明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行第四章 钻井液的滤失性明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行l掌握有关的基本概念；掌握有关的基本概念；l钻井液滤失过程、滤失方程、影响因素钻井液滤失过程、滤失方程、影响因素及其调整；及其调整；l了解钻井液滤失造壁性与钻井的关系了解钻井液滤失造壁性与钻井的关系钻井液的滤失造壁性明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行l滤失（失水）造壁性的含义：主要是指钻井液滤主要是指钻井液滤失量的大小和所形成泥饼的质量；失量的大小和所形成泥饼的质量；l与钻井液滤失造壁性有关的钻井问题：（1）井下事故的发生；（2）井壁稳定；（3）提高钻井速度；（4）保持井眼规则和保证井下安全钻井液的滤失造壁性明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行钻井液的滤失造壁性明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行l1、滤失：在在压压力力差差的的作作用用下下，钻钻井井液液中中的的自自由由水水向向井井壁壁岩岩石石的的孔孔隙隙或或缝缝隙隙中中渗渗透透的的现现象象，称称为为钻钻井井液液的的滤滤失失作作用用通常我们用滤失量（FiltrationLoss）或失水量(WaterLoss)来表示滤失性的强弱两个基本条件：存在两个基本条件：存在压差压差和存在和存在孔隙或裂缝孔隙或裂缝。
第一节 基本概念明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行l2、造造壁壁性性：随随着着钻钻井井液液在在井井壁壁的的滤滤失失，自自由由水水进进入入地地层层，钻钻井井液液中中的的固固相相颗颗粒粒（包包括括钻钻井井液液添添加加剂剂分分子子或或颗颗粒粒、钻钻屑屑的的细细分分散散颗颗粒粒等等）便便附附着着在在井井壁壁上上形形成成泥泥饼饼（Mud Mud CakeCake或或Filter Filter CakeCake），也也可可以以进进入入地地层层一一定定深度，即钻井液的造壁性深度，即钻井液的造壁性 第一节 基本概念明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行u在在渗渗透透性性大大的的砂砂岩岩、砾砾岩岩、裂裂缝缝发发育育的的灰灰岩岩井井壁壁会会形形成成较较厚厚的的泥饼；泥饼；u而而在在渗渗透透性性小小的的页页岩岩、泥泥岩岩、石石灰灰岩岩和和其其它它致致密密岩岩石石的的井井壁壁上上只只会会形形成成较较薄薄的的泥泥饼饼，甚甚至至不不形形成泥饼第一节 基本概念明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行（1）瞬时滤失（）瞬时滤失（SpurtLoss）u没有泥饼，滤失速率很大，滤失时间很短，滤失量不大没有泥饼，滤失速率很大，滤失时间很短，滤失量不大。
2）动滤失（）动滤失（DynamicFiltration）u压差大，等于静液柱压力加上环空压力降和地层压力之差，压差大，等于静液柱压力加上环空压力降和地层压力之差，泥饼厚度维持不变，且较薄，单位时间的滤失量开始较大，随泥饼厚度维持不变，且较薄，单位时间的滤失量开始较大，随后逐渐减小，最后稳定在某一固定值后逐渐减小，最后稳定在某一固定值3）静滤失（）静滤失（StaticFiltration）u压差不太大，泥饼较厚，单位时间滤失量一般比动滤失量小压差不太大，泥饼较厚，单位时间滤失量一般比动滤失量小 第一节 基本概念3、钻井液滤失过程明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行u钻钻井液井液滤滤失量的失量的测测定包括定包括静滤失静滤失和和动滤失动滤失u静静滤滤失量的失量的测测定通常采用定通常采用API标标准准进进行行测试测试，测试测试装置主装置主要有要有滤失仪和和高温高压滤失仪两种；两种；u高温高高温高压滤压滤失失仪仪又分又分为为42型（型（3.5MPa/ 150）和）和71型型（180）动滤动滤失量的失量的测测定定仪仪器器较较多，但没有多，但没有统统一的一的评评价价标标准，准，钻钻井液井液滤滤失量的研究与失量的研究与测测定主要定主要为为静滤失量静滤失量。
