【正文】 。 t1/2 Vf VsP Vf 與 t的關(guān)系 16 2022/2/16 79 ? Vf 與 P的關(guān)系 Relationship Between Pressure and Filtration Volume 理論上： LgVf = 1/2 LgP +1/2 LgC 即： Vf ? P1/2 條件： k = 常數(shù)。 ? x 與固相粒子形狀和大小有關(guān)。 P P 1002020f100f ?????18 2022/2/16 81 ? Vf 與固相含量及類(lèi)型的關(guān)系 Vf ? (Cc/Cm 1)1/2 顯然，若要降低失水量 Vf ，可以采取的方法為： ? 提高鉆井液中的固相含量 Cm . 存在問(wèn)題 ：固含增加，將導(dǎo)致鉆井液流變性變差，同時(shí)，鉆進(jìn)速度降低。 19 2022/2/16 82 ? 泥餅厚度 h與 vf 的關(guān)系 Relatiionship Between Cake Thickness and Filtration 影響規(guī)律 ： a. Vf ↓ → h ↓ 。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)： 固相粒度分布越寬 → ? ↓ → h ↓ ； 小粒子越多 → ? ↓ → h ↓ 。 ? 膠體粒子濃度（含量）對(duì) k 的影響 規(guī)律： k完全取決于鉆井液中膠體粒子（ d 10 5 ?m） 的比例和含量。 ? 細(xì)小粒子多。 2022/2/16 92 （ ）對(duì)濾失性的基本認(rèn)識(shí)點(diǎn) 1）控制濾失性能是很重要的，關(guān)系到： 地層損害 /滲透率損害 /影響電測(cè)評(píng)價(jià) /厚的井壁泥餅 /井眼保護(hù)； 2）濾失速度取決于： 組成泥餅的物質(zhì)類(lèi)型和數(shù)量 /壓力（有時(shí)） /有機(jī)處理劑的濃度 /固相顆粒絮凝的程度 /地層的滲透性 /溫度 /水相的組成； 3）濾失量與時(shí)間的關(guān)系：其中最常使用的是 ； 4）濾餅是在泥漿通過(guò)滲透性介質(zhì)時(shí)固相被阻而形成的類(lèi)似固體的物質(zhì)；濾失測(cè)定時(shí)泥餅厚度單位為 mm(英制單位是 1/32in)； 5）高濾失量的主要原因： 污染物進(jìn)入泥漿體系引起固相絮凝 用水或鹽水過(guò)分沖稀 離心機(jī)除去膠體固相過(guò)多 泥漿中固相顆粒大小分布不好 缺少控制濾失的處理劑，如搬土和聚合物降濾失劑 聚合物降濾失劑高溫降解 泥漿沒(méi)有得到應(yīng)有的反絮凝處理。 2022/2/16 97 （ ）濾失測(cè)定的誤差原因 1）試驗(yàn)沒(méi)有按照 30分鐘準(zhǔn)確進(jìn)行； 2） HTHP濾失試驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有乘 2； 3）收集濾液的量筒沒(méi)有經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確校正； 4）濾液體積測(cè)定不正確； 5）濾失儀有故障：如泄漏、氣閥門(mén)開(kāi)關(guān)不良，等等； 6）溫度和壓力控制很差。 2022/2/16 101 ().鉆井液失水造壁性的調(diào)節(jié)與控制 調(diào)節(jié)、控制目標(biāo)： Vf 小 ； h 薄、密韌。 2022/2/16 104 （ ）油基泥漿的降濾失劑 1）乳化的水； 2）胺處理的褐煤； 3）氧化瀝青。 ? 泥餅粘附卡鉆。 10 2022/2/16 106 （ )控制失水量 五嚴(yán)五寬 五嚴(yán) ： 井深、裸眼長(zhǎng)、礦化度低、油氣層段、易塌層段。通常測(cè)定鉆井液濾液中鉀、鈣、鎂等陽(yáng)離子和氯、硫酸根、碳酸氫根、碳酸氫根、氫氧根等陰離子。 