3.4 钻井液滤失量和泥饼粘附系数的测定解析
《钻井液的滤失性》课件
3
同时，加强与其他领域的合作与交流，促进钻井 液技术的不断创新和发展，为石油工业的可持续 发展做出更大的贡献。
THANKS
05 案例分析
案例一：某油田的钻井液滤失性问题
背景
某油田在钻井过程中遇到了钻 井液滤失性过高的问题，导致 钻井效率低下，增加了钻井成
本。
问题分析
通过分析，发现该油田地层复 杂，存在大量微裂缝和孔隙， 导致钻井液滤失性过高。
解决措施
采用低滤失钻井液，优化钻井 液配方，降低滤失性。同时， 加强钻井液维护，定期检测滤 失性。
04 如何降低钻井液的滤失性
选择合适的钻井液
总结词
选择低滤失量的钻井液是降低滤失性 的关键。
详细描述
根据地层特性和钻井工程要求，选择 具有低滤失量、良好抑制性和优良润 滑性的钻井液，可以有效降低滤失性 。
控制钻井液的粘度
总结词
适中的粘度可以降低滤失性。
详细描述
粘度过高会导致滤失量增大，粘度过低则不利于携带岩屑和稳定井壁。通过调整钻井液的粘度，可以降低滤失性 。
调整钻井液的pH值
总结词
适当的pH值可以降低滤失性。
详细描述
在一定范围内，提高钻井液的pH值可以降低滤失量，但过高的pH值可能导致钻井液性能不稳定。因 此，需要根据实际情况调整pH值。
控制钻井液的密度
总结词
合理的密度可以降低滤失性。
详细描述
密度过高可能导致滤失量增大，密度 过低则不利于控制压力和稳定井壁。 通过合理控制钻井液的密度，可以降 低滤失性。
效果评估
经过改进，该油田钻井液滤失 性明显降低，提高了钻：某钻井液滤失性的成功降低
背景
某油田在钻井过程中遇到了钻井液滤 失性过高的问题，导致钻井效率低下 。
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。
石油化工技术专业《实验七-高密度钻井液的配制及其泥饼摩擦系数的测定》
实验七高密度钻井液的配制及其泥饼摩擦系数的测定一、实验目的要求1、掌握低密度钻井液ρ＝±cm3加重为高密度钻井液ρ＝±cm3的方法。
2、掌握泥饼摩擦系数测定仪的原理和使用方法。
二、实验仪器药品泥饼摩擦系数测定仪一套，钻井液常规测试仪器一套，搪瓷量杯，电动搅拌机、天平等，CMC溶液2～5%、FCLS2∶１１／５〕、重晶石等。
三、实验原理在钻进高压盐水层或高压油、气、水层时，为防止井下复杂事故的发生，都要适当增加钻井液的密度比重，通常根据需要参加一定量的加重剂来实现。
加重剂必须具备：本身密度大，属于惰性物，不与钻井液中的其它组分发生化学反响；本身强度低，磨损性小，易粉碎又不磨损泵的配件，且含可溶性盐类少。
常用的加重材料有：重晶石，钛铁矿粉、石灰石粉等。
我们这里使用的加重材料是重晶石粉。
它是最常用的一种以硫酸钡为主要成分的天然矿石加工而成，它的磨损性较小，密度较高～cm3，它可用作水基及油基钻井液的加重剂，可使其密度到达cm3以上。
由于加重剂的参加会使钻井液的粘度、切力增加，所以钻井液加重前需要控制固相含量，所需密度愈高，加重前的固相含量应愈低，粘度切力亦应愈低，还应根据钻井液的类型加以调控，加重钻井液时不能太猛，应逐步提高。
四、实验方法及步骤1、搬土原浆的配制在室温下冷水配制比重为左右的原浆，放置十天左右，使其性能根本稳定。
