1、明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行1第四章 鉆井液的濾失性明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行2l掌握有關(guān)的基本概念；掌握有關(guān)的基本概念；l鉆井液濾失過程、濾失方程、影響因素鉆井液濾失過程、濾失方程、影響因素及其調(diào)整；及其調(diào)整；l了解鉆井液濾失造壁性與鉆井的關(guān)系。了解鉆井液濾失造壁性與鉆井的關(guān)系。鉆井液的濾失造壁性明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行3l濾失（失水）造壁性的含義：主要是指鉆井液濾主要是指鉆井液濾失量的大小和所形成泥餅的質(zhì)量；失量的大小和所形成泥餅的質(zhì)量；l與鉆井液濾失造壁性有關(guān)的鉆井問題： （1）井下事故的發(fā)生 ； （2）井壁穩(wěn)定； （3）提高鉆井速度； （4）保持井眼規(guī)則和保證井下安全

2、。鉆井液的濾失造壁性明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行4鉆井液的濾失造壁性明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行5l1、濾失：在壓力差的作用下，鉆井液中的在壓力差的作用下，鉆井液中的自由水自由水向井壁向井壁巖石的孔隙或縫隙中滲透的現(xiàn)象，稱為鉆井液的濾失作巖石的孔隙或縫隙中滲透的現(xiàn)象，稱為鉆井液的濾失作用。用。通常我們用濾失量（Filtration Loss）或失水量(Water Loss)來表示濾失性的強(qiáng)弱。兩個基本條件：存在兩個基本條件：存在壓差壓差和存在和存在孔隙或裂縫孔隙或裂縫。第一節(jié) 基本概念明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行6l2、造壁性：隨著鉆井液在井壁的濾失，自由水進(jìn)入地隨著鉆井液在井壁的

3、濾失，自由水進(jìn)入地層，鉆井液中的固相顆粒（包括鉆井液添加劑分子或?qū)?，鉆井液中的固相顆粒（包括鉆井液添加劑分子或顆粒、鉆屑的細(xì)分散顆粒等）便附著在井壁上形成泥顆粒、鉆屑的細(xì)分散顆粒等）便附著在井壁上形成泥餅（餅（Mud CakeMud Cake或或Filter CakeFilter Cake），也可以進(jìn)入地層一定），也可以進(jìn)入地層一定深度，即鉆井液的造壁性。深度，即鉆井液的造壁性。 第一節(jié) 基本概念明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行7u在滲透性大的砂巖、礫巖、裂在滲透性大的砂巖、礫巖、裂縫發(fā)育的灰?guī)r井壁會形成較厚的縫發(fā)育的灰?guī)r井壁會形成較厚的泥餅；泥餅；u而在滲透性小的頁巖、泥巖、而在滲透性小的頁

4、巖、泥巖、石灰?guī)r和其它致密巖石的井壁上石灰?guī)r和其它致密巖石的井壁上只會形成較薄的泥餅，甚至不形只會形成較薄的泥餅，甚至不形成泥餅。成泥餅。第一節(jié) 基本概念明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行8 （1）瞬時濾失（）瞬時濾失（Spurt Loss）u沒有泥餅，濾失速率很大，濾失時間很短，濾失量不大。沒有泥餅，濾失速率很大，濾失時間很短，濾失量不大。（2）動濾失（）動濾失（Dynamic Filtration）u壓差大，等于靜液柱壓力加上環(huán)空壓力降和地層壓力之差，壓差大，等于靜液柱壓力加上環(huán)空壓力降和地層壓力之差，泥餅厚度維持不變，且較薄，單位時間的濾失量開始較大，隨泥餅厚度維持不變，且較薄，單位時間的

5、濾失量開始較大，隨后逐漸減小，最后穩(wěn)定在某一固定值后逐漸減小，最后穩(wěn)定在某一固定值。（3）靜濾失（）靜濾失（Static Filtration）u壓差不太大，泥餅較厚，單位時間濾失量一般比動濾失量小。壓差不太大，泥餅較厚，單位時間濾失量一般比動濾失量小。 第一節(jié) 基本概念3、鉆井液濾失過程明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行9u鉆井液濾失量的測定包括鉆井液濾失量的測定包括靜濾失靜濾失和和動濾失動濾失。u靜濾失量的測定通常采用靜濾失量的測定通常采用API標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，測試裝置主標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，測試裝置主要有要有濾失儀和和高溫高壓濾失儀兩種；兩種；u高溫高壓濾失儀又分為高溫高壓濾失儀又分為42型（型（3