2022/2/16 117 （ ）鈣、鎂離子的測(cè)定 1）通常采用 EDTA絡(luò)合滴定法； 2） EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為 （ ）； 3）指示劑為鈣指示劑，與鈣生成粉紅至酒紅色的絡(luò)合物，滴定時(shí)顏色由紅變?yōu)樗{(lán)色，繼續(xù)加入 EDTA溶液而不再出現(xiàn)由紅變藍(lán)的顏色變化即為終點(diǎn)； 400 EDTA溶液體積（ ml ） 4）鈣離子濃度（ mg/l） = 試樣體積（ ml）； 5）鎂離子濃度（ mg/l） = （以鈣離子表示的總硬度－鈣離子濃度） 2022/2/16 118 （ ）其它性能 1）堿度與 pH值 2）含砂量 3）固相、水、油含量 4）潤(rùn)滑性 5）腐蝕性 6）抑制性 7）抗溫性 8）熒光性 9）毒性 2022/2/16 119 （ ） pH值顧念 一、 pH值概念 pH值表示氫離子濃度 (克離子濃度 )的負(fù)對(duì)數(shù)值。 pH7時(shí)，泥漿呈酸性； pH值越小，酸性越強(qiáng)。用玻璃電極 pH計(jì)準(zhǔn)確可靠，且使用高質(zhì)量電極和設(shè)計(jì)合適的儀器還可排除一些干擾。 2022/2/16 122 （ ）可以引起 pH值改變的因素 1）化學(xué)劑的加入，如有機(jī)酸類(lèi)稀釋劑； 2）加入水沖??； 3）地層水侵入； 4）與鉆開(kāi)的地層反應(yīng)，特別是活性粘土； 5）與地層中可溶性鹽反應(yīng)，如氯化鈉，硫酸鈣； 6）鉆遇硫化氫； 7）遇到二氧化碳?xì)怏w； 8）加入碳酸鈉； 9）加入碳酸氫鈉； 10）遇到水泥污染； 11）加入石灰； 12）加入氫氧化鉀或氫氧化鈉。 2022/2/16 124 （ ）水基體系 堿度的基本常識(shí) 1）在鉆井液中碳酸氫根離子和碳酸根離子均為有害離子，會(huì)破壞流變和濾失性能； 2） Mf/Pf=3時(shí)，表明碳酸根濃度較高，即出現(xiàn)推算根污染； Mf/Pf≥5時(shí)，表明碳酸根污染嚴(yán)重； 3） pH＞ ，碳酸氫根幾乎不存在； pH＜ ，則只存在碳酸氫根； pH在 ，碳酸氫根離子和碳酸根離子可以共存； 4）一般泥漿 的 Pf最好在 ； 飽和鹽水泥漿的 Pf在 1ml以上；海水泥漿的 Pf應(yīng)控制在 ； 5）深井抗高溫泥漿應(yīng)嚴(yán)格控制碳酸根的含量，一般應(yīng)控制 Mf/Pf＜ 3。 2）堿度可以計(jì)算確定泥漿濾液中氫氧根離子、碳酸氫根離子、碳酸根離子的含量，判斷泥漿堿性的來(lái)源； 3）堿度也可以用于計(jì)算確定泥漿中懸浮石灰的量； 2）能夠使 pH值降至 （酚酞由紅色變?yōu)闊o(wú)色）所需酸量稱(chēng)為酚酞堿度（ Pm和 Pf)； 3）能夠使 pH值降至 （甲基橙由黃色變?yōu)槌燃t色）所需酸量稱(chēng)為甲基橙堿度（ Mf)。 2022/2/16 120 （ ） pH值基本常識(shí) 1） pH值的范圍是 014，中性時(shí)是 7，低于 7為酸性，高于 7為堿性； 2） pH值是泥漿酸堿性的量度，是泥漿中氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)； 3）泥漿酸堿性的強(qiáng)弱直接與粘土的分散程度有關(guān)，影響泥漿的粘度、切力和其他性能參數(shù)； 4）大多數(shù)泥漿的 pH值控制在 811之間，目的在于： 減輕對(duì)鉆具的腐蝕 /預(yù)防因氫脆而引起的鉆具損壞 /抑制地層鈣、鎂鹽的溶解 /有利于處理劑充分發(fā)揮效能 /預(yù)防遇到硫化氫對(duì)人員中毒的危險(xiǎn)； 5）一般情況下，分散型鉆井液 pH值在 10以上；石灰鉆井液pH值在 1112；石膏鉆井液的 pH值在 ；聚合物鉆井液pH值在 ； 6）調(diào)節(jié) pH值一般用燒堿，有時(shí)也用純堿和石灰，在常溫下，10%的氫氧化鈉溶液的 pH值為 ； 10%的碳酸鈉溶液的 pH值為；石灰的飽和溶液的 pH值為 。 二、測(cè)定方法 測(cè)定泥漿 pH值的方法有兩種：一是用 pH值試紙的比色法；另一種是用玻璃電極 pH計(jì)。 泥漿 pH值的大小表示泥漿酸堿性的強(qiáng)弱。 