3.4 钻井液滤失量和泥饼粘附系数的测定解析

6.泥饼的摩擦系数
• 钻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 P的增加而降低，因此，压力对滤失量无影响或影 响较小。
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。
(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
3 滤失性与钻井工作的关系？
泥饼厚
滤 失 性
滤失量大
接触面积大、摩擦 阻力大、功率消耗 大或卡钻
井径降低，下钻遇 阻、压力激动，坍 塌
井壁吸水膨胀，缩 径卡钻
破碎性地层，掉块卡钻
储层渗透率下降
泥饼：薄、 磨阻小
泥饼：致 密、韧
4 确定滤失量指标时的原则 A 井浅时可放宽，井深时应从严 B 钻裸眼时间短时可放宽，钻裸眼时间长须从严 C 使用不分散性处理剂时可适当放宽，使用分散性处
（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 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）。
2 滤液粘度及温度对滤失量的影响 Vf∝1/μ0.5，凡是有利于增加液相粘度的都
有利于降低滤失量，如高分子处理剂可提高液相粘 度。
温度不单影响液相粘度，还会出现某些高温 现象（高温解吸附、高温分散等），这些现象，对 包括滤失量在内的流变性会产生巨大的影响，因此， 一种新型体系的钻井液必须要经过高温检测，确定 其抗温性能。
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。
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；
（1）静滤失
特点： A 泥饼——逐渐增厚，渗透率逐渐降低，前期 厚度增加的速率大于后期。 B 滤失量——逐渐降低。
⑵ 动滤失
特点： A 泥饼 ——在形成和流体冲蚀的两个相反过 程中，泥饼由薄逐渐增厚直至稳定---单位时间内 形成和失去的速率相等，也是渗透率由大到小直至 稳定的过程。 B 滤失量——滤失速率有大到小直至稳定
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
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。
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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。
②混油（加入原油、柴油或原油与柴油混合物）。
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。