6、.5MPa/ 150）和）和71型型（180）。動濾失量的測定儀器較多，但沒有統(tǒng)一的評價）。動濾失量的測定儀器較多，但沒有統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)，鉆井液濾失量的研究與測定主要為標(biāo)準(zhǔn)，鉆井液濾失量的研究與測定主要為靜濾失量靜濾失量。一、濾失量的測定一、濾失量的測定第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行10 API濾失量測定儀是最常用的評價鉆井液濾失量的濾失量測定儀是最常用的評價鉆井液濾失量的裝置，其裝置，其實驗壓差為實驗壓差為0.69MPa（100psi），測試溫度一般），測試溫度一般為室溫，濾失時間為室溫，濾失時間30min，濾失材料為符合標(biāo)準(zhǔn)的直徑為，濾失材料為符合

7、標(biāo)準(zhǔn)的直徑為90mm的濾紙的濾紙。但是室內(nèi)試驗往往測定但是室內(nèi)試驗往往測定0.69 MPa，7.5min的濾失量。的濾失量。一、濾失量的測定一、濾失量的測定第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素1、API濾失量測定儀（濾失量測定儀（API Filter Press）明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行11一、濾失量的測定一、濾失量的測定第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行12u國內(nèi)使用的主要是模擬國內(nèi)使用的主要是模擬Baroid公司公司GGS-42型，型，實驗條件為：實驗條件為：3.5MPa壓差，溫度壓差，溫度150。u測量時間測量時間30min，其濾失面積比

8、常溫其濾失面積比常溫API濾失濾失儀小一半。儀小一半。因此，測得的濾失量應(yīng)該乘以因此，測得的濾失量應(yīng)該乘以2，才，才為鉆井液的實際高溫高壓濾失量。為鉆井液的實際高溫高壓濾失量。一、濾失量的測定一、濾失量的測定第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素2、高溫高壓濾失量測定儀（、高溫高壓濾失量測定儀（HTHP Filter Press）明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行13一、濾失量的測定一、濾失量的測定第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行14l被普遍接受使用的動態(tài)濾失儀器有被普遍接受使用的動態(tài)濾失儀器有170-50型動態(tài)濾失儀和范型動態(tài)濾失儀和范-90動態(tài)濾失動

9、態(tài)濾失裝置。裝置。l前者是利用轉(zhuǎn)動的葉片來使鉆井液前者是利用轉(zhuǎn)動的葉片來使鉆井液流動，滲濾介質(zhì)為濾片流動，滲濾介質(zhì)為濾片;l后者則使用泵使鉆井液循環(huán)流動，后者則使用泵使鉆井液循環(huán)流動，過濾介質(zhì)為陶瓷濾芯，過濾介質(zhì)為陶瓷濾芯，可用于測量模可用于測量模擬鉆井條件下，當(dāng)濾餅被沖蝕速度與擬鉆井條件下，當(dāng)濾餅被沖蝕速度與沉積速度相等時的動態(tài)濾失量。沉積速度相等時的動態(tài)濾失量。HDF-1HDF-1型高溫高壓動態(tài)濾失儀型高溫高壓動態(tài)濾失儀 一、濾失量的測定一、濾失量的測定第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素3、動濾失量測定儀、動濾失量測定儀明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行15靜濾失量的特點是鉆井液處于靜

10、止?fàn)顟B(tài)，在壓差作用下形，在壓差作用下形成泥餅，且泥餅厚度隨濾失時間延長而增厚，是一個變量。成泥餅，且泥餅厚度隨濾失時間延長而增厚，是一個變量。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)：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)：u泥餅的滲透率應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地層滲透率；泥餅的滲透率應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地層滲透率；u鉆井液的濾失規(guī)律與流體在地層中的滲透規(guī)律類似，應(yīng)該鉆井液的濾失規(guī)律與流體在地層中的滲透規(guī)律類似，應(yīng)該遵守遵守達(dá)西滲透定律達(dá)西滲透定律；二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素1、靜濾失方程、靜濾失方程明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)

