3.4 钻井液滤失量和泥饼粘附系数的测定
钻井液性能参数测定步骤
6、保持直立的状态冷却至室温,放掉压滤器内的压力,小心取出滤纸,用水 冲洗滤饼表面上的浮泥,测量滤饼厚度，即为HTHP泥饼。
汇 报 提 纲
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分 API失水、泥饼 HTHP失水、泥饼 含砂量测定 固相含量测定 塑性粘度、动切、静切 摩阻系数 膨润土含量测定
2、将已用高速搅拌器搅拌1min后的钻井液倒入压滤器中,使钻井液液 面距顶部为1cm,盖好盖并把刻度量筒放在滤失仪流出口下面。
钻井液各种参数测定
3、迅速加压并记时间,所加压力0.69MPa，压力源采用压缩氮气。 4、当滤出时间到15min时, 读取滤液的体积，API失水即为读取值得2倍。 5、取出滤纸，用钢板尺量取泥饼厚度，即为API泥饼厚度。
钻井液各种参数测定
1、把2mL的钻井液加到盛有10mL水的锥形瓶中。 2、加入15 mL过氧化氢溶液和0.5mL硫酸溶液，缓慢煮沸10min,但不能蒸干,用 水稀释至50mL。
钻井液各种参数测定
3、以每次0.5mL的量把亚甲蓝溶液加到锥形瓶中,并旋摇30s。在固体悬浮的状态 下,用搅拌棒取一滴液体在滤纸上,当染料在染色体周围显出蓝色环时,即已达到 滴定终点。 4、当蓝色环从斑点向外扩展时,再旋摇锥形瓶2 min,再取一滴滴在滤纸上,如果 蓝色色环仍然是明显的,则已达到终点.如果色环不出现,则继续第三步试验,直至 摇2 min后取一滴滴在滤纸上而显出蓝色环为止。
钻井液各种参数测定
5、接通电源,开始加热蒸馏,直至量筒内的液面时不再增加后再继续加热10 min, 记录收集到的油水体积。 6、固相体积百分数等于样品总体积与油水体积的差值。
汇 报 提 纲
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分 API失水、泥饼 HTHP失水、泥饼 含砂量测定 固相含量测定 塑性粘度、动切、静切 摩阻系数 膨润土含量测定
钻井液常规性能测定及常用钻井液计算公式
钻井液常规性能测定及常⽤钻井液计算公式钻井液常规性能测定⼀、密度的测定1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。
2、将钻井液加热到所需温度。
3、在密度计的杯中注满钻井液,盖上杯盖慢慢拧动压紧。
4、⽤⼿指压住杯盖⼩孔,⽤清⽔冲洗并擦⼲样品杯。
5、把密度计的⼑⼝放在底座的⼑垫上,移动游码直到平衡,记录读值。
6、将密度计冼净擦⼲备⽤。
⼆、测定马⽒漏⽃粘度1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。
2、将漏⽃悬挂在墙上,且保证垂直;量杯置于漏⽃流出管下⾯。
3、⽤⼿指堵住漏⽃流出管下⼝,将搅拌均匀的泥浆倒⼊漏⽃⾄筛⽹底;放开⼿指,同时启动秒表,待泥浆流满量杯达到它的边缘时,按停秒表。
秒表所⽰时间即为泥浆粘度,单位为s。
4、使⽤完毕,将仪器洗净擦⼲。
三、流变的测定(ZNN-D6六速旋转粘度计)1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。
2、使⽤前检查读数指针就是否对准刻度盘“0”位,落下托盘,装配好内、外筒。
3、将搅拌均匀的泥浆倒⼊样品杯⾄刻度线、将样品杯置于托盘上,上升托盘使液⾯⾄外筒刻度线,拧紧托盘⼿轮。
4、调整变速⼿把与转速开关,迅速从⾼到低进⾏测量,待刻度盘稳定后,分别读取各转速下刻度盘的偏转格数。
5、测量完毕,落下托盘,卸下外筒,将内、外筒及样品杯洗净擦⼲。
四、钻井液失⽔的测定1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。
2、⽤⼿指堵住泥浆杯底部⼩孔,将搅拌均匀的泥浆倒⼊杯内⾄刻度线处,按顺序放⼊“O”型密封圈、滤纸、杯盖与杯盖卡,将杯盖卡旋转90°并拧紧旋转⼿柄。
3、将组装好的泥浆杯组件倒置嵌⼊⽓源接头并旋转90°;将量筒置于失⽔仪下⽅并对准滤液流出孔。
4、调节⽓源压⼒⾄0、7MPa,打开⽓源⼿柄并同时启动秒表,收集滤液于量筒之中。
5、当秒表指⽰为30min时,将悬于滤液流出孔的液滴收集于量筒之中并移开量筒,此量筒中液体体积即为滤失量。