2、基浆的配制用1000ml 搪瓷量杯取已配好的原浆940ml ，在电动搅拌机搅拌下参加40mlFCLS 碱液和2%的CMC 溶液2021总体积1000ml ，搅拌10分钟，测其如下性能，记入附表：漏斗粘度T 、比重γ、Φ600、Φ300、初切τs1〕、终切τs10。
性能测定后，将所有钻井液回收，并准确测量其体积。
假设粘切过大，可再加处理剂调节。
3配制加重钻井液γ浆＝１５左右：准确计量基浆体积约700ml 左右即可，根据基浆体积按下式计算：浆重浆重基浆重晶石加量V W⨯⨯--=γγγγγ 克γ浆——所配重钻井液密度〔cm ３〕； V 浆——加重前基浆体积mlγ基——加重前基浆密度g/cm３γ重——加重剂密度g/cm ３〔取〕在上面已调整好的一定体积基浆中搅拌参加已称好的重晶石粉，然后搅拌15～30分钟，即得所配的加重钻井液。
钻井液质量标准
7 泥饼粘附系数 7.1 定义：泥饼表面有一定的粘滞性，当一物在其表面产 生相对运动时，将受到一定的摩擦阻力，这个摩擦阻力与 物体对滤饼施加的压力的比值称为滤饼的摩擦系数。 7.2 符号：Kf 7.3 法定计量单位：无因次 7.4 仪器及器皿 a.支架； b.粘滞系数测定仪； c.量筒：50mL； d.秒表：灵敏度为0.1秒； e.专用工具； f.扭矩扳手。
钻井液质量标准和性能检测方法
一、钻井液密度的测定 1 将密度计底座放置在水平台上。 2 用量杯量取钻井液，测量并记录钻井液温度。 3 在清洁的样品杯中充满待测的钻井液盖上杯盖，旋转杯盖至完 全盖严，使多余的钻井液从杯盖上小孔溢出，以排出样品杯中的气 体。 4 手持样品杯及杯盖,堵住盖上的小孔清洗并擦干样品杯的外表面。 5 将秤杆刀口置于底座的刀承上，沿刻度标尺移动游码，使其平 衡，当水平气泡位于两中点线之间时，秤杆达到平衡。 6 读出并记录游码靠样品杯一侧的刻度，即为所测的钻井液密度 读数。 二、密度计的校正 仪器需一个月校正一次，用清水校准，校准程序同5，20℃清水 的读数应为1.00g/cm 3，如果读数不符，调整刻度臂端固定平衡筒 内铅粒的数量，使之在1.00g/cm 3处平衡。
8 固体含量 8.1 定义：钻井液中所含固相物质的多少称为钻井液的固 相含量。一般用体积含量来表示。 8.2 符号：数值均以百分数表示。 8.3 法定计量单位：无因次 8.4 仪器及试剂 a. 蒸馏器； b. 液体接收器：25mL量筒； c. 刮刀； d. 消泡剂； e. 润滑剂； f. 药物天平(200g 精度0.1g)。
5 API滤失量/滤饼厚度
5.1 定义：API滤失量是指在API条件下(0.7MPa、室温)钻井 液30分钟内通过API滤纸的滤液的数量。同时在API滤纸上 形成的滤饼称为API滤饼，其厚度称为API滤饼厚度。 5.2 符号：API滤失量/滤饼厚度～API FL/B 5.3 法定计量单位：API滤失量/滤饼厚度～mL/mm 5.4 仪器及器皿 a. ZNS型或ZNN型 中压失水仪或 打气筒失水仪； b. 计时器：秒表； c. 刻度量筒：10ml，15ml d. 钢板尺：15cm，精度：0.5mm； e. 定性滤纸：Φ90mm。
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。
泥浆检测与应用之钻井液滤失性影响因素介绍课件