11、新篤行16u泥餅的厚度與井眼直徑相比非常??；泥餅的厚度與井眼直徑相比非常??；u泥餅為平面型；泥餅為平面型；u泥餅在研究過程中厚度不變；泥餅在研究過程中厚度不變；u泥餅不可壓縮，因此泥餅不可壓縮，因此泥餅的滲透率為定值泥餅的滲透率為定值，在研究過程中，在研究過程中不變。不變。二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素1、靜濾失方程、靜濾失方程明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行17更正！更正！二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行18mcfhpKAdtdVu

12、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：的濾失速率方程： 其中：其中：dVf/dt濾失速率，濾失速率，cm3/s；K泥餅滲透率，泥餅滲透率，m2；Vf濾失體積，濾失體積，即濾失量，即濾失量，cm3；A-滲透面積，滲透面積，cm2; P-滲濾壓力，滲濾壓力，105Pa；t濾失濾失時間，時間，s；hmc泥餅厚度，泥餅厚度，cm。濾液的粘度，濾液的粘度， 0.1mPas 二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行19u 另外，我們認(rèn)為在

13、滲濾期間，在任何時間另外，我們認(rèn)為在滲濾期間，在任何時間t 內(nèi)，內(nèi)，滲濾體積滲濾體積Vm的鉆井液中被過濾的的鉆井液中被過濾的固相體積固相體積等于沉積在泥餅上的固相體積等于沉積在泥餅上的固相體積（與動濾失的區(qū)別）：（與動濾失的區(qū)別）：AhfVfmcscmsm所以：所以： smfscf其中：其中：鉆井液中的固相體積分?jǐn)?shù)；鉆井液中的固相體積分?jǐn)?shù)；泥餅中固相的體積分?jǐn)?shù)。泥餅中固相的體積分?jǐn)?shù)。二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素（1）明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行20AhfVAhfmcscfmcsm所以：所以： 1smscfsmscfsmmc

14、ffAVffAVfh可以推出：可以推出： 代入（代入（1）式，有）式，有fsmscfVPffKAdtdV) 1(2二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行21tffpKAVsmscf12dtPffKAdVVsmscff) 1(2PtCCKAVmcf) 1(222二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行222 2、影響鉆井液濾失量的因素、影響鉆井液濾失量的因素濾失時間uVfAt1/2，如果不考慮鉆井液的瞬時濾失量，單位，單

15、位面積濾失量與時間的平方根成直線關(guān)系。面積濾失量與時間的平方根成直線關(guān)系。 測定鉆井液測定鉆井液API濾失量時，應(yīng)該以濾失量時，應(yīng)該以30min計算，但我們一般通常只測計算，但我們一般通常只測7.5min，然后乘以，然后乘以2。二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行23u但鉆井液實驗結(jié)果表明，繪出的直線并不通過原點，但鉆井液實驗結(jié)果表明，繪出的直線并不通過原點，而相交于縱軸上某一點，形成一定的截距。從下圖可以而相交于縱軸上某一點，形成一定的截距。從下圖可以看出，在泥餅形成之前，存在一瞬時濾失量看出，在泥餅

16、形成之前，存在一瞬時濾失量Vsp。如果瞬。如果瞬時濾失量大到可以測量的話，就應(yīng)根據(jù)下式確定時濾失量大到可以測量的話，就應(yīng)根據(jù)下式確定API標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)濾失量。準(zhǔn)濾失量。V30=2(V7.5-Vsp)+Vsp二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行24l最好作一如下圖所示的濾失最好作一如下圖所示的濾失量和濾失時間平方根關(guān)系的量和濾失時間平方根關(guān)系的曲線，用線上的兩個點外推曲線，用線上的兩個點外推出更長時間的濾失量并確定出更長時間的濾失量并確定瞬時濾失量。瞬時濾失量。二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影