一、滤失量的测定一、滤失量的测定第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行 API滤滤失失量量测测定定仪仪是是最最常常用用的的评评价价钻钻井井液液滤滤失失量量的的装装置置，其其实实验验压压差差为为（100psi），测测试试温温度度一一般般为为室室温温，滤滤失失时时间间30min，滤滤失失材材料料为为符符合合标标准准的的直直径径为为90mm的的滤滤纸纸但是室内试验往往测定但是室内试验往往测定0.69 MPa，的滤失量的滤失量一、滤失量的测定一、滤失量的测定第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素1、API滤滤失量失量测测定定仪仪（API Filter Press）明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行一、滤失量的测定一、滤失量的测定第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行u国内使用的主要是模国内使用的主要是模拟拟Baroid公司公司GGS-42型，型，实验实验条件条件为为：压压差，温度差，温度150u测测量量时间时间30min，其其滤滤失面失面积积比常温比常温API滤滤失失仪仪小一半因此，因此，测测得的得的滤滤失量失量应该应该乘以乘以2，才，才为钻为钻井液的井液的实际实际高温高高温高压滤压滤失量。
失量一、滤失量的测定一、滤失量的测定第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素2、高温高、高温高压滤压滤失量失量测测定定仪仪（HTHP Filter Press）明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行一、滤失量的测定一、滤失量的测定第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行l被被普普遍遍接接受受使使用用的的动动态态滤滤失失仪仪器器有有170-50型型动动态态滤滤失失仪仪和和范范-90动动态态滤滤失失装置l前前者者是是利利用用转转动动的的叶叶片片来来使使钻钻井井液液流动，渗滤介质为滤片流动，渗滤介质为滤片;l后后者者则则使使用用泵泵使使钻钻井井液液循循环环流流动动，过过滤滤介介质质为为陶陶瓷瓷滤滤芯芯，可可用用于于测测量量模模拟拟钻钻井井条条件件下下，当当滤滤饼饼被被冲冲蚀蚀速速度度与与沉积速度相等时的动态滤失量沉积速度相等时的动态滤失量HDF-1HDF-1型高温高压动态滤失仪型高温高压动态滤失仪一、滤失量的测定一、滤失量的测定第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素3、动滤动滤失量失量测测定定仪仪明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行静滤失量的特点是钻井液处于静止状态，在压差作用下形，在压差作用下形成泥饼，且泥饼厚度随滤失时间延长而增厚，是一个变量。
成泥饼，且泥饼厚度随滤失时间延长而增厚，是一个变量为了研究钻井液的滤失规律，首先我们需要作以下假设：为了研究钻井液的滤失规律，首先我们需要作以下假设：u泥饼的渗透率应该远远小于地层渗透率；泥饼的渗透率应该远远小于地层渗透率；u钻井液的滤失规律与流体在地层中的渗透规律类似，应该钻井液的滤失规律与流体在地层中的渗透规律类似，应该遵守遵守达西渗透定律达西渗透定律；二、钻井液静滤失量的影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素1、静、静滤滤失方程失方程明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行u泥饼的厚度与井眼直径相比非常小；泥饼的厚度与井眼直径相比非常小；u泥饼为平面型；泥饼为平面型；u泥饼在研究过程中厚度不变；泥饼在研究过程中厚度不变；u泥饼不可压缩，因此泥饼不可压缩，因此泥饼的渗透率为定值泥饼的渗透率为定值，在研究过程中，在研究过程中不变二、钻井液静滤失量的影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素1、静、静滤滤失方程失方程明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行更正！更正！二、钻井液静滤失量的影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行u在这些假设的基础上，根据达西渗透定律，可以推导出泥饼在这些假设的基础上，根据达西渗透定律，可以推导出泥饼的滤失速率方程：的滤失速率方程：其中：其中：dVf/dt滤失速率，滤失速率，cm3/s；K泥饼渗透率，泥饼渗透率，m2；Vf滤失体积，滤失体积，即滤失量，即滤失量，cm3；A-渗透面积，渗透面积，cm2; P-渗滤压力，渗滤压力，105Pa；t滤失滤失时间，时间，s；hmc泥饼厚度，泥饼厚度，cm。
