钻井液的滤失与造壁性和润滑性
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在钻井液中必须有大、中、小各种颗粒，并有合 理的分布。钻井液中必须含有比被钻地层最大孔 隙小的和直到相当于地层最大孔隙尺寸三分之一 的桥堵颗粒。这样有利于尽快桥堵刚钻开地层的 大孔隙，减少瞬时滤失量。另外，钻井液必须含 有尺寸由大到小、直至小到相当于溶胶颗粒的一 系列颗粒。这样在钻井过程中，由大到小的颗粒 相继桥堵由大到小的孔隙，如此循序渐进，孔隙 越堵越小，滤饼越来越致密，其渗透性越来越小。 钻井液中的固相颗粒大小分布越合适，形成致密 滤饼的时间就越短，滤饼渗透性越低。
2、钻井液的滤失及滤饼的形成
在钻井过程中钻井液的滤液损失是必然的，通 过滤失可形成滤饼保护井壁。但是钻井液滤失量 过大，易引起泥岩、页岩膨胀和坍塌，造成井壁 不稳定。此外，滤失量增大的同时滤饼增厚，其 危害是使井径缩小，给旋转的钻具造成较大的扭 矩，起下钻时引起抽吸和压力波动，易造成压差 卡钻。因此，适当地控制滤失量是钻井液的重要 性能之一。
由静滤失方程可知，单位面积上滤失量的 大小与滤饼的渗透率、滤饼两侧的压差、 渗滤时间、滤液粘度以及钻井液中固相的 类型和数量等因素有关。其中渗滤时间和 压差是与滤饼本身性质无关的操作条件因 素。提高滤液粘度虽可降低滤失量，但这 与钻井液流变性要求是矛盾的。因此，可 以说调整钻井液滤失量大小的主要途径是 调整滤液的渗透率。
这一使钻井液中的颗粒在井壁和地层中形 成以下三种分布。
①井壁上的外滤饼；
②进入地层的颗粒形成的内滤饼；
③钻井液瞬时滤失时形成的初损侵入带， 这些颗粒经过运移将阻塞地层孔隙伤害产 层。
因此，要形成低渗透率、滤失量小的滤饼， 在钻井液配制时必须具备两个条件：
（a）合理的多级分散的颗粒分布：
⑵滤饼形成过程
在现场是利用滤失量测定仪来测定滤失量的。测定中， 在浆杯中的钻井液经过滤纸而流出。在滤饼形成前滤液 流出的速度较快，1～2秒钟后，滤液流出的速度渐渐变 慢，经过一定趋于匀速。滤饼形成前经过滤纸的滤失称 为瞬时滤失（也称初损），此间的滤失量称为瞬时滤失 量。在钻经渗透性的地层时也存在这一过程。为减少瞬 时滤失量，钻井液中需要含有适当大的固相颗粒来桥堵 岩石孔隙，当这些较大的颗粒在岩石孔隙喉处形成桥堵 后，较小的颗粒再堵塞在较大颗粒之间所形成的孔隙中， 一直进行下去，直至小的溶胶颗粒将滤饼的小孔隙堵死， 这时只有水分才能渗入地层。
1、钻井液滤失和造壁性的概念
水作为钻井液的连续相，钻钻井液体系中以三种 形态存在，即吸附水、化学结晶水和自由水。钻 井过程中，在液柱压差作用下，钻井液中的自由 水通过可渗透地层和地层裂缝或空隙向地层渗透， 称为钻井液的滤失作用。通常用滤失量或失水量 来表示滤失性的强弱。钻井液滤失的两个前天条 件是，存在压差和裂隙或空隙性的岩石。在滤失 过程中，随着钻井液中的自由水进入地层，钻井 液中的悬浮固相颗粒便附着在井壁上形成滤饼， 这便是钻井液的造壁性。井壁上形成滤饼后，渗 透性减小，阻止或减慢了钻井液继续侵入地层。
②提高滤液粘度
由静滤失方程可知，滤失量与钻井液的滤 液粘度的二分之一次方成反比。高分子降 滤失剂加入钻井液中可提高滤液粘度，使 滤失量降低。但值得注意的是，粘度升高 会使钻速降低。固一般要求降滤失剂不要 大幅度地增加粘度。
值得注意的是，降滤失剂在钻井液中的浓 度必须足够高，以利于拆散的粘土颗粒包 围起来。这样一方面给粘土颗粒表面带来 较高的负电荷密度，提高ζ电位，增大颗粒 间的斥力；另一方面因水化基团的水化作 用而形成较厚的水化膜，使粘土颗粒不易 合并变大。如果加入的降滤失剂低于保护 作用所需的浓度时降滤失剂不但对胶体颗 粒没有保护作用，反而会使粘土颗粒更容 易聚沉。
