四川鉆井液性能檢測(cè)介紹影響鉆井液靜濾失量的原因，以下內(nèi)容僅供大家參考：

一、鉆井腋靜濾失量的影響因素

1、靜濾失方程

靜濾失量的特點(diǎn)是鉆井液處于靜止?fàn)顟B(tài),在壓差作用下形成泥餅,且泥餅厚度隨濾失時(shí)間延長(zhǎng)而增厚,是一個(gè)變量。為了研究鉆井液的濾失規(guī)律,首先我們需要作以下假設(shè):

1、泥餅的滲透率應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地層滲透率;m

2、鉆井液的濾失規(guī)律與流體在地層中的滲透規(guī)律類(lèi)似,應(yīng)該遵守達(dá)西滲透定律

1、靜濾失方程

1、泥餅的厚度與井眼直徑相比非常小;

2、泥餅為平面型;

3、泥餅在研究過(guò)程中厚度不變;

4、泥餅不可壓縮,因此泥餅的滲透率為定值,在研究過(guò)程中不變

失水量影響因素分析

分析失水量的影響因素及其相互之間的關(guān)系,以靜失水為討論基礎(chǔ)泥漿的靜失水是一個(gè)滲濾過(guò)程,因此遵循達(dá)西滲流定律,在此假設(shè):地層的滲透率和泥皮

擦透率均是常數(shù),且前者遠(yuǎn)大于后者;泥皮是平面型的,其式中,Q,一滲透速率;K一泥皮的滲透率A滲濾面積;△P“滲濾壓力計(jì)一泥皮厚度隨時(shí)間增加而逐漸增大,按達(dá)西定律則有濾液精度;一濾失體的體積,犀濾失量計(jì)t一摻濾時(shí)間,

當(dāng)一定量泥漿完全濾失掉時(shí),則有下面的關(guān)系;式中:V—過(guò)濾的泥漿體積;V,一泥皮中固體顆粒堆積的體積;C.一泥皮中體顆粒的C.為泥漿中固體朝粒的體積百分?jǐn)?shù),

◆在這些假設(shè)的基礎(chǔ)上,根據(jù)達(dá)西滲透定律,可以推導(dǎo)出泥餅的濾失速率方程其中:dve/dr--濾失速率,cm3s;K-泥餅滲透率,μm2;V濾失體積,即濾失量,cm3;A-滲透面積,cm2;ΔP-滲濾壓力,10Pa;t濾失時(shí)間,s;hn?！囡灪穸?cm。μ-濾液的粘度,0.1mPas

◆另外,我們認(rèn)為在滲濾期間,在任何時(shí)間t內(nèi),滲濾體積V的鉆井液中被過(guò)濾的固相體積等于沉積在泥餅上的固相體積(與動(dòng)濾失的區(qū)別)所以 WIsm m Gsschmd Aom(1

其中:一鉆井液中的固相體積分?jǐn)?shù)f一泥餅中固相的體積分?jǐn)?shù)所以

h A+v=f

2、影響鉆井液濾失量的因素

a濾失時(shí)間

1、v/A∝t2,如果不考慮鉆井液的瞬時(shí)濾失量,單位面積濾失量與時(shí)間的平方根成直線關(guān)系。測(cè)定鉆井液AP濾失量時(shí),應(yīng)該以30mm計(jì)算,但我們一般通常只測(cè)75min,然后乘以2

2、但鉆井液實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,繪出的直線并不通過(guò)原點(diǎn),而相交于縱軸上某一點(diǎn),形成一定的截距。從下圖可以看出,在泥餅形成之前,存在一瞬時(shí)濾失量V。如果瞬時(shí)濾失量大到可以測(cè)量的話,就應(yīng)根據(jù)下式確定API標(biāo)

準(zhǔn)濾失量WW.OCn.COmV2=2(V7×-)+V好作一如下圖所示的濾失SPURT LOSS量和濾失時(shí)間平方根關(guān)系的曲線,用線上的兩個(gè)點(diǎn)外推出更長(zhǎng)時(shí)間的濾失量并確定

瞬時(shí)濾失量Fig. 2. 10-Example filter press data

b、濾失壓差

◆從公式可以推出,鉆井液的濾失量與濾失壓差的平方根成正比,即如果泥餅不可壓縮,壓差增大,濾失量增加。

◆但是泥餅具有壓縮性,滲透率降低,所以濾失壓差對(duì)鉆井液濾失量的影響是分為二的,具體哪個(gè)因素對(duì)鉆井液的濾失量影響更大一些,要看具體情況主要是鉆井液性質(zhì)、泥餅的可壓縮性。

c、濾液的粘度和溫度

從公式可以看出,濾失量與濾液粘度的平方根成反比,即隨著鉆井液粘度的增加濾失量降低濾液粘度與有機(jī)高分子處理劑的加量以及鉆井液的溫度有一般情況下,流體的粘度隨著高分子加量的增大而升高,隨溫度的增加而降低。對(duì)于相同溫度下的鉆井液我們可以通過(guò)提高鉆井液粘度的

