目前使用離心機處理鉆井液多數(shù)情況下是有效益的，但使用不當會影響生產(chǎn)。錯誤使用離心機的一個例子是連續(xù)使用兩臺離心機的做法，第一臺離心機用于“回收重晶石”，第二臺用于“廢棄鉆屑”。第一步是傳統(tǒng)的分離，使底流返回到在用鉆井液系統(tǒng)。安排第二臺離心機高速旋轉(zhuǎn)，排出低比重固體顆粒，使“干凈”的液體返回到鉆井液中，而不是排出溢流。
  這個過程不能進行，千萬不能！不能工作！它是在以下兩個錯誤假設的基礎上工作的。

  l 第一臺離心機可從低比重固體顆粒中分離出重晶石；

  l 第二臺離心機能產(chǎn)生不含固體顆粒的液體返回到鉆井液中。

  這兩種假設都是不正確的，都忽略了沉積物的物理性質(zhì)。更進一步說，這個過程假設分離加重液體的目的是去除低比重固體顆粒，實際上它不能。目的是去除膠質(zhì)和近膠質(zhì)固體顆粒，這些固體顆粒對鉆井液的性能非常不利，與它們的比重關系不大。

  通過增加重力來加速離心沉淀，這可用斯托克斯定律來描述。它敘述了沉淀速度與沉淀粒子和周圍液體之間密度的差異成正比，與液體的粘度成反比，這是一種數(shù)學表示方法，我們的直覺認為這是正確的，即較重的粒子在較輕的粘度小的液體中沉降得較快。

  通常所用的重晶石加重鉆井液含有的重晶石和鉆屑顆粒直徑范圍在1-20微米之間。假設重晶石和低比重固體顆粒的平均比重為4.2和2.6, 相應地，重晶石顆粒的質(zhì)量約等于含有50%較大的低比重固體顆粒的質(zhì)量。例如：如果大多數(shù)小于6微米的重晶石顆粒剩余在溢流中，那么大多數(shù)小于9微米的低比重重晶石顆粒也將留在溢流中。在底流中發(fā)現(xiàn)較大的顆粒包括重晶石和鉆屑。這樣，我們不能從低比重鉆屑中分離重晶石。我們可以從較輕（較�。┑牧Ｗ又蟹蛛x出重的（較大）粒子。

  讓我們考慮一下一系列分離過程是怎樣發(fā)生的。假設“重晶石回收”裝置產(chǎn)生8微米的重晶石碎屑。第二個裝置產(chǎn)生4微米的碎屑，大多數(shù)大于8微米的重晶石碎屑和大于12微米的低比重固體顆粒在第一階段返回到泥漿中，在第二階段，剩下的大于4微米 的重晶石顆粒和大于6微米的低比重固體顆粒被排出，最細的，最損害性的材料返回到泥漿中。

  兩種中切點不管是那一種是在它們中間被去除的材料。這些成份包括在完全可接受尺寸范圍內(nèi)的重晶石粒子和低比重固體顆粒，這種固體顆粒太大，不能增加粘度，太細以致于不能很好地研磨。所有最細的固體顆粒（包括重晶石和巖屑）返回到泥漿體系中，假設平均顆粒尺寸遞減，泥漿質(zhì)量降低。粒子尺寸的減少增加了粘度和稀釋需求。隨著井壁泥餅質(zhì)量遞減，促進井眼條件的惡化。

  然而，被排出的更壞的期望尺寸的重晶石必須用清潔的重晶石替換。其中30%可能是小于6微米的粒子；10%-15%可能期望成為膠體（<2微米）。這更進一步減少了平均粒子尺寸，加速泥漿質(zhì)量的下降。

  兩個階段的離心過程通過增加稀釋需求是昂貴的和有害的。它增加了泥漿成本和鉆井廢棄物量。即使是最壞的，它實際上降低了鉆井液質(zhì)量。這個工業(yè)連續(xù)使用離心機每年浪費數(shù)百萬美元，相信我們正在第一階段“回收重晶石，在第二階段排出鉆屑。

  分離昂貴的泥漿

  當分離費用高的油基或合成基鉆井液時，溢流經(jīng)常返回到泥漿體系中，而含有較大固體顆粒和期望的重晶石的底流被排出，用好的重晶石替代，因為它含有膠體和近膠體粒子，所以可增加粘度。如果我們給出一些希望用離心機完成的東西，這種荒唐將不允許。