6、关闭⽓源⼿柄,放出泥浆杯中余⽓;卸下泥浆杯组件,倒去泥浆并洗净擦⼲。
测定钻井液泥饼粘附系数
一、测定钻井液泥饼粘附系数
二、测定钻井液滤液中Ca2+离子、Mg2+离子的含量 三、配制盐水钻井液 四、配制泡沫钻井液 五、配制深井钻井液
六、处理泥页岩的坍塌掉块
七、处理卡钻后钻井液性能 八、优选不同井型钻井液体系
NZ型泥饼粘附系数测定仪使用说明
一、使用方法 （一）、滑块测试法： 1、首先开启电源开关，数字管全亮，按下清零按扭使数字 管全部显示零位，用调平杆调整螺钉、将其滑板水平。
二、测定钻井液滤饼粘附系数(滑块测定) (NZ—3A型仪器)
6、开启开机开关，电动机带动传动机构，使滑板翻转； 7、 当滑块开始滑动，立即关闭停止开关，看数字管上显示 的角度值； 8、在表格中查角度值对应的正切值，该值即是滤饼的摩擦 系数； 9、清洗仪器擦干，摆放整齐。 公式推导：F=f P f=F/P=wsinα/wcosα=tgα 上式中：F—摩擦力；f —摩擦系数；P —正压力； α—斜面与水平面的夹角。
至室温，加水稀释至50ml；
测定钻井液中膨润土含量
5、用亚甲基蓝进行滴定：每次加入50ml，旋摇30S，在固
体颗粒悬浮情况下，用搅棒取一滴悬浮液滴在滤纸上，当
已被染色的固体颗粒周围出现兰色或绿兰色环时，即已达 到最初的滴定终点；
6、继续旋摇锥形瓶2min，再取一滴悬浮液于滤纸上，若
兰色仍很明显，则已达到滴定终点，若不出现兰色环，按 上述方法继续加入亚甲基蓝，直到滴定终点。 7、记录亚甲基蓝消耗量(ml)；
6、用0.05mol/L的AgNO3溶液进行滴定，并不断摇荡,直到 溶液颜色从黄色变为砖红色30S不消失，即为滴定终点；
测定滤液中的Cl–含量
7、记录所消耗的AgNO3溶液的毫升数； 8、清洗仪器，摆放整齐； 9、计算Cl–含量： ρ(Cl–)=C(AgNO3)· V(AgNO3) x 35.45x1000/V样 式中： ρ(Cl–)—Cl–的质量浓度(mg/L)； C(AgNO3)—AgNO3标准溶液的摩尔浓度(mol/L) V(AgNO3)—消耗的AgNO3体积(ml)； V样—样品体积(ml)； 35.45—Cl–的相对摩尔质量;
钻井液测试操作规程
钻井液测试操作规程钻井液性能测试操作规程（一）钻井液马氏漏斗粘度的测定该仪器适应于测定钻井液的相对粘度(与水比较)。
由于测得数据在很大程度上受胶体和密度的影响，所测数据不能与旋转粘度计等有关仪器所测数据对比。
该仪器由漏斗、筛网及接收器组成，是被测钻井液在一定温度下流出946毫升时所用的时间。
一、主要技术参数1．筛底以下的漏斗容积1500cm32．漏斗锥体直径152mm3．漏斗锥体高度305mm4．管口长度50.8mm5．管口内径 4.7mm6．筛网12目7．接收器946mL二、仪器的校正在温度为(21℃±3℃)时，注入1500mL清水，从漏斗中流出946mL清水的时间为26±0.5s，其误差不得超过0.5s。
三、测定1．测量钻井液的温度，用℃表示。
2．手握漏斗，用手指堵住流出口，将新取的钻井液通过筛网注入洁净、干燥直立的漏斗中，直到钻井液面与筛网底部平齐为止。
3．保持漏斗垂直，移开手指的同时按动秒表，测量钻井液注满946mL所需要时间。
4．以s为单位记录马氏漏斗粘度，并以℃为单位记录钻井液的温度。
四、操作注意事项1．样品温度对测定结果有影响，测定时要记录样品温度。
2．大的分散颗粒和气泡干扰测定，应避免大颗粒进入漏斗，防止气泡产生，必要时加入消泡剂消泡。
3．液面的初始位置必须恰当，否则，由于液柱压力和惯性的影响可能会使测定结果错误。
4．钻井液倒入漏斗后立即开始测定，如拖延时间过长，钻井液可能形成凝胶，使测定结果出现正误差。
5．测定过程中尽可能使漏斗保持垂直。
（二）钻井液密度的测定钻井液密度是指单位体积钻井液的质量。
单位为g/cm3或kg/ m3。
通过用钻井液密度计来测定钻井液的密度。
钻井液密度计通常设计成臂梁一端的钻井液杯和另一端的固定平衡锤及一个可沿刻度臂梁自由移动的游码来平衡。
为使平衡准确，臂梁上装有水准泡（需要时可使用扩大量程的附件）。
一、仪器的校正1．量点的校正经常用淡水来校正仪器。
3.4 钻井液滤失量和泥饼粘附系数的测定解析
4.在混油工艺中需要注意哪些要点？