17、響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行25計算實例計算實例l使用API濾失量測定儀測得2min濾失量為5.5m1，7.5min濾失量為9.0ml，試計算這種鉆井液的瞬時濾失量和API濾失量。瞬時濾失量和API濾失量的求解二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行26b、濾失壓差u從公式可以推出，鉆井液的濾失量與從公式可以推出，鉆井液的濾失量與濾失壓差的平方根成正比，即如果泥餅濾失壓差的平方根成正比，即如果泥餅不可壓縮，壓差增大，不可壓縮，壓差增大，濾失量增加濾失量增加。

18、u但是泥餅具有壓縮性，但是泥餅具有壓縮性，滲透率降低滲透率降低，所以濾失壓差對鉆井液濾失量的影響是所以濾失壓差對鉆井液濾失量的影響是一分為二的，具體哪個因素對鉆井液的一分為二的，具體哪個因素對鉆井液的濾失量影響更大一些，要看具體情況，濾失量影響更大一些，要看具體情況，主要是鉆井液性質(zhì)、泥餅的可壓縮性主要是鉆井液性質(zhì)、泥餅的可壓縮性。二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行27二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行28l

19、c、濾液的粘度和溫度l 從公式可以看出，濾失量與濾液粘度的平方根成反比，即從公式可以看出，濾失量與濾液粘度的平方根成反比，即隨著隨著鉆井液粘度的增加濾失量降低鉆井液粘度的增加濾失量降低。l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關(guān)。關(guān)。l一般情況下，流體的粘度隨著高分子加量的增大而升高，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。隨溫度的增加而降低。l對于相同溫度下的鉆井液我們可以通過提高鉆井液粘度的對于相同溫度下的鉆井液我們可以通過提高鉆井液粘度的方法降低濾失量。方法降低濾失量。二、鉆井液靜濾失量的影響因素

20、二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行29d、固相含量和類型的影響1smscffu鉆井液固相含量越高，而泥餅中固相含量越小，濾失量鉆井液固相含量越高，而泥餅中固相含量越小，濾失量越小。越小。u我們知道鉆井液的固相含量會嚴(yán)重影響鉆速，固相含量我們知道鉆井液的固相含量會嚴(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，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，減小泥餅固相含量我們只能從泥餅著手，減小泥餅固相含量。成正比成正比根據(jù)鉆井液靜濾失方程，濾失量應(yīng)該與根據(jù)鉆井液靜濾失方程，濾失

21、量應(yīng)該與二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行30l減小泥餅固相含量減小泥餅固相含量的方法：的方法：一是一是采用優(yōu)質(zhì)膨潤土配漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土配漿，優(yōu)質(zhì)膨潤土分散性好、固相，優(yōu)質(zhì)膨潤土分散性好、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。分?jǐn)?shù)低。二是二是加入有機(jī)高分子處理劑加入有機(jī)高分子處理劑，可以吸附在粘土顆粒表面，可以吸附在粘土顆粒表面，有效降低泥餅固相含量。，有效降低泥餅固相含量。二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第

22、二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行31二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行32u 對于鉆井液，往往泥餅是泥餅越厚鉆井液的濾失量越大，對于鉆井液，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。泥餅越薄濾失量越小。主要原因是泥餅的滲透性存在差別。 u一般情況下（以一般情況下（以APIAPI失水為例），失水為例），泥餅越薄說明泥餅的壓實程度比較大，比較致密，滲透性差，所以濾失量小。u 滲濾壓差影響著泥餅的壓實性，滲濾壓差影響著泥餅

23、的壓實性，高壓差有利于泥餅的壓實。有的資料指出，泥餅的壓縮系數(shù)一般為有的資料指出，泥餅的壓縮系數(shù)一般為0.80-0.870.80-0.87；而加重；而加重鉆井液泥餅的壓縮系數(shù)只有鉆井液泥餅的壓縮系數(shù)只有0.32-0.690.32-0.69。e. 泥餅壓實性與滲透性對濾失量的影響二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行33l實驗結(jié)果表明，實驗結(jié)果表明，一般鉆井液一般鉆井液的泥餅滲透率為的泥餅滲透率為10-5 m2 ；未未處理的淡水鉆井液處理的淡水鉆井液的泥餅滲透率為的泥餅滲透率為10-6 m2 ：用：用分散性