钻井液的滤失量与地层的渗透率密切相关。 但钻井液发生滤失的同时就有滤饼形成， 钻井液再发生滤失时，必须经过已经形成 的滤饼。因此，决定滤失量大小的主要因 素是滤饼的渗透率。如何形成渗透率的高 质量滤饼，阻止钻井液的进一步滤失，是 钻井过程中首要考虑的问题。
⑴静滤失方程
钻井液的滤失可分为瞬时滤失、静滤失和 动滤失。瞬时滤失在整改滤失过程中占的 比重较小；动滤失比较符合井下情况，但 现场是难以测定的；静滤失尽管与实际情 况有一定差距，但评价方法简单，能很好 地反映钻井液滤失的性能。因此，通常用 静滤失方程来描述静滤失量：
（b）胶体颗粒类型：
滤饼渗透性的高低不仅与钻井液中所含胶 体及细颗粒的尺寸分布、数量有关，而且 更与胶体颗粒类型密切相关。如果胶体颗 粒扁平，水化性好，则在压力作用下容易 变形，形成的滤饼渗透率自然就低。
3、降滤失剂的作用机理
降滤失剂是指能降低钻井液滤失量的化学 处理剂。降滤失剂多为水溶性高分子化合 物，它们可通过下列途径降低钻井液的滤 失量。
1、滤失性能主要是指钻井液滤失量的大小 和所形成的滤饼质量。
2、润滑性能包括钻井液自身的润滑性能和 所形成滤饼的润滑性能。
钻井液的滤失性和润滑性都与滤饼质量有 关。
一、钻井液的滤失与造壁性
钻井液的滤失与造壁性能在钻井过程中是 非常重要的，也是影响钻井速度的主要因 素，因此必须控制钻井液的滤失性能和滤 饼质量。
钻井液的滤失与造壁性和润滑
中原钻井三公司 刘俊章
长期以来，人们以把控制钻井液的滤失量 视为良好作业的一部分。过高的扭矩和摩 阻，压差卡钻以及产层伤害。
控制钻井液的滤失性能不仅指的是控制单 位面积在单位时间的滤失量，还包括形成 滤饼的质量。人们对滤失速率注意较多， 而对滤饼质量却注意较少。
定义
①稳定胶 布，同时要求具有较多的细粘土颗粒。滤 失量大的钻井液一方面是粗颗粒多，另一 方面是细颗粒已絮凝为粗颗粒，体系中溶 胶细颗粒（<100um）较少。这种粗颗粒多 而细颗粒少的钻井液所形成的滤饼疏松而 孔隙大，故滤失量大。
降滤失剂是在水中能解离出负电基团的高 分子化合物。它一方面可吸附在粘土表面 上形成吸附层，以阻止粘土颗粒絮凝变大； 另一方面能把钻井液循环搅拌作用下所拆 散的细颗粒通过吸附稳定下来，不再粘结 成大颗粒。这样就能保证足够量的细颗粒 比例，从而使钻井液能形成薄而致密的滤 饼，降低滤失量。这种作用也称为护胶作 用。
2、钻井液的滤失及滤饼的形成
在钻井过程中钻井液的滤液损失是必然的，通 过滤失可形成滤饼保护井壁。但是钻井液滤失量 过大，易引起泥岩、页岩膨胀和坍塌，造成井壁 不稳定。此外，滤失量增大的同时滤饼增厚，其 危害是使井径缩小，给旋转的钻具造成较大的扭 矩，起下钻时引起抽吸和压力波动，易造成压差 卡钻。因此，适当地控制滤失量是钻井液的重要 性能之一。
由静滤失方程可知，单位面积上滤失量的 大小与滤饼的渗透率、滤饼两侧的压差、 渗滤时间、滤液粘度以及钻井液中固相的 类型和数量等因素有关。其中渗滤时间和 压差是与滤饼本身性质无关的操作条件因 素。提高滤液粘度虽可降低滤失量，但这 与钻井液流变性要求是矛盾的。因此，可 以说调整钻井液滤失量大小的主要途径是 调整滤液的渗透率。
这一使钻井液中的颗粒在井壁和地层中形 成以下三种分布。
①井壁上的外滤饼；
②进入地层的颗粒形成的内滤饼；
③钻井液瞬时滤失时形成的初损侵入带， 这些颗粒经过运移将阻塞地层孔隙伤害产 层。
因此，要形成低渗透率、滤失量小的滤饼， 在钻井液配制时必须具备两个条件：
（a）合理的多级分散的颗粒分布：
⑵滤饼形成过程
在现场是利用滤失量测定仪来测定滤失量的。测定中， 在浆杯中的钻井液经过滤纸而流出。在滤饼形成前滤液 流出的速度较快，1～2秒钟后，滤液流出的速度渐渐变 慢，经过一定趋于匀速。滤饼形成前经过滤纸的滤失称 为瞬时滤失（也称初损），此间的滤失量称为瞬时滤失 量。在钻经渗透性的地层时也存在这一过程。为减少瞬 时滤失量，钻井液中需要含有适当大的固相颗粒来桥堵 岩石孔隙，当这些较大的颗粒在岩石孔隙喉处形成桥堵 后，较小的颗粒再堵塞在较大颗粒之间所形成的孔隙中， 一直进行下去，直至小的溶胶颗粒将滤饼的小孔隙堵死， 这时只有水分才能渗入地层。