①先将基浆处理好再混油。基浆的粘度以低一些为宜， 基浆中应含有一定数量的处理剂(如煤碱液、CMC、铁铬 盐等)。 ②混油量(原油或原油与柴油混合)以10％～20％为宜，有 时高达30％。原油宜选用粘度较小，杂质、水分及可溶性 盐类较少者。 ③混油时要逐步加入，尤其是重钻井液混油应该注意严防 因密度突然下降而发生井下事故。
⑷形成优质泥饼的条件
合理的粒子级配；粒子具有较厚的水化膜并具有很 好变形性；高分子的使用会给粒子带来较厚的水化膜并利 用自身封堵孔隙，同时，多点联接，增加泥饼的韧性。 ⑸ 泥饼形成过程
在滤失过程中，钻井液中的固体颗粒在井壁岩层中的堆 积一般形成三个过滤层，即瞬时滤失渗入层，瞬时滤失时 细颗粒渗入深度可达25～30 mm；架桥层，较粗的颗粒 在岩层孔隙内部架桥而减小岩层的孔隙度，或称为内泥饼； 井壁表面形成具有一定渗透性的外泥饼。
(8).磺甲基褐煤(SMC) (9).聚丙烯腈铵盐(NH4一HPAN) (10).腐殖酸钾(KHm) (11). HMPa (12). JT-888 (13). RSTF (14). CAT-FL
二 常用的润滑剂 1 惰性固体润滑剂 由滑动摩擦变成滚动摩擦，减小接触面积。如 玻璃小球、塑料小球、石墨、沥青（降摩阻系数 等）。 2 液体润滑剂 矿物油、植物油、表面活性剂
4 滤失的分类
• ①静滤失:钻井液在井内静止条件下的滤失作用。 • ②动滤失:钻井液在井内循环条件下，即泥饼形成
和破坏达到动态平衡时的滤失作用。在一定剪切 速率下测定的滤失量，称为动滤失量(动失水量)。 • ③瞬时滤失:在钻井过程中，地层被钻开，泥饼在 未形成之前，钻井液中的大量水分在短时间内迅 速渗入地层，这种情况下的滤失作用称为瞬时滤 失。
泥浆材料检测与应用：钻井液滤失性与钻井作业的关系
知识点3：钻井液滤失性与钻井工作的关系
知识点3：钻井液滤失性与钻井工作的关系
二、钻井液滤失性能的控制与调整
获得致密与渗透性小的泥饼的方法如下： ➢用膨润土配基浆。膨润土颗粒细，呈片状，水化膜厚，
能形成致密泥饼，可在固相较少情况下满足对钻井液滤 失性能和流变性能的要求。 ➢加入适量纯碱、烧碱或有机分散剂（煤碱液），提高 黏土颗粒ζ电位、水化程度和分散度。
知识点3：钻井液滤失性与钻井工作的关系
钻井液矿化度不同，对岩层稳定性影响不同；高矿化度、 碱性弱的滤液和含聚合物的滤液不易引起井壁岩层的膨胀和 坍塌。即使滤失量大些，相对也比较安全。
对于井壁稳定，不仅注意滤失量大小，还要考虑滤液的 性质及其对井壁稳定造成的影响。
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知识点3：钻井液滤失性与钻井工作的关系
2、对钻井液性能的要求 降低钻井液滤失量Байду номын сангаас控制原则是：应根据本井地下地层岩
石的特点、井深、井身结构等因素来确定，同时还要考虑钻 井液的类型。井浅时可放宽，井深时应从严；裸眼时间短时 可放宽，裸眼时间长须从严；使用不分散性处理剂时可适当 放宽，使用分散性处理及时要从严；钻井液矿化度高者可放 宽，钻井液矿化度低者应从严。
知识点3：钻井液滤失性与钻井工作的关系
➢加入CMC或其他聚合物以保护黏土颗粒，阻止其聚结，从 而有利于提高分散度。同时，CMC和聚合物分子长链起堵 孔作用，使滤失量降低。
➢加入一些极细的胶体颗粒堵塞泥饼孔隙，降低泥饼的渗透性， 提高抗剪切力。
➢采用高效成膜水基钻井液。该类水基钻井液在页岩等类地层 的井壁表面形成膜，阻止滤液进入地层，在稳定井壁方面有 类似于油基钻井液的作用。
项目四：钻井液的滤失和润滑性
钻井液常规钻井液常规性能分析按照 API推荐的试验程序
• 一手持漏斗 ,并用手指堵住管口,将充分搅拌的钻井液过筛网注入漏斗700 (用量杯两端各量一• 将量杯 500 的一端朝上，置于漏斗管口下，另一手持秒表，准备测量。
• 放开堵住管口的手指，同时开动秒表，记下流满 500 量杯时所有的时间，即为钻井液的粘度。
5⒊ 将刚搅拌过的钻井液（约 350ml）倒入样品杯，立即置于托盘上，上升托盘使液面至外筒刻度线处，固定好托盘，注意样品杯底与外筒底之间的距离不应小于1.3cm。
⒋ 从高速到低速进行测量，待刻度盘平稳后，记下各转速下的刻度盘读数。