24、處分散性處理劑處理的鉆井液，理劑處理的鉆井液，泥餅的滲透率為泥餅的滲透率為10-7 m2級。一般情級。一般情況下，泥餅的滲透率均至少比地層滲透率小個數(shù)量級。況下，泥餅的滲透率均至少比地層滲透率小個數(shù)量級。l泥餅的滲透性泥餅的滲透性受受粘土顆粒直徑、處理劑種類、性能粘土顆粒直徑、處理劑種類、性能等因素等因素有關(guān)。有關(guān)。粘土顆粒細(xì)泥餅的孔隙小且少，泥餅比較致密粘土顆粒細(xì)泥餅的孔隙小且少，泥餅比較致密，降，降濾失劑的存在也會通過不同的方式影響濾失量，化學(xué)吸附濾失劑的存在也會通過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。、物理封堵等等，使?jié)B透率降低。二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆

25、井液靜濾失量的影響因素第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行34 u 在推導(dǎo)鉆井液靜濾失量公式時我們曾經(jīng)假設(shè)，泥餅的滲透率在推導(dǎo)鉆井液靜濾失量公式時我們曾經(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鉆井液靜濾失的影遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地層滲透率，不考慮地層滲透率對鉆井液靜濾失的影響。實際上地層存在大量的孔隙和裂縫，具有一定滲透性。響。實際上地層存在大量的孔隙和裂縫，具有一定滲透性。u在泥餅尚未形成之前，地層是泥漿濾失的第一滲透介質(zhì)，所在泥餅尚未形成之前，地層是泥漿濾失的第一滲透介質(zhì)，所以地層滲透性大小決定了鉆井液瞬時濾失量的大小。泥餅形成以地層滲透性大小決定

26、了鉆井液瞬時濾失量的大小。泥餅形成之后，才逐漸對濾失起主要作用，地層成為第二濾失介質(zhì)。之后，才逐漸對濾失起主要作用，地層成為第二濾失介質(zhì)。u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，此時的濾失量就非常大了。時的濾失量就非常大了。 第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素 f、地層滲透率對鉆井液濾失量的影響二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行35l 在濾失過程中，鉆井液中的固體在

27、濾失過程中，鉆井液中的固體顆粒在井壁巖層中的堆積一般形顆粒在井壁巖層中的堆積一般形成三個過濾層，成三個過濾層，瞬時濾失滲入層瞬時濾失滲入層(Zone Invaded (Zone Invaded by the Mud Spurt)by the Mud Spurt)，瞬時濾失時，瞬時濾失時細(xì)顆粒滲入深度可達(dá)細(xì)顆粒滲入深度可達(dá)252530 mm30 mm；第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素架橋?qū)蛹軜驅(qū)?Bridging Zone)(Bridging Zone)，較粗的顆粒在巖層孔隙內(nèi)部架，較粗的顆粒在巖層孔隙內(nèi)部架橋而減小巖層的孔隙度，或稱為內(nèi)泥餅橋而減小巖層的孔隙度，或稱為內(nèi)泥餅(Inter

28、nal Filter (Internal Filter Cake)Cake)；井壁表面形成具有一定滲透性的井壁表面形成具有一定滲透性的外泥餅外泥餅( External ( External Filter Cake)Filter Cake)。二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行36a. 鉆井液流動的影響l鉆井液在循環(huán)流動過程中的濾失過程稱為動濾失。影響動鉆井液在循環(huán)流動過程中的濾失過程稱為動濾失。影響動濾失的因素與靜濾失相似，時間、壓差、粘土類型、處理濾失的因素與靜濾失相似，時間、壓差、粘土類型、處理劑等，劑等，除此之外還受鉆井液流動的影響除此