  當一些人認為液相成本太高以致于不能被排放，固體顆粒的去除是有益的。要記住有問題的固體顆粒是最細的粒子，產(chǎn)生粘度效應問題。當保留細小顆粒不能緩和所產(chǎn)生的問題時，就要排放維持泥漿比重所需要的固體物質(zhì)，而不減輕問題，這樣只能使問題惡化。當需要排放費用高的液體時，最好選用傳統(tǒng)的離心機，但它難以吸收。由于膠體濃度會增加問題的嚴重性，當液體不用長期使用時，沒有必要使用傳統(tǒng)的離心機。然而，當膠體確實存在問題時（他們常常這樣），傳統(tǒng)的離心機是恢復鉆井液質(zhì)量的最好辦法。

  對于費用極高的液體，證明使用高級過濾裝置清潔“cent rate”現(xiàn)場的經(jīng)濟性將是有益的。但是，“centrate”不能用離心機清潔。沒有實際的現(xiàn)場方法用來從流體中去除在流體中懸浮的膠質(zhì)粒子。對粘性的油基和合成基鉆井液來說，具有膠體性質(zhì)的不下沉的固體顆�？赡茌^大（10-15微米），必須通過稀釋或傳統(tǒng)的離心機來控制他們的濃度，“centrate”被排放。因為廢棄物最少的原因，最好選用后一過程。必須為排放液的儲存做準備工作，直到它要么合理地處理，要么再處理作為填充液重新利用或用于另一口井。

  用離旋流分離器排出

  用非加重鉆井液來減少鉆井廢棄物的量是一種越來越普遍的做法。它常常是有益的。但是，如果返回液的質(zhì)量不合適，它可能是有害的，而它常常是這樣。只有返回液中固體顆粒的濃度小于泥漿中期望固體顆粒濃度的兩倍，它才起作用。如果濃度較高，那么，這種做法導致廢棄量增加，而不是減少。因此，必須監(jiān)控返回到鉆井液體系中液體的固體顆粒含量。

  分離非加重鉆井液的合理性

  在鉆屑濃度已知時，準備抵消加入一桶鉆屑的新鉆井液體積之間的關系可用下列公式來表示：桶=（100—%）%；式中%=期望鉆屑的濃度。

  為了提供穩(wěn)定井眼和最大的機械鉆速，許多作業(yè)者把鉆屑的體積濃度限制在5%，因此，每桶加入的固體顆粒將要求準備19桶新鉆井液，在7%的鉆屑濃度下，每桶固相顆粒需加入13.3桶稀釋劑。

  了解每桶鉆井液的成份和成本，以及處理過量鉆井液每桶費用外，我們可以很容易地計算去除鉆屑的成本效益。如果配制和處理泥漿的成本分別是10美元/桶和5美元/桶，相應地，每桶稀釋劑的總成本是15美元。如果我們把鉆屑的體積含量控制在5%，去除每桶固體顆粒成本將減少285美元（15美元/桶*19桶）。運用手頭上的這個數(shù)值，很容易確定使用離心機是否經(jīng)濟有效。因此，即使對于非加重鉆井液，多臺離心機的使用常常證明是正確的。

  分離加重鉆井液的合理性

  如果進行某種假設與膠體的最大允許濃度有關，同樣的方法可以用來計算從加重鉆井液中去除固體顆粒的經(jīng)濟效益。如果我們假設在油基鉆井液中期望的最大濃度是5%，在油基鉆井液或合成基鉆井液中我們可以允許8%，那么，去除每桶固體顆粒取消了19桶稀釋劑的水基鉆井液和11.5桶稀釋劑的油基和合成基鉆井液的需求。了解每桶新鉆井液的成本，我們便可以計算去除這些固體顆粒的經(jīng)濟效益，很容易確定使用離心機是否經(jīng)濟。

  結(jié)論

  分離加重鉆井液的目的是去除膠體或近膠體粒子，不能去除低比重固體顆粒。膠體是非常細的粒子以致于它們不能在純凈水中沉降。因此，它們不能通過離心法分離。分離溢流返回到鉆井液體系中總是含有返回的膠體; 因此，總是潛在地損害這種粒子。用上面提到的費用合理方法表明用加重和非加重鉆井液進行鉆井作業(yè)總能從合理使用一臺或多臺離心機而得到更大效益。
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