⒌ 静切力测量先将流体用 600 r／min搅拌1分钟，然后静止1分钟，用3 r／min测量，读得的刻度盘最大值乘以0.511,即为初切力θ 1 。
再将流体用 600 r／min下搅拌1min,静止10min，用上述方法测量和计算，即得终切力θ 10 。
⒍ 数据处理 :mPasPasn(lmin) Pa(10min) Pa塑性粘度Pas表观粘度Pas流性指数(三) 实验要求⒈ 按下表记录数据读数流体Φ600Φ300Φ200Φ100Φ6Φ3油高分子溶液钻井液⒉ 计算、、、n、K、、，绝对粘度、极限高剪粘度，卡森动切应力。
⒊ 在同一张座标纸上绘制三种流体的实际流变曲线并指出它们各属何种流体。
⒋ 对钻井液按宾汉、幂律、卡森模式进行计算，并分别绘制流变曲线。
对绘制的理论曲线与实际流变曲线相比较，所测钻井液的实际曲线与哪种模式相近。
四、钻井液的滤失量、泥饼厚度及 pH值的测定钻井液滤失量的测定，对钻井液的控制及处理将起到重要作用。
该性能不仅受到钻井液中固相含量以及一些物理及化学方面的影响。
同时也将受到温度及压力变化的影响，因此，通常需要测量室温低压下滤失量及高温高压下的滤失量。
这里我们只介绍测量室温低压下的滤失量，若在生产实际中需要测高温高压下的滤失量。
可参阅有关资料。
（ 1）测量仪器六联 (或ZNS)型气压失水仪,如图2.4气源输入部件由盖⑴、气瓶⑵和通气⑶组成（六联失水仪用钢瓶供气）。
钻井液性能及其测试
常用的加重剂
重晶石（BaSO4）(ρ =4.2～4.6) 石灰石（CaCO3）(ρ =2.7～2.9) 菱铁矿（Fe CO3） (ρ =3.7～3.9) 方铅矿（PbS）(ρ =7.5～7.6) 钛铁矿（FeTiO3）或[TiO2·Fe2 O3] (ρ >3.0) 铁矿粉（Fe2 O3）(ρ =4.9～5.3)
降低钻井液含砂量量有效的方法：
充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备， 对钻井液的固相含量进行有效的控制
六、钻井液的固相含量
钻井液中全部固相的体积占钻井液总体积 的百分数
固相的组成： 膨润土，石英、长石、重品石，造浆率极 低的粘土 固相含量的高低以及这些因相颗粒的类型、 尺寸和性质均对钻井时的井下安全、钻井速 度及油气层损害程度等有直接的影响
钻井液性能及其测试
钻井液常规性能包括： 密度、pH值、含砂量、固相含量 流变性（漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切 力、静切力等） 滤失造壁性（滤失量、滤饼厚度、滤饼性能等） ……
一、钻井液密度 1.钻井液密度及其在钻井作业中的重要性
1.1 密度（Density） 单位体积钻井液的质量 最常用符号：ρ 最常用单位：g/cm3 1.2 泥浆比重(Mud Weight) 在钻井工程上，钻井液密度 = 泥浆比重
在实际应用中，大多数钻井液的pH值要求控制在 8～11之间，即维持一个较弱的碱性环境。这主要 是由于有以下几方面的原因：
铁可减人轻王对进钻喜具跳的入腐泥蚀浆；池（碱性）搅拌泥浆
可预防因氢脆而引起的钻具和套管的损坏；
有相当多的处理剂需要在碱性介质个才能充分发 挥其效能，如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处 理剂
某泥浆比重为1.3，即密度为1.3 g/cm3
钻井液滤饼物性参数测量研究进展
钻井液滤饼物性参数测量研究进展钻井液在石油钻井过程中起着重要作用，它不仅协助钻头钻进地层，而且还能够冷却和润滑钻头、稳定井壁等，也可以用于输送钻屑和维持井底压力。
由于钻井液在钻井过程中扮演着至关重要的角色，因此人们需要对钻井液进行定量化分析，这能够帮助石油开采公司更好地了解钻井液的物性参数，提高钻井质量和效率。
本文将介绍钻井液滤饼物性参数测量研究进展。
钻井液滤饼是指在岩心取样和钻井过程中，在井筒周围沉积的固态颗粒物。
测量钻井液滤饼物性参数对于了解岩心成分及其物理特性至关重要。
测量过程中涉及到的参数主要包括：1. 滤饼层析：滤饼层析是指在滤饼层中存在多个不同的尺寸颗粒物的情况，这会影响钻头的穿透能力。
通过测试不同颗粒物的分布情况，可以确定滤饼的层析情况。
2. 孔隙度：孔隙度是指物质中的空隙或孔隙占总体积的百分比。
钻井液滤饼的孔隙度主要决定了其渗透率，从而影响钻头在岩石中的穿透能力。
