第四章钻井液地滤失性.ppt

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（Filtration Loss）或失水量(Water Loss)来表示滤失性的强弱。 第一节 基本概念 第一节 基本概念 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素 3、动滤失 a. 钻井液流动的影响 钻井液在循环流动过程中的滤失过程称为动滤失。影响动滤失的因素与静滤失相似，时间、压差、粘土类型、处理剂等，除此之外还受钻井液流动的影响，主要表现为剪切速率和钻井液流态对动滤失的影响。动滤失过程中，泥饼受钻井液流动的影响，泥饼的厚度受到限制，刚开始，厚度增加较快，值后会逐渐变慢，到形成速度等于冲蚀速度时泥饼厚度不再增加。 钻井液流态不同对井壁的冲刷能力不同，紊流的冲刷力最强，泥饼最薄，平板型层流泥饼厚度居中。尖峰型层流泥饼最厚。 b. 钻井液处理剂的影响 钻井液处理剂对动滤失量的影响规律与静滤失影响规律不同，这可能与处理剂在泥饼中作用有关，对泥饼剪切强度增加较大的降滤失效果较好，泥饼剪切强度增加较小的处理剂，降低滤失量效果也较差。 4、瞬时滤失 一般说瞬时滤失时间很短，滤失量很小，在总滤失量当中所占比例较小。 第三节 钻井液滤失性与钻井的关系 第三节 钻井液滤失性与钻井的关系 第三节 钻井液滤失性与钻井的关系 第三节 钻井液滤失性与钻井的关系 * * 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（Mud Cake或Filter Cake），也可以进入地层一定深度，即钻井液的造壁性。 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。 3、钻井液滤失过程 （1）、瞬时滤失（Spurt Loss） 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（Dynamic Filtration） 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（Static Filtration） 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。 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（HAPI Filter Press） 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0.7 Mpa，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 2、高温高压