01
03
05
02
04
粘土：提高钻 井液的粘度和 切力，防止井 壁坍塌
加重材料： 提高钻井液 的密度，防 止井喷
06
杀菌剂：防止 钻井液中的微 生物生长，防 止钻井液变质
钻井液的流变性
钻井液的流变性是指钻井液在外力作 01 用下的变形和流动特性。
钻井液的流变性主要包括粘度、剪切 02 应力和剪切速率等参数。
钻井液污染检测：检测钻井液中的污染 物，如油污、金属离子等，确保钻井液
的环保性和安全性
钻井液配方优化：根据钻井液检测结果， 优化钻井液配方，提高钻井效率和环保
性
钻井液滤失性影响因素
钻井液的成分
水：钻井液 的主要成分， 约占90%以 上
化学处理剂： 润滑剂：减少 调节钻井液的 钻井液与钻具 pH值、粘度、 之间的摩擦， 密度等性能 提高钻井效率
失性。
4
调整钻井液滤液性 质：通过添加或减 少滤液控制剂来调 整钻井液滤液性质，
以控制滤失性。
控制钻井液温度和压力
01 控制钻井液温度：保持 钻井液温度在合理范围 内，避免过高或过低影 响钻井液性能
02 控制钻井液压力：保持 钻井液压力在合理范围 内，避免过高或过低影 响钻井液性能
03 选用合适的钻井液配方： 04 优化钻井液处理工艺：
温度和压力的共同影响：钻井液的温度和压力共同影 响其滤失性，需要根据实际情况进行调节和控制。
钻井液滤失性的影响：钻井液的滤失性会影响钻井工 程的效率和安全，需要根据实际情况进行控制和调整。
钻井液滤失性控制措施
优化钻井液配方
选用低滤失性材 料：如低滤失性 粘土、聚合物等
调整钻井液密度： 控制钻井液密度， 降低滤失性
钻井液的滤失和润滑性—钻井液的润滑性能
知识点1：钻井液润滑性及影响因素
➢钻井液固相 随着钻井液固相含量增加，密度、粘度、切力相应增大，钻
井液的润滑性能变差。这时其润滑性能取决于固相的类型及含量。 随着钻井液固相含量增加，除使泥饼粘附性增大外，还会使
泥饼增厚，易产生压差粘附卡钻。
知识点1：钻井液润滑性及影响因素
钻井液在一定时间内通过不断剪切循环，其固相颗粒尺 寸随剪切时间增加而减小，其结果是双重性的：钻井液滤失 有所减小，从而钻柱摩阻力也有所降低；颗粒分散得更细微， 使比表面积增大，从而造成摩阻力增大。可见，严格控制钻 井液粘土含量，搞好固相控制和净化，尽量用低固相钻井液， 是改善和提高钻井液润滑性能的最重要的措施之一。
知识点2：钻井液润滑性的调整
通常用于测定钻井液润滑性的仪器有滑板式泥饼摩阻系 数测定仪、钻井液极压润滑仪、泥饼针入度仪、LEM润滑性 评价及钻头泥包测定分析系统等。
项目四：钻井液的滤失和润滑性
任务二：
钻井液的润滑性能
课程名称：泥浆材料检测与应用
知识点 01 钻井液的润滑性能及其影响因素 知识点 02 钻井液润滑性的调整
项目四：钻井液的滤失和润滑性
任务 02 钻井液的润滑性能
知识点 1 钻井液润滑性及影响因素
知识点1：钻井液润滑性及影响因素
钻井液的润滑性能一般包括钻井液形成的滤饼的润滑性 能和钻井液流体自身的润滑性能。钻井液和泥饼的摩阻系数， 是评价钻井液润滑性能的两个主要技术指标。
知识点1：钻井液润滑性及影响因素
知识点2：钻井液润滑性的调整