3. 粘度：钻井液滤饼的粘度对其流动性能有很大的影响。
通常情况下，钻井液滤饼的粘度越高，其穿透性越低。
4. 厚度：钻井液滤饼的厚度对井壁稳定性和钻头穿透能力有着至关重要的作用。
通过测量钻井液滤饼的厚度，可以了解井壁的稳定性，进而采取相应措施。
在传统的测量方法中，人们通常使用砂岩模拟器进行实验。
然而，由于砂岩模拟器不能完全模拟真实岩石中存在的不同尺寸的颗粒物，因此导致传统方法的局限性。
近年来，基于纳米技术的测量方法被广泛应用于钻井液滤饼物性参数的研究中。
纳米技术是近几十年来迅速发展起来的一项技术，它可以精确测量物质的微观特性，包括粒度、表面电荷、电化学行为、热力学特性等。
通过运用纳米技术，人们可以更加准确地测量钻井液滤饼中不同成分的物性参数，从而提高岩石勘探的效率和准确性。
总之，测量钻井液滤饼物性参数对于科学准确地钻探地下石油储藏具有非常重要的意义。
在传统方法的基础上，基于纳米技术的新方法将会是未来的研究方向，这也将会使得钻井液滤饼物性参数的研究更加准确和科学。
测定钻井液泥饼粘附系数共24页文档
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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第四章 钻井液的滤失和润滑性能
2019/9/12
石油工程学院
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瞬时滤失特点： 时间短（t < 2秒) 、井底岩石表面尚无泥
饼，滤失速率很高，亦称初滤失。主要是向井 底失水。
时间短而量大，伴有少量泥浆渗失。存在 于整个钻井过程中。
石油工程学院
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温度和压力差对钻井液滤失量有很大影响。可分低 温低压滤失量(或称为API滤失量)和高温高压滤失量。
滤失量的评价，国内外通常采用API滤失量，在规定 的压力差下以通过一定的渗滤断面(通常用滤纸作为渗 滤介质）30min内的滤失量来衡量，单位为m1／30min。
2019/9/12
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石油工程学院
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（7）泥饼的压实性和渗透性 滤失量测定的结果往往是泥饼厚滤失量大，泥饼
薄滤失量小，这主要是因为厚泥饼的渗透性大，薄泥 饼的渗透性小。泥饼的渗透性是决定因素。泥饼的渗 透性取决于泥饼中固相的种类，固相颗粒的大小、形 状和级配，处理剂的种类和含量，以及过滤压差等。
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响泥饼的渗透率。
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胶体种类、数量及颗粒尺寸影响泥饼渗透率。例 如在淡水里膨润土悬浮液的泥饼有极低的渗透率。因 为粘土是扁平小片、薄膜状特点，使这粘土能在流动 的垂直方向将孔隙封死。
在钻井液加入沥青，当沥青是胶体状态时具有控 制滤失的效果。油基钻井液通过使用乳化剂来形成油 包水乳化液、体系中细小且稳定的水滴像可变形的固 相，产生低渗透率泥饼，控制滤失量。
2019/9/12
测定钻井液泥饼粘附系数
测定滤液中的Cl–含量
4、加入2∼3滴酚酞指示剂； ①、如果滤液呈粉红色，可用移液管逐滴加入0.02 Mol/L的HNO3，同时摇荡，直到颜色消失； ②、如果滤液颜色呈深红色，可加入2ml0.02mol/L 的H2SO4或HNO3溶液，同时摇荡，然后加1gCaCO3，并摇匀。
5、再加入25∼50ml蒸馏水和5 ∼10滴K2CrO4溶液；
测定滤液中的Cl–含量
当量浓度(N)=mg当量数/V(ml) 所以： mg当量/1ml=当量浓度x V(ml) Cl¯=C(AgNO3) •V(AgNO3)•35.45•1000/ V滤液(ml)(mg/L) NaCl含量=1.65 ×Cl¯含量(mg/L)
Cl¯ /NaCl= 35.45/(23+35.45)= 35.45/58.45
