泡特别多，要想去除钻井液中的气体，必须使小气泡运动到钻井液液面。利用搅拌器或是钻井液枪搅动钻井液，所增大的钻井液液面是有限的，而且效率很低。要想清除全部气体，...