29、之外還受鉆井液流動的影響。動濾失過程中，動濾失過程中，泥餅受鉆井液流動的影響，泥餅的厚度受到限制，剛開始，泥餅受鉆井液流動的影響，泥餅的厚度受到限制，剛開始，厚度增加較快，之后會逐漸變慢，到形成速度等于沖蝕速厚度增加較快，之后會逐漸變慢，到形成速度等于沖蝕速度時泥餅厚度不再增加。度時泥餅厚度不再增加。l鉆井液流態(tài)不同對井壁的沖刷能力不同，鉆井液流態(tài)不同對井壁的沖刷能力不同，紊流的沖刷力最紊流的沖刷力最強(qiáng)，泥餅最薄，平板型層流泥餅厚度居中。尖峰型層流泥強(qiáng)，泥餅最薄，平板型層流泥餅厚度居中。尖峰型層流泥餅最厚餅最厚。 3 3、動濾失、動濾失第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素二、鉆井液靜濾失量

30、的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行37第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行38 b. 鉆井液處理劑的影響l鉆井液處理劑對動濾失量的影響規(guī)律與靜濾失影響規(guī)律鉆井液處理劑對動濾失量的影響規(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)，不同，這可能與處理劑在泥餅中作用有關(guān)，對泥餅剪切對泥餅剪切強(qiáng)度增加較大的降濾失效果較好強(qiáng)度增加較大的降濾失效果較好，泥餅，泥餅剪切強(qiáng)度剪切強(qiáng)度增加較增加較小的處理劑，降低濾失量效果也較差。小的處理劑，降低濾失量效果也較差。第二節(jié) 鉆

31、井液濾失量的測定 及其影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行39第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行404 4、瞬時濾失、瞬時濾失l一般說瞬時濾失時間很短，濾失量很小一般說瞬時濾失時間很短，濾失量很小，在總濾失量當(dāng)，在總濾失量當(dāng)中所占比例較小。中所占比例較小。l對于固相含量低、分散和水化很好的不分散低固相鉆井對于固相含量低、分散和水化很好的不分散低固相鉆井液、瞬時濾失占的比例則較大。液、瞬時濾失占的比例則較大。對于相同的鉆井液，如對于相同的鉆井液

32、，如果滲濾介質(zhì)不同，其瞬時濾失量也是不同的。下表所示果滲濾介質(zhì)不同，其瞬時濾失量也是不同的。下表所示的實驗結(jié)果很好地說明了這一問題。的實驗結(jié)果很好地說明了這一問題。第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行41第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行42第二節(jié) 鉆井液濾失量的測定 及其影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素二、鉆井液靜濾失量的影響因素明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行43u對于裂縫性地層、硬脆性地層、活性泥頁巖

33、地層等會引起對于裂縫性地層、硬脆性地層、活性泥頁巖地層等會引起地層地層粘土礦物水化膨脹分散、剝落掉塊等井壁不穩(wěn)定現(xiàn)象粘土礦物水化膨脹分散、剝落掉塊等井壁不穩(wěn)定現(xiàn)象；u如果是如果是油氣層，濾液侵入會引起儲層粘土礦物膨脹，減小油氣層，濾液侵入會引起儲層粘土礦物膨脹，減小油氣流動通道，降低油氣層滲透率油氣流動通道，降低油氣層滲透率；u鉆井液固相的侵入會堵塞儲層孔隙，降低儲層滲透率鉆井液固相的侵入會堵塞儲層孔隙，降低儲層滲透率，總，總之都會造成油氣層損害，降低油氣層產(chǎn)能，造成能源的巨大之都會造成油氣層損害，降低油氣層產(chǎn)能，造成能源的巨大浪費(fèi)。浪費(fèi)。 一、鉆井液濾失量與鉆井作業(yè)的關(guān)系一、鉆井液濾失量與鉆

34、井作業(yè)的關(guān)系第三節(jié) 鉆井液濾失性與鉆井的關(guān)系明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行44l鑒于以上原因，我們希望鉆井液濾失量越小越好。由于要鑒于以上原因，我們希望鉆井液濾失量越小越好。由于要考慮鉆井液的流動性、成本等因素，鉆井液的濾失量不可考慮鉆井液的流動性、成本等因素，鉆井液的濾失量不可能很小。只能根據(jù)具體情況，井深、巖層滲透性、井身結(jié)能很小。只能根據(jù)具體情況，井深、巖層滲透性、井身結(jié)構(gòu)等具體考慮。構(gòu)等具體考慮。一、鉆井液濾失量與鉆井作業(yè)的關(guān)系一、鉆井液濾失量與鉆井作業(yè)的關(guān)系第三節(jié) 鉆井液濾失性與鉆井的關(guān)系明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行45u 在實際鉆進(jìn)過程中，鉆井液的濾失量是不斷變化的，總在實際