(一)、仪器结构及工作原理 1、结构：主要由外壳、滑板、数字显示器、传动机构
及微电机
等组成。
2、工作原理： 在滑块倾斜的条件下，放在滤饼上的滑块受向下的重力 作用，当克服粘滞力后开始滑动。
二、测定钻井液滤饼粘附系数(滑块测定) (NZ—3A型仪器)
(二)、准备工作 1、滤饼粘滞系数仪一套； 2、中压滤失滤饼； 3、棉纱一块；清水一桶。 (三)、测定步骤： 1、穿好工服，检查准备情况； 2、接通电源，按下清零按钮，使数字管显示零位； 3、调整螺钉，使滑板水平； 4、将滤饼小心地放在滑板平面上； 5、将滑块轻轻的放在滤饼上，静置一分钟；
测定钻井液中膨润土含量
4、5mol/L的稀硫酸： 10ml；
5、150ml的锥形瓶：
6、25ml的酸式滴定管： 7、滴定架： 8、3ml的注射器： 9、20ml、50ml的量筒：
2只；
1只； 1台； 1支； 各1只；
滤失量测定
3 滤失量测定3.1 概述3.1.1 钻井液的滤失性能和造壁性能的测定与滤液的性能，如油、水或乳状液含量的测定一样，对钻井液的控制和处理是重要的。
3.1.2 这些性能受到钻井液中的固相类型和含量以及它们之间的物理和化学作用的影响，而这些物理和化学作用又受到温度和压力的影响。
因此，在低温低压和高温高压两种条件下进行试验，而各自需要不同的仪器和技术。
3.2 低温低压试验3.2.1 低温低压试验用仪器a)滤失仪：主体是一个内径为76.2mm，高度至少为64.0mm的筒状钻井液杯。
此杯石油耐强碱溶液的材料制成，并被装配成加压介质可方便地从其顶部进入和放掉。
装配时在钻井液杯下部底座上放一张直径为90mm的滤纸。
过滤面积为（4580±60）mm2。
在底座下部安装由一个排出管，用来排放滤液至量筒内。
用密封圈密封后，将整个装置放置在一个支撑架上。
压力可用任何无危险的流体介质来施加，气体或液体均可。
加压器上应装上压力调节器，以便由便携式气瓶、小型气弹或液压装置等来提供压力。
为获得相关性好的结果，必须使用一张直径为90mm的Whatman No.50或S&S No.576或相当的滤纸。
注：使用小型或过滤面积为一半的滤失仪所得结果与使用标准尺寸滤失仪所得结果不会有直接的相关关系。
b)计时器：时间间隔为30 min。
c)量筒：10cm3 或25cm3。
3.2.2 低温低压滤失量测定程序3.2..2.1 要确保钻井液杯各部件，尤其是滤网清洁干燥，也要保证密封垫圈未变形或损坏，将钻井液注入钻井液杯中，使其液面距顶部至少13mm（以减少二氧化碳对滤液的污染），而后放好滤纸并安装好仪器。
3.2.2.2 将干燥的量筒放在排出管下面以接收滤液。
关闭减压阀并调节压力调节器，以便在30秒或更短的时间内使压力达到（690±35KPa）。
在加压的同时开始计时。
3.2.2.3 到30min后，测量滤液的体积。
关闭压力调节器并小心打开减压阀。
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6.泥饼的摩擦系数• 源自井液形成的泥饼表面上 有一定的粘滞性，当一物 体在其表面产生相对运动 时，会受到一定的摩擦阻 力，这个摩擦阻力称为泥 饼的摩擦系数
7.API滤失仪和HTHP滤失仪结构
二 滤失性与钻井的关系
1 渗滤压力与滤失量的关系
由方程看，Vf∝P0.5但其前提条件是 K 不发
生变化，而实际中，由于使用优质搬土配浆，K随
5 将量筒挂架卡在液杯盖上，再把 干燥、洁净的量筒卡在量筒挂 架上。打开气瓶手柄，调节减 压阀，使压力预达0.6 MPa。 6 迅速将防空阀退回三圈，调节减 压阀，使压力达到并保持O.7 MPa,待第一滴液体流出时，启 动秒表开始计时。 7 待滤失时间达到7.5min时，取下 量筒，读取滤失量。 8 将气瓶上的手柄关闭，调压阀手 柄逆时针方向旋转至自由位置， 同时逆时针方向旋转滤失仪调 压阀，使之呈自由状态。
三）技术要求 1 钻井液杯内钻井液注入量为240mL左右。 2 测定用气多用二氧化碳、氮气或空气，禁用氧 气和氢气。 3 测定时要严格按操作顺序，测完后应先关闭气 源排掉余气，然后再拆卸仪器。 4 测定时间为7.5 min时，读取的滤失体积和量取 的滤饼厚度都要乘以2作为测量结果。若测定时间 为30min，读取的滤失体积和量取的滤饼厚度就是 所测钻井液的滤失量和滤饼厚度。
