【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 沒(méi)有篩除、泥漿含有氣泡和測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)短的影響； 7）對(duì)于沒(méi)有加重的泥漿馬氏漏斗粘度一般應(yīng)在 3045秒，加重的泥漿則在 4560秒，高粘土含量的稠泥漿將達(dá) 75120秒。 2022/2/16 59 （ ）馬氏漏斗粘度測(cè)定要點(diǎn) 1）馬氏漏斗粘度計(jì)應(yīng)當(dāng)清潔無(wú)損； 2）用于測(cè)定的泥漿應(yīng)當(dāng)是均勻一致和有代表性的； 3）測(cè)定結(jié)果單位為秒 /夸脫，泥漿的溫度也應(yīng)記錄； 4）漏斗粘度計(jì)在測(cè)定前不干凈會(huì)產(chǎn)生誤差； 5）泥漿樣品沒(méi)有通過(guò)漏斗上的篩可能會(huì)引起測(cè)定不準(zhǔn)確； 6）漏斗的泥漿出口管擴(kuò)大或被干泥漿部分堵塞將使測(cè)定不準(zhǔn)確； 7）計(jì)時(shí)秒表不準(zhǔn)確也使測(cè)定不準(zhǔn)確； 8）馬氏漏斗應(yīng)經(jīng)常用清水進(jìn)行校正（ 21177。 3℃ 的淡水流出時(shí)間為 26177。 ）。 2022/2/16 60 （ ） 流動(dòng)性不良的原因與處理 1）過(guò)高粘度、屈服值和切力的一般原因 固相被污染物絮凝 /反絮凝劑加量不足 /高固相堆積 /惰性固相在被研磨到極細(xì)顆粒時(shí)也會(huì)明顯增大粘度 ； 2）過(guò)高粘度、屈服值和切力的一般處理方法 加水 /加反絮凝劑 /轉(zhuǎn)換為易于對(duì)付污染的泥漿體系 /強(qiáng)化固控設(shè)備的使用效果； 3）過(guò)低粘度、屈服值和切力的一般原因： 加入太多稀釋水 /地層水大量侵入 /搬土濃度不足 /聚合物加量不夠； 4）過(guò)低粘度、屈服值和切力的一般處理方法： 加入搬土或高粘度聚合物 /減少離心機(jī)處理時(shí)間 /加入少量絮凝劑 /增大泥漿密度以阻止地層水的侵入 /降低稀釋水用量； 2022/2/16 61 （ ）流動(dòng)性的要求 1）表明鉆井液在鉆井中清洗井眼、攜帶鉆屑能力及流動(dòng)阻力的大小，直接關(guān)系鉆井的快慢和安全； 2）盡可能用較低的粘切（不同密度有不同的最佳范圍）； 3）低固相泥漿的動(dòng) /塑比一般應(yīng)為 （ Pa/)； 4） n值一般保持 ； 2022/2/16 62 2 ()鉆井液的濾失性能 2022/2/16 63 （ ）鉆井液濾失類型、控制目標(biāo) 1）濾失類型： 靜濾失 泥漿在靜止?fàn)顟B(tài) 動(dòng)濾失 泥漿在運(yùn)動(dòng)著 瞬時(shí)失水 濾餅尚未完全形成之前很短時(shí)間內(nèi)的失水量 ； 2）濾失控制的目標(biāo)： 薄的泥餅 低失水 2022/2/16 64 (1) 水基鉆井液中的水 水基鉆井液 = 固相 +水 +處理劑 鉆井液中的水由三部分組成： ? 結(jié)晶水 （化學(xué)結(jié)合水） —— 粘土礦物晶體構(gòu)造的組成部分。 ? 吸附水 （束縛水） —— 由固相顆粒分子間力吸附的水化膜。 ? 自由水 —— 鉆井液中自由移動(dòng)的水，分散介質(zhì)。 特點(diǎn)： 占總水量中的絕大部分。 水在泥漿中所呈狀態(tài) 吸附水 結(jié)晶水 自由水 2 ()濾失造壁性的基本概念 2022/2/16 65 ()失水與造壁的概念 為了防止地層流體進(jìn)入井內(nèi)，鉆井液液柱的壓力必須大于地層流體的壓力，于是，鉆井液總是趨向于向地層漏失或?yàn)V失。 ? 漏失 —— 鉆井液的固相和液相全部進(jìn)入地層的現(xiàn)象。 ? 濾失 —— 鉆井液中只有液相進(jìn)入地層的現(xiàn)象。 ? 失水 —— 鉆井液中的自由水在壓差作用下向井壁巖石的裂隙或孔隙中滲透。 ? 泥餅 —— 鉆井液濾失過(guò)程中留在井壁或者濾膜上的 物質(zhì)。 ? 造壁性 —— 在濾失過(guò)程中，隨著鉆井液中的自由水進(jìn)入巖層，鉆井液中的固相顆粒便附著在井壁形成泥餅。 5 2022/2/16 66 2022/2/16 67 () 瞬時(shí)失水 Spurt Loss —— 濾餅尚未完全形成之前很短時(shí)間內(nèi)的失水量。 特點(diǎn) ： 時(shí)間短（ t 2秒 )；比例小。 7 2022/2/16 68 ()動(dòng)失水 Dynamic Filtration —— 鉆井液循環(huán)時(shí)的失水量。 特點(diǎn) ： ? 泥餅形成、增厚與沖蝕處于動(dòng)平衡。 （高滲透率 ? 低滲透率 = C） ? 失水速率大、失水量大。 8 2022/2/16 69 （ ）泥漿動(dòng)濾失差所帶來(lái)的問(wèn)題 1）地層評(píng)價(jià)問(wèn)題； 2）地層損害。 2022/2/16 70 ()靜失水 Static Filtration —— 井下：鉆井液停止循環(huán)后的失水。 —— 室內(nèi)：指定靜態(tài)條件下，靜失水儀器測(cè)得的失水。 特點(diǎn) ： ? 失水速率小、失水量較小。 ? 泥餅厚（無(wú)沖蝕作用）。 9 2022/2/16 71 （ ）泥漿靜濾失差所帶來(lái)的問(wèn)題 1）縮徑； 2）壓差卡鉆； 3）地層評(píng)價(jià)效果不好； 4）固井時(shí)水泥置換作用不好。 2022/2/16 72 （ ）鉆井液的動(dòng)濾失量 影響動(dòng)失水的因素： ①影響靜失水的因素同樣影響動(dòng)失水。 ②環(huán)空返速 紊流：返速高，沖蝕大，動(dòng)失水大。 層流：返速低，沖蝕小，動(dòng)失水小。 平板型層流：返速低，沖蝕小，動(dòng)失水小。 ③泥餅強(qiáng)度：強(qiáng)度高，不易沖蝕，動(dòng)失水小。 2022/2/16 73 （ ）各種因素對(duì)靜濾失的影響 因素 泥餅厚度 濾失量 滲透率 增大 增厚 增大； 時(shí)間 延長(zhǎng) 增厚 增大； 壓差 增大 增厚 增大； 泥漿固相 增多 增厚 下降； 濾液粘度 增加 減簿 下降。 2022/2/16 74 ()鉆井液的靜失水 Static Filtration 1. 靜失水方程 假設(shè)條件 ： ? 泥餅厚度 h 井眼直徑； ? 濾失過(guò)程為線性關(guān)系 —— K = C； ? 濾失為恒溫恒壓過(guò)程。 靜失水方程推導(dǎo) ： 利用達(dá)西滲濾公式 ： (1) 式中 ， vf —— 濾失量， cm3； t —— 濾失時(shí)間， s； k —— 泥餅滲透率， darcy。 P —— 濾失壓力 ,kg/cm2。 ? —— 濾液粘度， ； h —— 泥餅厚度， cm； A —— 濾失面積， cm2。 ?? hk A Pdtdv f12 2022/2/16 75 如果一定體積的鉆井液 Vm全部 濾失完，則在 Vm當(dāng)中，有 Vf的濾液體積從Vm中擠壓出去，剩下 Vc的泥餅體積擠不出去，于是可以得到： Vm = Vf + Vc = Ah + Vf (2) Vc / Vf = R = 常數(shù) (3) 將（ 2）、（ 3）式代入達(dá)西公式（ 1）中，得到： (4) 對(duì)（ 4）式兩邊積分，得： (5) f2fRVk P AdtdV??cf2f22fVV.k P t2VRtk P AV21????13 2022/2/16 76 根據(jù)假設(shè)可知，泥餅中干固體體積等于泥餅體積與泥餅中固相體積分?jǐn)?shù)的乘積。