钻井液性能之钻井液的滤失性
2011-03-18 11:41阅读：
钻井液的滤失性主要是指其滤液向地层滤失量的大小以及在井壁所形成滤饼的质量。质量好的滤饼一般薄而韧，表现为结构致密，耐冲刷，且摩阻系数小。滤失性也是钻井液一项十分重要的性能，如控制不好将对钻井和地质工作产生多方面不利的影响。钻井液中，滤失仪分为很多种，中压，多联中压，高温高压滤失仪等等，在北京路业通达科技有限公司可以购买到。一般来讲，滤失量过大常会引起以下不良的后果：(1)损害油气层，降低产能；(2)井壁垮塌，井径不规则，起下钻遇阻；(3)在高渗透性地层形成较厚滤饼，造成压差卡钻；(4)因滤液侵入半径过大，致使测井解释不准，甚至失去发现油气层的机会。
滤失量和动滤失量
目前测定钻井液常规滤失性能的仪器为如图1-10所示的滤失量测定仪。使用这种仪器，可测出一定条件下钻井液的静滤失量及所形成滤饼的厚度。
由于钻井液滤液透过滤饼的渗滤过程可近似地用达西定律进行描述，因此其渗滤速率可表示为：
式中： ──渗滤速率, ,
──滤饼渗透率, ;
──渗透面积,
──滤饼两边的压差(或称渗滤压力)
,Pa
μ——钻井液滤液粘度, pa·s;
──滤饼厚度,
在渗滤过程的任一时刻，均对应着某一定体积( )的钻井液被全部渗滤掉，这部分钻井液中的固相体积等于所形成滤饼的固相体积，即
式中： 表示钻井液中固相所占的体积分数；
c表示滤饼中固相所占的体积分数。
上式还可进一步写成：
因此，
将上式代入 ，并积分得：
上式称为钻井液的静滤失量方程。
为了比较不同钻井液的滤失性能，API规定，仪器渗滤面积A=45.8cm2，渗滤时间t=30min，压差选用0.689Mpa(100psi)。凡符合上述条件的滤失量可称为标准滤失量，或API滤失量。对于常规滤失量，还规定测试温度为室温。
由静滤失量方程可知 与
成正比。因此，30min滤失量(V30)应等于7.5min滤失量(V7.5)的两倍。为了节省时间，我们经常只测V7.5，然后乘以2得到API滤失量。但应注意，当钻井液的瞬时滤失量Vsp(spurt
loss)较大时，V30与V7.5之间并非简单的两倍关系，此时需用下式由V7.5计算钻井液的API滤失量：
确定瞬时滤失量的方法是，以Vf对 作图。然后将所得直线外推至t=0，由
轴截距读取Vsp的值。
上面讨论的滤失量均为钻井液的静滤失量，而实际上井筒内的钻井液总是以一定的环空流速在不断地循环和流动。显然，如果能考虑流速因素，测出钻井液的动滤失量，将具有更为重要的实际意义。然而遗憾的是，钻井液的滤失量受流速和流态的影响较大，难以建立统一的测量标准，并且静、动滤失量之间的关系也难以确定，因此，目前在生产现场仍然用静滤失量表示钻井液的滤失性能。近年来，国内外对动滤失性能开展了大量的研究工作，并研制出各种动滤失量测定装置。
滤失性能的控制与调整
对钻井液滤失性能的一般要求是：
(1)在钻井油气层时，应尽最大努力控制滤失量，以减少对油气层的损害，API滤失量应小于5ml，模拟井底温度的HTHP滤失量应小于15ml。
(2)钻遇易塌地层时，滤失量需严格控制，API滤失量最好不大于5ml。
(3)对一般地层，API滤失量应尽量控制在10ml以内，HTHP滤失量不应超过20ml，但有时可适当放宽，比如易造浆地层滤失量可以大些，某些油基钻井液体系正是通过适当地放宽滤失控制来提高钻井速度。
(4)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，以利于护壁和避免压差卡钻。
(5)加强对钻井液滤失性能的检测，正常钻进时，应每4小时测一次常规滤失量。对定向井、丛式井、水平井、深井和复杂井要增测HTHP滤失量和泥饼的润滑性。
在钻井液工艺中，控制和调整钻井液滤失性能的关键在于改善泥饼的质量。这里既包括增加滤饼的致密程度、降低其渗透性，同时又包括增强滤饼的抗剪切能力和润滑性。主要调整方法是根据钻井液类型，组成以及所钻地层的情况，选用适合的降滤失剂。