二）操作步骤 1 接通电源，将恒温器调至中等温度范围半小时 左右，将温度计插入测试孔，预热加温杯至155℃， 调整恒温器保持恒温。 2 松开钻井液杯上的紧固螺钉，取下钻井液杯盖， 拧紧钻井液杯及钻井液杯盖上的连通阀杆，将搅 拌好的待测钻井液倒人钻井液杯至刻度线处。 3 将滤纸仔细平放在钻井液杯的“0”形圈上，依 次把钻井液杯盖装上并用紧固螺钉紧固。 4 检查上下连通阀是否旋紧，将钻井液杯倒置于 加热杯内(由定位销定位)。
C 使用不分散性处理剂时可适当放宽，使用分散性处 理剂时要从严 D 钻井液矿化度高者可放宽，钻井液矿化度小应从严。
5 对滤失性的一般要求
⑴在钻开油气层时，应尽力控制滤失量，以减轻对油气层的 损害。
⑵钻遇易坍塌地层时，滤失量需严格控制，API滤失量最好 不大干5ml。 ⑶对一般地层，API滤失量应尽量控制在10m1以内。 ⑷要注意提高滤饼质量，尽可能形成薄、韧、致密及润滑性 好的滤饼，以利于固壁和避免压差卡钻。 ⑸加强对钻井液滤失性能的检测，常规测试4h一次。
泥饼。 测滤失时，滤纸上附着一层泥饼，其标准以厚 薄来衡量，用符号“K”表示，单位“mm”。 ⑵泥饼质量要求：薄、韧（性）、致密（渗透率低）、润 滑性好。
⑶过滤介质：2层，地层和泥饼；初期地层起作用，后期
泥饼起作用（泥饼渗透率更低）。
⑷形成优质泥饼的条件
合理的粒子级配；粒子具有较厚的水化膜并具有很 好变形性；高分子的使用会给粒子带来较厚的水化膜并利 用自身封堵孔隙，同时，多点联接，增加泥饼的韧性。 ⑸ 泥饼形成过程 在滤失过程中，钻井液中的固体颗粒在井壁岩层中的 堆积一般形成三个过滤层，即瞬时滤失渗入层，瞬时滤失 时细颗粒渗入深度可达25～30 mm；架桥层，较粗的颗粒 在岩层孔隙内部架桥而减小岩层的孔隙度，或称为内泥饼； 井壁表面形成具有一定渗透性的外泥饼。
3.4 钻井液滤失量和泥饼粘附系数 的测定
樊路军
李鹏世
学习目标
1 会安全测定钻井液API和HTHP滤失量； 2 能够根据现场的工艺要求采取有效措施降低钻 井液滤失量； 3 能够测量钻井液滤饼的厚度和粘附系数。
一 滤失的相关概念
1 滤失：流体中的自由水在压差的作用下过滤渗透 到地层中去这种现象。滤失的多少称为滤失量， 过滤介质称为泥饼。 2 滤失性：指钻井液是否易于滤失进地层的性质。 3 衡量滤失性的指标：指滤失量的大小和泥饼的质 量。
4 滤失的分类
• ①静滤失:钻井液在井内静止条件下的滤失作用。 • ②动滤失:钻井液在井内循环条件下，即泥饼形成 和破坏达到动态平衡时的滤失作用。在一定剪切 速率下测定的滤失量，称为动滤失量(动失水量)。 • ③瞬时滤失:在钻井过程中，地层被钻开，泥饼在 未形成之前，钻井液中的大量水分在短时间内迅 速渗入地层，这种情况下的滤失作用称为瞬时滤 失。
问题探究：
1.钻井工艺对滤失量和泥饼质量有哪些基本要求？
• 泥饼质量高，具有润滑作用，有利于防止粘附卡钻，有利 于井壁稳定，防止地层坍塌与剥蚀掉块。钻井液滤失量过 大，泥饼厚而虚，会引起一系列问题。如： • ①易造成地层孔隙堵塞损坏油气层，滤液大量进入油气 层，会引起油气层的渗透率等物性变化，降低产能； • ②泥饼在井壁堆积太厚，环空间隙变小，泵压升高； • ③易引起泥包钻头，下钻遇阻、遇卡或堵死水眼； • ④在高渗透地层易造成较厚的泥饼而引起阻卡，甚至发 生压差卡钻； • ⑤电测不顺利，并且由于钻井液滤液进入地层较深，水 侵半径增大，若超过测井仪所测范围，
2 钻井对钻井液滤饼摩擦系数有哪些基本要求
摩擦系数太大，将对钻具产生较大摩擦阻力，且易 粘附卡钻，起下钻遇阻，对钻具磨损严重。因此，滤饼摩 擦系数越小对钻井越有利。为降低滤饼摩擦系数可加入润 滑剂，如钻井液中混入一定量原油、加入高分子聚合物 (如聚丙烯酰胺)等。
3 在钻进过程中如何降低失水量？
在钻达生产层、易垮塌及易吸水膨胀的地层，或渗 透性较好、滤饼较厚及易产生滤饼卡钻的井段，需要严格 控制钻井液的失水量。 ①加入降滤失剂（降失水剂）。现场一般用混合漏斗将降 滤失剂直接加入钻井液或在钻井液槽撒入钻井液。为了提 高处理剂的抗温能力，还可把Na—CMC与某些表面活性剂 混合使用。 ②混油（加入原油、柴油或原油与柴油混合物）。