固体润滑剂能够在接触面之间产生物理分离，其作用是 在摩擦表面上形成一种隔离润滑薄膜，多数固体类润滑剂类 似于细小滚珠，可以存在于钻柱与井壁之间，将滑动摩擦转 化为滚动摩擦，从而大幅度降低扭矩和阻力。固体类润滑剂 的热稳定性、化学稳定性和防腐蚀能力均良好，适合高温、 低转速的条件下使用，但不适合在高转速条件下使用。
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。
泥浆中级工实际操作题目
处理水泥侵1准备工作：1：穿戴好劳动保护用品。
2：准备纯碱，烧碱，降粘剂，适量水。
3：准备搅拌器，钙离子指示剂，钙离子测定装置，常规性能测量仪器。
2检查：检查各设备是否正常，试剂是否齐全。
3小段水泥侵直接加入纯碱，加入纯碱要适量，避免碳酸根污染。
4大段水泥侵要测量钙离子含量，根据钙离子浓度加入质量分数50％的纯碱溶液，同时配合降粘剂，保证钻井液有较好流变性。
5有条件时，钻水泥用清水，避免水泥对钻井液污染。
6收拾工具，清洗。
、处理盐水侵一：盐水侵入对钻井液的影响1氯离子增加2滤失量增加3密度下降4PH值下降盐水含盐量高：粘度，切力上升，钻井液变稠。
盐水含盐量低：粘度，切力下降，钻井液变稀。
‘处理盐水侵：加重钻井液至压死盐水层，同时加处理剂对钻井液进行处理。
操作步骤：一准备工作：1穿戴好劳动保护用品2准备材料：CMC，降粘剂，膨润土，纯碱，烧碱，加重剂。
3设备：搅拌机，加重漏斗，加重料，储备罐，常规测试仪。
二检查各设备是否正常，试剂是否齐全.钻井液变稠：盐水含盐量高，进行降粘处理，加降粘剂降滤失剂，加烧碱调整PH值，加重钻井液至压死盐水层，每一个循环周提高密度不超过0.02g∕cm三钻井液变稀：侵入盐水含量低，应增加粘切，加入膨润土，CMC，让钻井液保持一定的粘切，足以悬浮加重材料，加重钻井液直至压死盐水层，加重梯度不超过0.02g∕cm四盐水侵入量大：井口出现溢流，立即关井求压并加重钻井液使液柱压力大于盐水层3-4MPa 五收拾工具，用具和仪器使用页岩抑制剂页岩抑制剂：防塌剂，抑制页岩粘土矿水化膨胀，分散，防止井壁坍塌的处理剂。
常用处理剂：沥青，聚合物钾，铵盐，钙盐。
无机盐：钾盐，铵盐聚丙烯酸钾(KHPAM)：适用于清水和盐水钻井液水解聚丙烯晴钾（KPAN）:适用于清水和无钙的盐水钻井液，抗高温170摄氏度，降滤失，润滑井壁。
腐殖酸钾（KHM）：适用于深井的淡水钻井液，有一定降粘，降滤失的作用，抗温180摄氏度。
3钻井液性能及其测试
右图表示经预水化的膨润土 基浆(其中膨润土含量为 57.1kg/m3) 的 表 现 粘 度 随 pH 值的变化。由图可知，当pH 值 大 于 9 时 ， 表 现 粘 度 随 pH 值升高而剧增。其原因是当 pH 值 升 高 时 ， 会 有 更 多 OH被吸附在粘土晶层的表而，
➢ 可减轻对钻具的腐蚀；中钙、镁盐的溶解；
➢ 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。
烧碱（即工业用NaOH）是调节钻井液pH值 的主要添加剂，有时也使用纯碱和石灰。 在常温下，它们的水溶液具有如下的pH值： ➢ 10% NaOH 溶液，pH＝12.9； ➢ 10% Na2CO3 溶液，pH＝11.1； ➢ 饱和Ca(OH)2溶液，pH＝12.1。 通常使用pH试纸测量钻井液的pH值，如要 求的精度较高时，可使用pH计。
以毫米表示.