35、鉆進(jìn)過程中，鉆井液的濾失量是不斷變化的，總的原則是：的原則是：淺層可以稍大，深層必須減?。环莾涌梢陨源?，淺層可以稍大，深層必須減?。环莾涌梢陨源?，儲層必須減小儲層必須減??；u 對于大斜度井、大位移井、水平井等特殊工藝井，不僅對于大斜度井、大位移井、水平井等特殊工藝井，不僅要求鉆井液濾失量低，還要求泥餅具有良好的潤滑性，防止要求鉆井液濾失量低，還要求泥餅具有良好的潤滑性，防止粘附卡鉆、鍵槽卡鉆等。粘附卡鉆、鍵槽卡鉆等。二、地層對鉆井液濾失性能的要求二、地層對鉆井液濾失性能的要求 第三節(jié) 鉆井液濾失性與鉆井的關(guān)系明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行46l另外，另外，適當(dāng)?shù)臑V失量對提高機(jī)械鉆速是有利

36、的適當(dāng)?shù)臑V失量對提高機(jī)械鉆速是有利的，瞬時濾，瞬時濾失量較大時，鉆頭下面的已經(jīng)被鉆頭破碎的巖石在各個失量較大時，鉆頭下面的已經(jīng)被鉆頭破碎的巖石在各個方向上的壓力能夠迅速達(dá)到平衡，使巖屑能及時離開井方向上的壓力能夠迅速達(dá)到平衡，使巖屑能及時離開井底，底，減輕壓持效應(yīng)，提高鉆頭的破巖效率減輕壓持效應(yīng)，提高鉆頭的破巖效率。二、地層對鉆井液濾失性能的要求二、地層對鉆井液濾失性能的要求 第三節(jié) 鉆井液濾失性與鉆井的關(guān)系明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行47對鉆井液濾失性能的一般要求l在在鉆開油氣層鉆開油氣層時，應(yīng)盡力控制濾失量，以減輕對油氣層的損時，應(yīng)盡力控制濾失量，以減輕對油氣層的損害。害。一般情況下，

37、此時的一般情況下，此時的APIAPI濾失量應(yīng)小于濾失量應(yīng)小于5m15m1，模擬井底溫模擬井底溫度的度的HTHPHTHP濾失量應(yīng)小于濾失量應(yīng)小于15ml15ml。l鉆遇易坍塌地層鉆遇易坍塌地層時，濾失量需嚴(yán)格控制，時，濾失量需嚴(yán)格控制，APIAPI濾失量最好不濾失量最好不大于大于5ml5ml。二、地層對鉆井液濾失性能的要求二、地層對鉆井液濾失性能的要求 第三節(jié) 鉆井液濾失性與鉆井的關(guān)系明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行48l對一般地層，API濾失量應(yīng)盡量控制在10ml以內(nèi)，HTHP濾失量不應(yīng)超過20ml。l注：鉆井液濾失量的大小與鉆井液選型、地層滲透率、注：鉆井液濾失量的大小與鉆井液選型、地層滲透率、鉆井液成本有關(guān)，不能一切照搬上述指標(biāo)。鉆井液成本有關(guān)，不能一切照搬上述指標(biāo)。二、地層對鉆井液濾失性能的要求二、地層對鉆井液濾失性能的要求 第三節(jié) 鉆井液濾失性與鉆井的關(guān)系明德大愛創(chuàng)新篤行明德大愛創(chuàng)新篤行49u 研究濾失性能控制與調(diào)整之前，我們再返回去看看影響鉆研究濾失性能控制與調(diào)整之前，我們再返回去看看影響鉆井液濾失量的因素，井液濾失量的因素，濾失時間、壓差、溫度、濾液粘度、泥濾失時間、壓差、溫度、濾液粘度、泥餅滲透率、巖層滲透率