5-1_钻井液的滤失性.pptVIP

对于钻井液，往往泥饼是泥饼越厚钻井液的滤失量越大，泥饼越薄滤失量越小。主要原因是泥饼的渗透性存在差别。一般情况下（以API失水为例），泥饼越薄说明泥饼的压实程度比较大，比较致密，渗透性差，所以滤失量小。 渗滤压差影响着泥饼的压实性，高压差有利于泥饼的压实。有的资料指出，泥饼的压缩系数一般为0.80-0.87；而加重钻井液泥饼的压缩系数只有0.32-0.69。 e. 泥饼压实性与渗透性对滤失量的影响 实验结果表明，一般钻井液的泥饼渗透率为10-5 μm2 ；未处理的淡水钻井液的泥饼渗透率为10-6 μm2 ：用分散性处理剂处理的钻井液，泥饼的渗透率为10-7 μm2级。一般情况下，泥饼的渗透率均至少比地层渗透率小个数量级。 泥饼的渗透性受粘土颗粒直径、处理剂种类、性能等因素有关。粘土颗粒细泥饼的孔隙小且少，泥饼比较致密，降滤失剂的存在也会通过不同的方式影响滤失量，化学吸附、物理封堵等等，使渗透率降低。 f、地层渗透率对钻井液滤失量的影响 在推导钻井液静滤失量公式时我们曾经假设，泥饼的渗透率远远小于地层渗透率，不考虑地层渗透率对钻井液静滤失的影响。实际上地层存在大量的孔隙和裂缝，具有一定渗透性。 在泥饼尚未形成之前，地层是泥浆滤失的第一渗透介质，所以地层渗透性大小决定了钻井液瞬时滤失量的大小。泥饼形成之后，才逐渐对滤失起主要作用，地层成为第二滤失介质。 如果地层渗透率很大或者有裂缝存在，甚至会发生漏失，钻井液固相颗粒太小，不能够堵塞或架桥在井壁处形成泥饼，此时的滤失量就非常大了。 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， 瞬时滤失渗入层(Zone Invaded by the Mud Spurt)，瞬时滤失时细颗粒渗入深度可达25～30 mm； 架桥层(Bridging Zone)，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(Internal Filter Cake)； 井壁表面形成具有一定渗透性的外泥饼( External Filter Cake)。 3、动滤失 a. 钻井液流动的影响 钻井液在循环流动过程中的滤失过程称为动滤失。影响动滤失的因素与静滤失相似，时间、压差、粘土类型、处理剂等，除此之外还受钻井液流动的影响。动滤失过程中，泥饼受钻井液流动的影响，泥饼的厚度受到限制，刚开始，厚度增加较快，之后会逐渐变慢，到形成速度等于冲蚀速度时泥饼厚度不再增加。 钻井液流态不同对井壁的冲刷能力不同，紊流的冲刷力最强，泥饼最薄，平板型层流泥饼厚度居中。尖峰型层流泥饼最厚。 b. 钻井液处理剂的影响 钻井液处理剂对动滤失量的影响规律与静滤失影响规律不同，这可能与处理剂在泥饼中作用有关，对泥饼剪切强度增加较大的降滤失效果较好，泥饼剪切强度增加较小的处理剂，降低滤失量效果也较差。 4、瞬时滤失 一般说瞬时滤失时间很短，滤失量很小，在总滤失量当中所占比例较小。 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向的。下表所示的实验结果很好地说明了这一问题。 第三节 钻井液滤失性与钻井的关系 一、钻井液滤失量与钻井作业的关系 对于裂缝性地层、硬脆性地层、活性泥页岩地层等会引起地层粘土矿物水化膨胀分散、剥落掉块等井壁不稳定现象； 如果是油气层，滤液侵入会引起储层粘土矿物膨胀，减小油气流动通道，降低油气层渗透率； 钻井液固相的侵入会堵塞储层孔隙，降低储层渗透率，总之都会造成油气层损害，降低油气层产能，造成能源的巨大浪费。 灰色和棕色泥岩 灰黑色泥岩 砂岩 鉴于以上原因，我们希望钻井液滤失量越小越好。由于要考虑钻井液的流动性、成本等因素，钻井液的滤失量不可能很小。只能根据具体情况，井深、岩层渗透性、井身结构等具体考虑。 在实际钻进过程中，钻井液的滤失量是不断变化的，总的原则是：浅层可以稍大，深层必须减小；非储层可以稍大，储层必须减小； 对于大斜度井、大位移井、水平井等特殊工艺井，不仅要求钻井液滤失量低，还要求泥饼具有良好的润滑性，防止粘附卡钻、键槽卡钻等。 二、地层对钻井液滤失性能的要求 另外，适当的滤失量对提高机械钻速是有利的，瞬时滤失量较大时，钻头下面的已经被钻头破碎的岩石在各个方向上的压力能够迅速达到平衡，使岩屑能及时离开井底，减轻压持效应，提高钻头的破岩效率。 对钻井液滤失性能的一般要求 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。一般情况下，此时的API滤失量应小于5m1，模拟井底温度的HTHP滤失量应小于15ml。 钻遇易坍塌地层时，滤失量需严格控制，API滤失量最好不大于5ml。 对一般地层，API滤失