1、钻井液滤失和造壁性的概念
水作为钻井液的连续相，钻钻井液体系中以三种 形态存在，即吸附水、化学结晶水和自由水。钻 井过程中，在液柱压差作用下，钻井液中的自由 水通过可渗透地层和地层裂缝或空隙向地层渗透， 称为钻井液的滤失作用。通常用滤失量或失水量 来表示滤失性的强弱。钻井液滤失的两个前天条 件是，存在压差和裂隙或空隙性的岩石。在滤失 过程中，随着钻井液中的自由水进入地层，钻井 液中的悬浮固相颗粒便附着在井壁上形成滤饼， 这便是钻井液的造壁性。井壁上形成滤饼后，渗 透性减小，阻止或减慢了钻井液继续侵入地层。
②提高滤液粘度
由静滤失方程可知，滤失量与钻井液的滤 液粘度的二分之一次方成反比。高分子降 滤失剂加入钻井液中可提高滤液粘度，使 滤失量降低。但值得注意的是，粘度升高 会使钻速降低。固一般要求降滤失剂不要 大幅度地增加粘度。
值得注意的是，降滤失剂在钻井液中的浓 度必须足够高，以利于拆散的粘土颗粒包 围起来。这样一方面给粘土颗粒表面带来 较高的负电荷密度，提高ζ电位，增大颗粒 间的斥力；另一方面因水化基团的水化作 用而形成较厚的水化膜，使粘土颗粒不易 合并变大。如果加入的降滤失剂低于保护 作用所需的浓度时降滤失剂不但对胶体颗 粒没有保护作用，反而会使粘土颗粒更容 易聚沉。
钻井液的滤失量与地层的渗透率密切相关。 但钻井液发生滤失的同时就有滤饼形成， 钻井液再发生滤失时，必须经过已经形成 的滤饼。因此，决定滤失量大小的主要因 素是滤饼的渗透率。如何形成渗透率的高 质量滤饼，阻止钻井液的进一步滤失，是 钻井过程中首要考虑的问题。
⑴静滤失方程
钻井液的滤失可分为瞬时滤失、静滤失和 动滤失。瞬时滤失在整改滤失过程中占的 比重较小；动滤失比较符合井下情况，但 现场是难以测定的；静滤失尽管与实际情 况有一定差距，但评价方法简单，能很好 地反映钻井液滤失的性能。因此，通常用 静滤失方程来描述静滤失量：
（b）胶体颗粒类型：
滤饼渗透性的高低不仅与钻井液中所含胶 体及细颗粒的尺寸分布、数量有关，而且 更与胶体颗粒类型密切相关。如果胶体颗 粒扁平，水化性好，则在压力作用下容易 变形，形成的滤饼渗透率自然就低。
3、降滤失剂的作用机理
降滤失剂是指能降低钻井液滤失量的化学 处理剂。降滤失剂多为水溶性高分子化合 物，它们可通过下列途径降低钻井液的滤 失量。
1、滤失性能主要是指钻井液滤失量的大小 和所形成的滤饼质量。
2、润滑性能包括钻井液自身的润滑性能和 所形成滤饼的润滑性能。
钻井液的滤失性和润滑性都与滤饼质量有 关。
一、钻井液的滤失与造壁性
钻井液的滤失与造壁性能在钻井过程中是 非常重要的，也是影响钻井速度的主要因 素，因此必须控制钻井液的滤失性能和滤 饼质量。
钻井液的滤失与造壁性和润滑
中原钻井三公司 刘俊章
长期以来，人们以把控制钻井液的滤失量 视为良好作业的一部分。过高的扭矩和摩 阻，压差卡钻以及产层伤害。
控制钻井液的滤失性能不仅指的是控制单 位面积在单位时间的滤失量，还包括形成 滤饼的质量。人们对滤失速率注意较多， 而对滤饼质量却注意较少。
定义
①稳定胶 布，同时要求具有较多的细粘土颗粒。滤 失量大的钻井液一方面是粗颗粒多，另一 方面是细颗粒已絮凝为粗颗粒，体系中溶 胶细颗粒（<100um）较少。这种粗颗粒多 而细颗粒少的钻井液所形成的滤饼疏松而 孔隙大，故滤失量大。
降滤失剂是在水中能解离出负电基团的高 分子化合物。它一方面可吸附在粘土表面 上形成吸附层，以阻止粘土颗粒絮凝变大； 另一方面能把钻井液循环搅拌作用下所拆 散的细颗粒通过吸附稳定下来，不再粘结 成大颗粒。这样就能保证足够量的细颗粒 比例，从而使钻井液能形成薄而致密的滤 饼，降低滤失量。这种作用也称为护胶作 用。