钻井液滤饼物性参数测量研究进展

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1、学兔兔www.xuetutu.com第31卷第1期钴井液与完井液vol_3lNo．12014年1月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJan．2O14doi：10．3969~．issn．1001—5620．2014．01．023钻井液滤饼物性参数测量研究进展任冠龙，吕开河，刘玉霞，张崇2，刘种志(1．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛；2．中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东湛江)任冠龙等．钻井液滤饼物性参数测量研究进展【J]．钻井液与完井液，2014，31(1)：84—90．摘要钻井液滤饼在钻井过程中起着十分重要的作用，精确测量滤饼的各

2、个物性参数可以为优选钻井液提供重要的参考依据。介绍了目前国内外在钻井液滤饼物性参数测量方面的研究进展，主要从滤饼的厚度，孔隙度、渗透率、滤饼强度、比阻以及摩阻系数等方面论述了相关的实验装置、实验方法和计算公式等。关键词钻井液；滤饼；孔隙度；渗透率；厚度；强度；比阻；润滑系数中图分类号：TE254．1文献标识码：A文章编号：1001—5620(2014)01．0084．07钻井液滤饼在钻井过程中的作用非常重要，滤饼从而得出针人深度和泥饼厚度间的关系曲线，进而通质量直接影响井壁稳定、油气层保护及钻具摩阻等，过数据处理可分析和评价泥饼质量的优劣。好的滤饼薄、致密，且韧性好。钻井

3、液滤饼的物性参Kamar等[71采用的是高灵敏度反射型超小光电数主要包括滤饼的厚度、孔隙度、渗透率、滤饼强度、断路器(见图1)，它是一个包括集电极和发射极的比阻以及摩阻系数等，精确测量滤饼的各个物性参数光电晶体管，电发光二极管LED被用作发射极，一能评价滤饼的优劣，是优选钻井液的重要参考依据。个高增益硅光电晶体管作为集电极。LED发出红外光束，当光束遇到一个障碍时被反射，根据到障碍物1滤饼厚度测量研究进展的距离，反射光的强度是不同的，因为光逐渐远离源景天佑和侯勤立[2等分别发明设计出测量滤头，失去了它的强度。电量和光断路器与对面之间的饼厚度的仪器和装置，其结构简单、操作方

4、便，比单距离是成比例的，从而根据距离和光强度的变化可以纯用千分尺测量准确、方便。但这2种测量方法都属用于测量滤饼厚度。当断路器和滤饼之间的距离为于接触测量，测量过程中都需要仪器的测量头与待测0．5～2．8mm时，测量数据是准确的，实验持续时间滤饼接触，测量使用接触片并需人工读数，影响测量小于1S或多于1h测出的数据是一样稳定的。结果。Yi—ShunChen等[3】在数字游标卡尺上连接压传感器I口力传感器来测量滤饼的厚度。Kuo—LunTung等使用图片中断传感器来测出滤饼的厚度分布情况。浆液张洪杰等提出了使用光、电、机相结合实现非接触测量滤饼厚度的可行性。邓松[6发明出一

5、种不接触泥饼测量仪，但其对机加工精度有一定要求。过滤介质l?，液国外Kamar等[1已应用光电断路器成功地对滤饼厚图1光电断路器测量滤饼厚度示意图度进行了测量。美国M．I钻井液公司研制的FCP泥饼针人度仪[8-91可以确定泥饼的厚度、弹塑性、强度目前市场上也出现了结合现代PCI集成插板技等13项性能指标，可以较为全面地评价泥饼的机械术和微机处理技术，对泥饼的厚度、韧度通过特定软特性。其通过探针的恒速转动和下移针人到泥饼中，件实时反映的智能泥饼厚度、韧度自动测量仪，还有将泥饼所产生的抵抗力通过压力传感器传出并绘图，多个厂家生产的泥饼多功能测量仪等。第一作者简介：任冠龙，在读

6、硕士研究生，1988年生，现在主要从事井壁稳定和保护油气层方面的研究。地址：山东省青岛市经济技术开发区长江西路66号；邮政编码266555；电话15266232682；E—mail：renguanlong2011@163．tom。学兔兔www.xuetutu.com第3l卷第l期任冠龙等：钻井液滤饼物性参数测量研究进展1l8586们，2。Bourgoyne等加和Tiller“使用如下相同的公式为摩擦力，N；q为泵人井内钻井液的平均速度，m／s；计算滤饼的厚度。／4为流体黏度，mPa·S。该模型已在塔里木油田现场L=1／(e=av／~O,-1)X(1)实践中得到应用，并获得

7、了好评，但是该模型是在假其中，。为滤饼的厚度，cm；A为滤饼的面积，设地层均质、形成的内、外滤饼均匀的前提条件下提cm2；为滤液体积，cm；s。为滤饼中固相的体积出的，而事实是滤饼为可压缩的，并且在达到一定程分数；为钻井液中固相的体积分数。度后才能实现动态平衡。Khatib[21提出了一个经验公式，即：2滤饼渗透率的计算一：0×f2)一)AOsisanya和Griffith[15]基于滤失量、剪切应力、其中，W为滤饼中固相的质量分数；p，为钻井液密度，塑性黏度和屈服值，在动态滤失实验(DFL)条件下kg／m~；P。为固相密度，