滤液的粘度，滤液的粘度， 0.1mPas 二、钻井液静滤失量的影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行u 另外，我另外，我们认为们认为在渗在渗滤滤期期间间，在任何，在任何时间时间t 内，内，渗渗滤滤体体积积Vm的的钻钻井液中被井液中被过滤过滤的的固相体积固相体积等于沉等于沉积积在泥在泥饼饼上的固相体上的固相体积积（与（与动滤动滤失的区失的区别别）：）：所以：所以：其中：其中：钻钻井液中的固相体井液中的固相体积积分数；分数；泥饼中固相的体积分数泥饼中固相的体积分数二、钻井液静滤失量的影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素（1）明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行所以：所以：可以推出：可以推出：代入（代入（1）式，有）式，有二、钻井液静滤失量的影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行二、钻井液静滤失量的影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行2 2、影响钻井液滤失量的因素、影响钻井液滤失量的因素a.滤失时间uVfAt1/2，如果不考虑钻井液的瞬时滤失量，单单位面位面积滤积滤失量与失量与时间时间的平方根成直的平方根成直线线关系。
关系 测测定定钻钻井液井液API滤滤失量失量时时，应该应该以以30min计计算，但我算，但我们们一般通常只一般通常只测测，然，然后乘以后乘以2二、钻井液静滤失量的影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行u但但钻钻井液井液实验结实验结果表明，果表明，绘绘出的直出的直线线并不通并不通过过原点，原点，而相交于而相交于纵轴纵轴上某一点，形成一定的截距从下上某一点，形成一定的截距从下图图可以可以看出，在泥看出，在泥饼饼形成之前，存在一瞬形成之前，存在一瞬时滤时滤失量失量Vsp如果瞬时滤时滤失量大到可以失量大到可以测测量的量的话话，就，就应应根据下式确定根据下式确定API标标准准滤滤失量V30=2(V-Vsp)+Vsp二、钻井液静滤失量的影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行l最好作一如下图所示的滤失最好作一如下图所示的滤失量和滤失时间平方根关系的量和滤失时间平方根关系的曲线，用线上的两个点外推曲线，用线上的两个点外推出更长时间的滤失量并确定出更长时间的滤失量并确定瞬时滤失量。
瞬时滤失量二、钻井液静滤失量的影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行计算实例计算实例l使使用用API滤滤失失量量测测定定仪仪测测得得2min滤滤失失量量为为，滤滤失失量量为为，试试计计算算这这种种钻钻井液的瞬井液的瞬时滤时滤失量和失量和API滤滤失量瞬瞬时滤时滤失量和失量和API滤滤失量的求解失量的求解二、钻井液静滤失量的影响因素二、钻井液静滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失量的测定 及其影响因素明德大爱创新笃行明德大爱创新笃行b、滤失压差u从公式可以推出，钻井液的滤失量与从公式可以推出，钻井液的滤失量与滤失压差的平方根成正比，即如果泥饼滤失压差的平方根成正比，即如果泥饼不可压缩，压差增大，不可压缩，压差增大，滤失量增加滤失量增加u但是泥饼具有压缩性，但是泥饼具有压缩性，渗透率降低渗透率降低，所以滤失压差对钻井液滤失量的影响是所以滤失压差对钻井液滤失量的影响是一分为二的，具体哪个因素对钻井液的一分为二的，具体哪个因素对钻井液的滤失量影响更大一些，要看具体情况，滤失量影响。