即： Vc =hACc 鉆井液中固相體積百分?jǐn)?shù)為： Vc /Vf= hACc// (hA+Vf) 聯(lián)立解以上兩式，得： (6) 將 （ 5）式代入達(dá)西公式（ 1）中，并積分得： (7) 比較（ 7）式與（ 5）式，可以看到： Cc /Cm1 = Vf /Vc )1CC(AVhmcf?????)1CC(k P t2AV mcf14 2022/2/16 77 2. 影響靜失水的因素 ? Vf 與 t的關(guān)系 Relationship Between Filtration and Time 理論關(guān)系： 在直角坐標(biāo)上任取兩點(diǎn)，可以得到 ： Vf 與 t的關(guān)系 ?????)1CC(kP2CtCtAVmcf ??1f122f121f2fVttVttVV???t1/2 0 Vf t1 1/2 Vf1 t2 1/2 Vf2 該式實(shí)際上表明了任意時(shí)刻失水量之間的關(guān)系。 如果： t1 =； t2 =30分鐘；則： Vf30’ = ’ 15 2022/2/16 78 實(shí)際關(guān)系 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在直角坐標(biāo)上的直線存在截距 —— 正截距和負(fù)截距。 原因分析： ? 正截距：泥餅未形成之前鉆井液濾失量較大。 ? 負(fù)截距：濾失量很小，不足以充滿濾紙和儀器排出管。 Larsen 方程： Vf’ = ? Vsp? + A(ct)1/2 根據(jù)： Vf 30’ = 2Vf ’ 得到： Vf 30’ Vsp = A(c30’)1/2 Vf ’ Vsp = A(’)1/2 聯(lián)立解之，得到： Vf 30’ = 2 Vf ’ Vsp Vf 30’ = 2 Vf + Vsp 式中： Vf’ —— 考慮了瞬時(shí)失水的靜失水量； Vf —— 未考慮瞬時(shí)失水的靜失水量。 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)。 實(shí)際上 ： Vf ? Px 原因： k ≠ 常數(shù)。 指數(shù) x 的實(shí)質(zhì)： ? 反映壓力對(duì)泥餅可壓縮性， x 越小，泥餅可壓縮性越好， k 越小。 ? x 是直線斜率，一般小于 。 ? x 與固相粒子形狀和大小有關(guān)。 一般： 粘土 ： x = 頁(yè)巖： x = 膨潤(rùn)土： x = 0 LgP 0 LgV Vf 與 P的關(guān)系 17 2022/2/16 80 ? Vf 與 ? 的關(guān)系 Relationship Between Viscosity and Filtrate Volume 由靜失水方程可知： Vf ? ?1/2 ； 而： 1/ ? ? 溫度 T 所以： Vf = f (T) 影響規(guī)律 ： T↑→ ? ↓ → V f ↑ 例如：用純水配制的鉆井液，在 20 0C與 100 0C比較。 T ↑ 粘土聚結(jié)和絮凝狀態(tài)改變 → k ↑ → V f ↑ ； 粘土去水化，吸附水 ↓ → 自由水 ↑ → Vf ↑ 。 T ↑ ，降失水劑要降解，若超過(guò)處理劑的抗溫能力，失水量急劇 增加。 P P 1002020f100f ?????18 2022/2/16 81 ? Vf 與固相含量及類型的關(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。 ? 降低泥餅中的固