钻井液泥饼强度评价研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第28卷第1期钻井液与完并液V01．28No．12011年1月DRILLINGFLUID&CoMPLETl0NFLUIDJan．20l1文章编号：1001—5620(2011)O1—0011-03钻井液泥饼强度评价研究王松，魏霞，喻霞，赵伟民(长汀大学化学与环境T程学院，湖北荆州)摘要在建立泥饼物理模型的基础上，利用泥饼强度测试仪测定单位厚度的泥饼被水流冲破的时间来定量评价泥饼强度。用此方法研究了泥饼强度与黏土类型和加量、泥饼渗透性间的关系，评阶了几种钻井液的泥饼强度。结果表明，该仪器可靠性强、操作简单，能准确评价各种钻井

2、液的泥饼强度。关健词泥饼强度；评价；钻井液；测试仪器中图分类号：TE254，1文献标识码：A在钻井液滤失过程中，固相沉积形成的泥饼，加，泥饼本身产生强的抵抗外力的能力，表现出很高对稳定井眼和减少滤液进入渗透性地层有着重要作的致密程度，因此称这一层泥饼为密实泥饼层。用，因此要求泥饼质致密、薄而韧。如何评价泥饼4)致密泥饼层。密实泥饼层以下是泥饼强度最质量对于安全、优质、快速钻井具有重要意义。用高的部位，是在钻井液动态滤失时最先形成的一层针人度仪及折叠泥饼的方法来定性评价泥饼质量泥饼，经历了冲刷和压力的连续作用，密实程度异常时，人为误差较大[1-2]。研制出的泥

3、饼强度测试仪高，强度增加极快，类似于“固体层”，且厚度非常小，具有结构简单、操作灵活可靠、维修方便等特点。是构成泥饼强度的主要因素，称为致密泥饼层。从上述分析可知，泥饼的结构可以根据其强度1泥饼结构物理模型3]及密实程度的不同，白上而下分为浮泥饼(灰色)、欠压实泥饼层(黄色)、密实泥饼层(蓝色)及致钻井液泥饼结构主要分为以下几层。密泥饼层(黑色)，据此建立泥饼的层状结构物理1)浮泥饼层。刚刚制备的新鲜泥饼，表面上模型，见图1。一般附着一层疏松的呈胶凝状态的钻井液，其强度接近于0，在井下该表层被流动的钻井液冲蚀，当钻井液静止时才能在井壁上形成，通常称为浮泥饼，

4、虚泥饼层浮泥饼在很短的时间内形成。可压缩层2)欠压实泥饼层。在浮泥饼的下部开始接触真正的实泥饼，此部分实泥饼虽已具有一定的强度，密实层但强度增加很缓慢且强度值不大，其致密程度也开致密层始增加；而且外力越大，其厚度越小，表现出一定冈1泥饼结构物理模型的可压缩性，因此这一层称为欠压实层。3)密实泥饼层。在压力作用下，泥饼被压缩至由图1可以发现一个规律，即泥饼强度主要取一定程度后强度逐渐增大，而增大速度也快速增加，决于泥饼的密实层和致密层的强度，密实层和致密泥饼表现为弹性与强度均佳的综合体。随压力的增层的强度越大，其泥饼强度越大。第一作者简介：王松，教授，l985

5、年毕业于江汉石油学院钻井工程专业，现在长江大学化学与环境工程学院从事油田化学的教学与科研工作。地址：湖北省荆州市南环路1号；邮政编码434023；电话(O7l6)8060442；E—mail：wangs_2008@学兔兔www.xuetutu.coml2钻井液与完井液2011年1月2泥饼强度评价方法多数的泥饼而言，以100mm作为冲击距是合适的，泥饼出现破裂的现象易于观察，5mm凹坑较易确2．1仪器的结构及使用方法定，冲击时间容易掌握，计时误差较小，因此选择泥饼强度测试仪由4部分组成，其结构如图100mm作为冲击距。2所示。使用泥饼强度测试仪，试验时先将仪器

6、安装好，固定水流冲击泥饼的作用距离(即冲击距)，3实验结果与讨论将泥饼小心地放在泥饼托盘上，注意不要使泥饼折3．1泥饼强度与黏土类型及加量的关系皱、破裂，开启水力控制系统，保证出水口处的水位恒定，然后按控制器的计时按钮，启动电磁阀，为便于比较，选用同一处理剂，不同土的类型则水流沿着管嘴垂直下落冲击泥饼。由于水池中的和加量进行实验，结果见表1。由表1可以看出，水位不变，因而流经管嘴处的水流速度恒定。随着无论是用膨润土还是用黄土配制的钻井液，黏土含水流对泥饼的冲击，泥饼逐渐变薄直至破裂，记录量增大，泥饼强度也增大，但用黄土配制的钻井液，冲破泥饼约5mm左右凹坑所

7、需的时间，用单位厚其泥饼强度明显低于膨润土配制的钻井液。度泥饼所需的冲破时问评价泥饼的质量，时问越长，表1泥浆强度与黏土类型和加量的关系则泥饼强度越高【4】。钻井液体系泥度mlIVmm0．3％NaPAN+5％膨润土4．50O．3％NaPAN+4％膨润土2．50O．3％NaPAN+3％膨润土1．240．3％NaPAN+5％黄土2．450．3％NaPAN+4％黄土1．O80．3％NaPAN+3％黄土O．680．5％CMC+I％FCLS+4％膨润土1．17图2泥饼强度测试仪示意图0．5％CMC+1％FCLS+4％黄土0．582．2仪器的主要技术指标0．1％KPAM

8、+0．2％NHaPAN+4％膨润土0．630．1％K