2022/2/16 114 （ ）總硬度（濾液或配漿水） 1）對(duì)濾液或水總硬度的最主要根源是鈣，只有在pH低于 ； 2）通常以鈣含量表示泥漿的總硬度； 3）鈣的來(lái)源： 配漿水 /地層水 /海水 /石膏 硬石膏 /水泥 /熟石灰 /地層 /氯化鈣； 4）降低鈣的方法： 稀釋 /pH＜ / pH＞ 用小蘇打 沉淀 /在低 pH泥漿中用磷酸鹽 /用醋酸或草酸等弱酸/由粘土吸附； 2022/2/16 115 （ ）水或?yàn)V液總硬度的測(cè)定 1）通常采用 EDTA絡(luò)合滴定法； 2）用硬度指示劑，當(dāng)含有鈣和 /或鎂離子時(shí)顯示酒紅色，滴定時(shí)顏色由紅變藍(lán)色，繼續(xù)加入 EDTA溶液而不再出現(xiàn)由紅變藍(lán)的顏色變化即為終點(diǎn)； 400 EDTA溶液體積（ ml ） 3）以鈣離子表示總硬度（ mg/l） = 試樣體積（ ml）； 4）。 11 2022/2/16 107 （ ）總結(jié)：降濾失作用的要點(diǎn) 1）主要目的：形成低滲透率的泥餅； 2）實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：薄泥餅，低濾失； 3）減少增大滲透率的固相： 鉆屑 /絮凝固體顆粒； 4）添加能減少滲透率的固體顆粒： 搬土（水化的和反絮凝的） 在較高溫度時(shí)使用褐煤 淀粉和 CMC 淀粉與聚陰離子纖維素（ 4： 1）。 失水量 —— 適當(dāng)（并非越小越好）。 ? 油氣層內(nèi)粘土水化膨脹使產(chǎn)層滲透率下降，從而損害油氣層。 25 2022/2/16 102 （ ）濾失性能的維護(hù) 1）利用泥漿稀釋劑改進(jìn)泥漿的反絮凝； 2）加入改性淀粉、 CMC、褐煤等天然化合物； 3）添加搬土； 4）加入合成聚合物； 5）沉淀污染性陽(yáng)離子； 6）將泥漿轉(zhuǎn)換成抗污染的泥漿體系； 7）控制稀釋水的用量和控制離心機(jī)使用的時(shí)間。 2022/2/16 100 （ ）高溫高壓濾失測(cè)定的特別告誡 1）如果用過(guò)濾面積為 ，試驗(yàn)結(jié)果的濾失量務(wù)必乘以 2； 2）報(bào)告試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，一定要同時(shí)注明溫度、壓力和測(cè)定時(shí)間； 3）在拆除泥漿漿杯之前，應(yīng)當(dāng)先冷卻至室溫； 4）對(duì)于在 300℉ 400 ℉ 區(qū)間試驗(yàn)時(shí)，泥漿杯內(nèi)泥漿面以上要留有至少 ； 在拆除泥漿漿杯之前，應(yīng)當(dāng)保持泥漿杯直立狀態(tài)并冷卻至室溫； 5）高于 400 ℉ 試驗(yàn)時(shí)，每一次試驗(yàn)都要用一個(gè)新的帶有孔隙的不銹鋼圓盤(pán)； 6） API失水和 HTHP失水之間沒(méi)有直接的相關(guān)性 。 2022/2/16 94 （ ） 濾失性測(cè)定要點(diǎn) 1）務(wù)必失水儀的泥漿杯和全部部件包括墊圈都干凈和正常； 2）利用一個(gè)經(jīng)過(guò)校正的能容納全部濾液的量筒； 3）一定要進(jìn)行準(zhǔn)確的 30分鐘測(cè)定； 4）要報(bào)告試樣開(kāi)始試驗(yàn)時(shí)的溫度； 5）不要重復(fù)使用濾紙； 6）拆除泥漿杯時(shí)一定要小心釋放掉壓力； 7）將泥漿裝入泥漿杯內(nèi)之前要充分?jǐn)嚢枘酀{； 8）小心取出濾紙，盡量不要損傷濾紙上的濾餅； 9）用柔和的水流沖洗濾餅，油基泥漿的濾餅用柴油沖洗； 10）測(cè)定泥餅厚度并加以文字描述；從量筒液面彎月面底部讀 取濾液體積數(shù)； 11）做油基泥漿濾失試驗(yàn)時(shí)要用耐油墊圈。 2022/2/16 89 （ ）水基泥漿濾失降低的 “ 劑 ” 1）搬土； 2）反絮凝劑； 3）褐煤； 4）聚合物； 5）瀝青； 6）乳化的油。 2022/2/16 87 ()泥餅薄、密、韌條件 ： ? 泥漿固含低 （土的膨脹性好）。 得到： （ 2） 再代入： h = Vc /A ； h = （ 3） 最后代入測(cè)定靜失水的 API標(biāo)準(zhǔn)條件： A = 45 cm2 ； P = kg/cm2 ； t = 30 min。 —— 該項(xiàng)影響規(guī)律說(shuō)明鉆井液應(yīng)該優(yōu)選優(yōu)質(zhì)土。 優(yōu)點(diǎn) ：泥餅中土少水多（束縛水多），水化膜厚，在壓力作用下易變形，