按逆时针方向缓缓旋转放 空阀5手柄，同时观察压力 表指示。当压力表稍有下
降或听见泥浆杯有进气声
响时，即停止旋转放空阀 手柄，微调减压阀3手柄， 使压力表指示为0.69MPa ，泥浆杯内保持0.69MPa 的恒定状态，当见到第一 滴滤液开始记时。
滤饼质量评价
滤饼质量评价
光滑性：将滤饼放在一平面上，用手指触摸 ，如果滤饼薄而光滑，并无有砂子的感觉则 光滑性好，否则，光滑性不好。
泥浆压力P泥和破裂压力P破
除了P塌之外，裸眼井段还有地层流体压 力（P地）和地层破裂压力P破（P漏）等两 个地层压力。钻进过程中，我们人为施加 的是泥浆压力P泥。
测定钻井液泥饼粘附系数
测定滤液中的Cl–含量
(一)、有关滴定中的几个概念 1、滴定分析法： 使用滴定管，将一种已知准确浓度的试剂溶液(即标准 溶液)，滴加到待测物的溶液中，直到待测组分恰好完 全反应(这时加入标准溶液的物质的量，与待测组分的
物质的量符合反应式的化学计量关系)，然后，根据标
准溶液的浓度和所消耗的体积， 计算出待测组分的含 量，这一类分析方法统称为滴定分析法。
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;
（二）、滑棒测试法 1、该项测试是用滑板有凹槽的一面,重复滑块测试法中(一)和 (二 )。 2、将API失水仪做的泥饼放在槽内，先在泥饼上面放一部分同一 泥浆。再将滑棒轻轻的放在槽内的泥浆上。以后操作方法同滑块 试法中（四）和（五）。
NZ型泥饼粘附系数测定仪使用说明
3、这项测试需要泥浆的多个泥饼。 而且各个泥饼的滑棒静
(三)、测量步骤 ：
1、检查准备情况；
2、用注射器量取2ml钻井液(取量大一点,更 准确,但按标准应取2ml。)注入150ml的锥形瓶中; 3、加入10ml水稀释，再加入双氧水(为消除如木质书磺 酸、褐煤等有机质的影响) 10ml和稀硫酸，摇匀 ；
第四章钻井液的滤失和润滑性能
影响钻井液滤失量的因素
瞬时滤失 瞬时滤失时间很短。其滤失量—般占总滤失量 的比例不大。但对于固相含量低、分散和水化很好 的不分散低固相钻井液，瞬时滤失占的比例则较大。 对于相同的钻井液，如果渗滤介质不同，其瞬时滤 失量也是不同的。 影响瞬时滤失的因素主要有压差，岩层的渗透 性，滤液的粘度，钻井液中固相颗粒的含量、尺寸 和分布，水化程度以及钻井液在地层孔隙人口处能 否迅速形成“桥点” 。
影响钻井液滤失量的因素
动滤失的影响因素 (1)钻井液流动的影响 钻井液在循环流动中的滤失过程称为动滤失。影响 动滤失的因素与静滤失类似。不同之处是动滤失还与钻 井液流动有关，表现为剪切速率和钻井液流态对动滤失 的影响。在动滤失条件下、泥饼的增长受到钻井液冲蚀 作用的限制。当岩层的表面最初暴露时，滤失速率较高、 此时泥饼增长较快，但随着时间的推移，泥饼的增长速 率减小了，直到最终等于冲蚀影响的速率。此后、泥饼 厚度将不再发生变化。根据达西定律得到的滤失率表达 式积分，得到如下动滤失方程：
钻井液的滤失与造壁性
若钻井液中细粘土颗粒多，
而粗颗粒少，则形成的泥饼薄
而致密，钻井液滤失量则小。 反之粗多而细颗粒少，则形成 的泥饼厚而疏松，钻井液的滤 失量则大。 钻井液的滤失量以及泥饼 的厚度还和压差、井下温度以
及岩石的性质有关。
井内钻井液滤失的全过程
钻井液在井内发生滤失的全过程由三个阶段组成， 与此相对应的三种滤失量分别称为瞬时滤失量、动滤 失量和静滤失量。 瞬时滤失(Spurt loss) 从钻头破碎井底岩石，形成新的自由面的瞬间开始， 钻井液开始接触新的自由面，钻井液中的自由水便向 岩石孔隙中渗透，直到钻井液中的固相颗粒及高聚物 在井壁上开始出现泥饼，这段时间的滤失称为瞬时滤 失。 瞬时滤失特点：时间短、井底岩石表面尚无泥饼， 滤失速率很高，亦称初滤失。
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• 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
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。
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
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；
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。
（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
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。
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）。
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。
(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）。
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。