(6) Lub-GB • 它是一种玻璃微珠，用做钻井液的固体润滑剂，但易碎，造成对 设备的研磨。其用量为3.0％～5.0％。 (7)聚合醇类(Polyglycol and Polyalcohols) • 聚合醇类是聚乙二醇和聚合醇类化合物，主要用于聚合醇钻井液 体系，也可有效地提高其他钻井液体系的润滑性能和井壁稳定性。聚 合醇的浊点是指一特定温度，当温度低于此温度时，此产品能以任意 比例溶于水中；而在高于这个温度时，它将在水中呈不溶解状态，以 小微珠的形态分布在整个体系中。它在浊点以下温度为透明的类似油 状的液态。聚合醇类对环境和人体无害。在聚合醇钻井液中，其使用 的浓度应根据室内试验确定，在其他钻井液中作为润滑剂的用量范围 为3.0％～5.0％。 (8)石墨粉(Lub-G) • 它是一种改性石墨粉，用于改善钻井液和泥饼的润滑性，其加量 范围为2.0％～3.0％。
.测定钻井液API滤失量 （二）操作步骤 1 把支架平稳地放在工作台上，然后把减压阀部分插入并 紧固在支架上。 2 将调压手柄旋入阀体上，将手柄调至自由位置，顺时针 方向旋紧放气阀杆，关闭外界通道。 3 将气源调节阀连接在气瓶上，调节手柄至自由位置，将 高压胶管两端连接在气瓶调节阀及滤失仪高压阀上。 4 取出滤失仪液杯，用手指堵住液杯小孔，将充分搅拌的 钻井液注入液杯内至刻度线处(注入量为240 mL)，装入 “O”形密封圈、滤纸，盖好杯盖，旋紧后将液杯输气头 装入阀体输出端，卡紧。
2.润滑剂
(1) Lub-1
它是由一些烷烃化合物和一些表面活性剂配成的淡黄色油类液体，作为油基类 润滑剂用于所有的水基钻井液。它是一种有效的润滑剂，可大幅度降低钻柱 的上提拉力和扭矩。它可直接加入钻井液，其用量范围为1.0％～3.0％。 (2) Lub-2 它是一种醇胺类化合物，用于水基钻井液的无环境污染、无荧光的润滑剂。 它可生物降解，对环境安全。琥珀色清亮液体。其用量范围为1.0％～3.0％。 (3) Lub-3 它是一种矿物油和金属盐类的混合物。用量范围为1.0％～3.0％。 (4)Lub-JY 它是烷烃油类与表面活性剂配制的混合物。用做水基钻井液的极压润滑剂。 它是一种白至浅黄色的油类产品。其用量为2.0％～3.0％。 (5) Lub-PB • 它是苯乙烯一二乙烯苯的小微珠，用做水基钻井液的固体润滑剂以降低井筒 的提升阻力和扭矩。商业产品分为粗、中、细三种。这种塑性固体微珠具有 很高的抗压和抗撞击强度，并具有化学惰性，不与水及钻井液添加剂反应。 其颜色为微白至微黄。使用相应目数的振动筛筛布可将其回收。其用量范围 为5.0％～8.0％。
（3） 瞬时滤失
特点： 无泥饼、滤失速率高，固、液同时失去，所 以，瞬时滤失有时是浑浊的液体，有细小的固相 颗粒被失去。
⑷ 动、静滤失的区别
A 泥饼----动薄而静厚。
B 渗透率---静小而动大。
C 滤失量---静小而动大。
5 泥饼
⑴定义：因液柱与地层的压差作用，在滤失的同时，粘土颗
粒在井壁上形成一层粘土与处理剂的堆积物，此堆积物叫
4.在混油工艺中需要注意哪些要点？
①先将基浆处理好再混油。基浆的粘度以低一些为宜， 基浆中应含有一定数量的处理剂(如煤碱液、CMC、铁铬盐 等)。 ②混油量(原油或原油与柴油混合)以10％～20％为宜， 有时高达30％。原油宜选用粘度较小，杂质、水分及可溶 性盐类较少者。 ③混油时要逐步加入，尤其是重钻井液混油应该注意严 防因密度突然下降而发生井下事故。 ④混油过程中应保侍较大的泵排量，充分循环使混入的 油类混合均匀。
(8).磺甲基褐煤(SMC) (9).聚丙烯腈铵盐(NH4一HPAN) (10).腐殖酸钾(KHm) (11). HMPa (12). JT-888 (13). RSTF (14). CAT-FL
二 常用的润滑剂 1 惰性固体润滑剂 由滑动摩擦变成滚动摩擦，减小接触面积。 如玻璃小球、塑料小球、石墨、沥青（降摩阻系 数等）。 2 液体润滑剂 矿物油、植物油、表面活性剂
拓展知识：
1. 降滤失剂 (1).低粘度和中粘度羧甲基纤维素(CMCLV，CMCMV) (2).改性淀粉(Starch—M) (3).预胶化淀粉(Starch—PG) (4).羧甲基淀粉(Starch—CM) (5).羟丙基淀粉(Starch—HP) (6).磺甲基酚醛树脂(SMP) (7).磺化酚醛树脂一磺化褐煤(SPNH)