方法降低濾失量

d、固相含量和類(lèi)型的影響

根據(jù)鉆井液靜濾失方程,濾失量應(yīng)該與(一成正比）

1、鉆井液固相含量越高,而泥餅中固相含量越小,濾失量越小。

2、我們知道鉆井液的固相含量會(huì)嚴(yán)重影響鉆速,固相含量越高鉆速越低,因此,鉆井液的固相含量不能夠提得很高,我們只能從泥餅著手,減小泥餅固相含量

減小泥餅固相含量的方法

一是采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土配漿,優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土分散性好、固相顆粒細(xì)、水化好、水化膜厚,所以形成的泥餅固相含量分?jǐn)?shù)低

>二是加入有機(jī)高分子處理劑,可以吸附在粘土顆粒表面有效降低泥餅固相含量

e.泥餅壓實(shí)性與滲透性對(duì)濾失量的影響

1、對(duì)于鉆井液,往往泥餅是泥餅越厚鉆井液的濾失量越大,泥餅越薄濾失量越小。主要原因是泥餅的滲透性存在差別。

2、一般情況下(以API失水為例),泥餅越薄說(shuō)明泥餅的壓實(shí)程度比較大,比較致密,滲透性差,所以濾失量小

3、滲濾壓差影響著泥餅的壓實(shí)性,高壓差有利于泥餅的壓實(shí)有的資料指出,泥餅的壓縮系數(shù)一般為0.80-0.87;而加重鉆井液泥餅的壓縮系數(shù)只有0.32-0.69

       實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,一般鉆井液的泥餅滲透率為105μm2;未處理的淡水鉆井液的泥餅滲透率為106μm2:用分散性處理劑處理的鉆井液,泥餅的滲透率為107μm2級(jí)。一般情況下,泥餅的滲透率均至少比地層滲透率小個(gè)數(shù)量級(jí)。

泥餅的滲透性受粘土顆粒直徑、處理劑種類(lèi)、性能等因素有關(guān)。粘土顆粒細(xì)泥餅的孔隙小且少,泥餅比較致密,降濾失劑的存在也會(huì)通過(guò)不同的方式影響濾失量,化學(xué)吸附、物理封堵等等,使?jié)B透率降低。

f、地層滲透率對(duì)鉆井液濾失量的影響

1、在推導(dǎo)鉆井液靜濾失量公式時(shí)我們?cè)?jīng)假設(shè),泥餅的滲透率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地層滲透率,不考慮地層滲透率對(duì)鉆井液靜濾失的影響。實(shí)際上地層存在大量的孔隙和裂縫,具有一定滲透性。

2、在泥餅尚未形成之前,地層是泥漿濾失的第滲透介質(zhì),所以地層滲透性大小決定了鉆井液瞬時(shí)濾失量的大小。泥餅形成之后,才逐漸對(duì)濾失起主要作用,地層成為第二濾失介質(zhì)。

3、如果地層滲透率很大或者有裂縫存在,甚至?xí)l(fā)生漏失,鉆井液固相顆粒太小,不能夠堵塞或架橋在井壁處形成泥餅,此時(shí)的濾失量就非常大了。

在濾失過(guò)程中,鉆井液中的固體顆粒在井壁巖層中的堆積一般形成三個(gè)過(guò)濾層,瞬時(shí)濾失滲入層( Zone invadedby the Mud Spurt),瞬時(shí)濾失時(shí)細(xì)顆粒滲入深度可達(dá)25~30m;

架橋?qū)? Bridging Zone),較粗的顆粒在巖層孔隙內(nèi)部架橋而減小巖層的孔隙度,或稱(chēng)為內(nèi)泥餅( Internal filter井壁表面形成具有一定滲透性的外泥餅( ExternalFilter cake)。

動(dòng)濾失

1、鉆井液流動(dòng)的影響鉆井液在循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中的濾失過(guò)程稱(chēng)為動(dòng)濾失。影響動(dòng)濾失的因素與靜濾失相似,時(shí)間、壓差、粘土類(lèi)型、處理劑等,除此之外還受鉆井液流動(dòng)的影響。動(dòng)濾失過(guò)程中,泥餅受鉆井液流動(dòng)的影響,泥餅的厚度受到限制,剛開(kāi)始厚度增加較快,之后會(huì)逐漸變慢,到形成速度等于沖蝕速度時(shí)泥餅厚度不再增加。鉆井液流態(tài)不同對(duì)井壁的沖刷能力不同,紊流的沖刷力強(qiáng),泥餅薄,平板型層流泥餅厚度居中。尖峰型層流泥餅厚。

2、鉆井液處理劑的影響鉆井液處理劑對(duì)動(dòng)濾失量的影響規(guī)律與靜濾失影響規(guī)律不同,這可能與處理劑在泥餅中作用有關(guān),對(duì)泥餅剪切強(qiáng)度增加較大的降濾失效果較妊’泥餅剪切強(qiáng)度增加較小的處理劑,降低濾失量效果也較差。

瞬時(shí)濾失

般說(shuō)瞬時(shí)濾失時(shí)間很短,濾失量很小,在總濾失量當(dāng)中所占比例較

     對(duì)于固相含量低、分散和水化很好的不分散低固相鉆井液、瞬時(shí)濾失占的比例則較大。對(duì)于相同的鉆井液,如果滲濾介質(zhì)不同,其瞬時(shí)濾失量也是不同的。下表所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好地說(shuō)明了這一問(wèn)題。