第四章钻井液的滤失性VIP专享VIP免费

第四章钻井液的滤失造壁性本章要点：1、掌握有关的基本概念；2、钻井液滤失过程、滤失方程、影响因素及其调整；3、了解钻井液滤失造壁性与钻井的关系第四章钻井液的滤失造壁性滤失造壁性：钻井液的滤失造壁性能主要是指钻井液滤失量的大小和所形成的泥饼的质量；与钻井液滤失造壁性有关的钻井问题：（1）井下事故的发生；（2）井壁稳定；（3）提高钻井速度（4）保持井眼规则和保证井下安全。第一节基本概念1、滤失：在压力差的作用下，钻井液中的自由水向井壁岩石的孔隙或缝隙中渗透的现象，称为钻井液的滤失作用。通常我们用滤失量（FiltrationLoss）或失水量(WaterLoss)来表示滤失性的强弱。两个基本条件：存在压差和存在孔隙或裂缝2、造壁性：随着钻井液在井壁的滤失，自由水进入地层，钻井液中的固相颗粒（包括钻井液添加剂分子或颗粒、钻屑的细分散颗粒等）便附着在井壁上形成泥饼（MudCake或FilterCake），也可以进入地层一定深度，即钻井液的造壁性。第一节基本概念钻井液中粘土颗粒越多、分散越细、胶体体系越稳定（没有被盐、钙或其他因素所破坏），形成的泥饼就会薄而致密，钻井液滤失量小，而且井壁越稳定，井下复杂事故越少。如果固相颗粒分散较粗，细颗粒少，形成的泥饼就会厚而发虚，钻井液滤失量大，容易造成井壁不稳定，泥包钻头、起钻遇阻等现象。第一节基本概念3、钻井液滤失过程（1）、瞬时滤失（SpurtLoss）特点：没有泥饼，滤失速率很大，滤失时间很短，滤失量不大。（2）、动滤失（DynamicFiltration）特点：压差大，等于静液柱压力加上环空压力降和地层压力之差，泥饼厚度厚度维持不变，且较薄，单位时间的滤失量开始较大，随后逐渐减小，最后稳定在某一固定值。（3）、静滤失（StaticFiltration）特点：压差不太大，泥饼较厚，单位时间滤失量一般比动滤失量小。第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素钻井液滤失量的测定包括静滤失和动滤失，静滤失量的测定通常采用API测试，测试装置主要有低温低压滤失仪和高温高压滤失仪两种，高温高压滤失仪又分为42型（3.5MPa/150℃）和71型（180℃）。动滤失量的测定仪器较多，但没有统一的评价标准，钻井液滤失量的研究与测定主要为静滤失量。1、API滤失量测定仪（HAPIFilterPress）API滤失量测定仪是最常用的低温低压条件下的评价钻井液滤失量的装置，其渗滤面积为45.8㎝2，实验压差为0.69MPa（100psi），测试温度一般为室温，滤失时间30分钟，滤失材料为符合标准的直径为90mm的滤纸。但是室内试验往往测定0.7Mpa，7.5min的滤失量，为什么？滤失方程和影响因素时再讲。一、滤失量的测定第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素2、高温高压滤失量测定仪（HTHPFilterPress）我们有时候需要了解钻井液在井下的性能，包括高温高压流变性，高温高压滤失性等。因此，我们需要测定钻井液的高温高压滤失量。测量仪器主要为高温高压滤失仪，符合API高温高压滤失量标准，国内使用的主要是模拟Baroid公司GGS-42型，实验条件为：3.5Mpa压差，温度150℃。测量时间30min，当然滤失面积比常温API滤失仪小一半。因此，测得的滤失量应该乘以2，才为钻井液的实际高温高压滤失量。强调一点滤纸必须符合API标准，因为滤纸的差别，滤失量差别会非常大。71型高温高压失水仪，可以做180℃以下钻井液滤失量，压力也可以更高一点。当温度高于204℃时，滤纸容易发生焦糊，一般采用金属过滤介质或与之相当的多孔过滤介质盘。3、动滤失量测定仪动滤失量的测定至今没有统一的国际标准，因此，动滤失仪也就各不相同。第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素1、静滤失方程静滤失量的特点是钻井液处于静止状态，在压差作用下形成泥饼，且泥饼厚度随滤失时间延长而增厚，是一个变量。为了研究钻井液的滤失规律，首先我们需要作以下假设：a.假设泥饼的渗透率应该远远小于地层渗透率；b.假设钻井液的滤失规律与流体在地层中的渗透规律类似，应该遵守达西渗透定律；c.泥饼的厚度与井眼直径相比非常小；d.泥饼为平面型；e.泥饼在研究过程中厚度不变；f.泥饼不可压缩，因此泥饼的渗透率为定值，在研究过程中不变。第二节钻井液滤...