钻井液的滤失性

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1、第四章钻井液的滤失性掌握有关的基本概念；钻井液滤失过程、滤失方程、影响因素及其调整；了解钻井液滤失造壁性与钻井的关系。钻井液的滤失造壁性滤失（失水）造壁性的含义：主要是指钻井液滤失量的大小和所形成泥饼的质量；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。钻井液的滤失造壁性钻井液的滤失造壁性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

2、压差和存在孔隙或裂缝。第一节基本概念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。第一节基本概念在渗透性大的砂岩、砾岩、裂缝发育的灰岩井壁会形成较厚的泥饼；而在渗透性小的页岩、泥岩、石灰岩和其它致密岩石的井壁上只会形成较薄的泥饼，甚至不形成泥饼。第一节基本概念（1）瞬时滤失（SpurtLoss）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）压差大，等于

3、静液柱压力加上环空压力降和地层压力之差，泥饼厚度维持不变，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）压差不太大，泥饼较厚，单位时间滤失量一般比动滤失量小。第一节基本概念3、钻井液滤失过程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标准进行测试，测试装置主要有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。一、滤失量的测定第二节钻井液滤失量的测定及其

4、影响因素API滤失量测定仪是最常用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30min，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0.69MPa，7.5min的滤失量。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1、API滤失量测定仪（APIFilterPress）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，其滤失面积比常温API滤失仪小一半。因此，测得

5、的滤失量应该乘以2，才为钻井液的实际高温高压滤失量。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）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被普遍接受使用的动态滤失仪器有170-50型动态滤失仪和范-90动态滤失装置。前者是利用转动的叶片来使钻井液流动，渗滤介质为滤片;后者则使用泵使钻井液循环流动，过滤介质为陶瓷滤芯，可用于测量模拟钻井条件下，当滤饼被冲蚀速度与沉积速度相等时的动态滤失量。HDF-1型高温高压动态滤失仪一、滤失量的测定第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素3、动滤失量测定仪静滤失量的特点是钻井液

6、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：泥饼的渗透率应该远远小于地层渗透率；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；二、钻井液静滤失量的影响因素第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素1、静滤失方程泥饼的厚度与井眼直径相比非常小；泥饼为平面型；泥饼在研究过程中厚度不变；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。二、钻井液静滤失量的影响因素第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素1、静滤失方程更正！二、钻井液静滤失量的影响因素第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素

7、在这些假设的基础上，根据达西渗透定律，可以推导出泥饼的滤失速率方程：其中：dVf/dt—滤失速率，cm3/s；K－泥饼渗透率，μm2；Vf—滤失体积，即滤失量，cm3；A-渗透面积，cm2;ΔP-渗滤压力，105Pa；t—滤失时间，s；hmc—泥饼厚度，cm。μ—滤液的粘度，0.1mPa·s二、钻井液静滤失量的影响因素第二节钻井液滤失量的测定及其影响因素另外，我们认为在渗滤期间，在任何时间t内，渗滤体积Vm的钻井液中被过滤的固相体积等于沉积在泥饼上的固相体积（与动滤失