3失水造壁性

§3—1泥浆失水造壁性概念一、失水、泥饼概念1．失水——泥浆中自由水在压差作用下，向具有孔隙地层渗透的过程称为失水。2．泥饼——随着失水的进行，泥浆中的固相颗粒被阻挡（过滤）在井壁形成的一层胶结物称为泥饼。二、失水造壁过程1．瞬时失水——钻头破碎岩石的瞬间，泥饼尚未形成的失水。2．动失水——泥浆循环过程中的失水特点：泥饼厚度保持恒定，失水速度恒定。3．静失水——泥浆静止过程中的失水。特点：随失水进行，泥饼达到最厚，失水速度减至最小。4．再次动失水特点：这次动失水稳定后，泥饼厚于第一次，失水速度小于第一次。失水造壁过程：瞬时失水→动失水→静失水↑↓静失水←动失水这样周而复始地进行着。各过程的失水和泥饼如图所示§3—2失水量、造壁性与钻井工艺的关系一、失水对钻井工艺的影响1．失水量大的影响(1)引起泥页岩垮塌，缩径(2)损害油气层2．泥饼厚的影响(1)易造成粘附卡钻(2)易造成井径缩小，从而引起泥包钻头，压力激动增大，卡钻等。二、失水和泥饼控制的原则1．失水控制失水量适当。注意提高滤液的矿化度复杂地层从严一般地层从宽井深从严井浅从宽长裸眼从严短裸眼从宽低矿化度从严高矿化度从宽使用分散剂从严使用聚合物从宽2．泥饼控制薄、致密、坚韧。§3—3影响失水量、泥饼厚度的因素一、瞬时失水影响因素：1.压差2.滤液粘度3.泥浆中固相粒子浓度和级别由于瞬时失水量仅占总失水量的小部分，且对提高钻速有利。一般不对瞬时失水作特别控制。二、静失水1．静失水方程10mfCCAVhuPtCCKAVmf1201222ttVfVftVftVf线即：在坐标上作图为一条直和成正比，以与5.7305.730225.730ffffVVVV5.72fV30fV2．影响因素(1)渗滤时间影响API标准规定测静失水时间为30分钟故把7.5分钟失水量乘以2等于30分钟失水量。上述关系是K值恒定的条件下得出，而实际上K值随时间增长而变小，故实际(2)压差的影响当K值恒定时有实际P对泥饼有一定压实作用，可能使K变小。P的增大对的影响大约有三种情况：①P对泥饼影响小P↗Vf↗②泥饼有一定可压缩性P↗K↘Vf基本不变③泥饼压缩性好P↗K↓Vf↘PVf(3)固相含量和水化程度的影响①Cm↗Vf↘此法是泥浆中固相含量增加，这样会使钻速降低，泥饼增厚，流变性变差，是不可取的。②C0↘Vf↘途径：提高粘土水化程度，这是降失水的有效途径。10mfCCV(4)泥饼渗透率（K）的影响K是影响泥浆失水量的主要因素，降K是控制失水的主要途径。降K的方法：①保持固体粒子有合理收配----即有一定数量的搭桥粒子（大尺寸粒子），又有足够的胶体粒子。②提高粘土颗粒的水化程度。5．滤液粘度和温度的影响①粘度②温度T↗u↘Vf↗ffVuuV则1bnfukdtdVbf泥浆剪切应力式中：——泥饼的压缩性固相粒子间摩擦力————bf三、动失水的影响动失水量占总失水量的90%左右。故控制失水量主要考虑动失水。根据动失水方程影响因素有K、u、n、、f、b1．流态的影响平板型层流较尖峰型层流动失水大。紊流平板型层流尖峰型层流2．处理剂对静、动失水的影响。3．固相粒子摩擦系数的影响fxvfVkddV实质：bnfukdtdVbf四、影响泥饼厚度的因素根据hCCChVCCAVhmmfmf00.2.1)1(五、控制失水造壁性的途径通过改善泥饼质量，确定适当的泥浆密度以减小液柱压差，提高滤液粘度，缩短泥浆浸泡时间，控制泥浆上返速度及流态等方法来减小泥浆进入地层的失水量。建立薄、致密、韧的泥饼。§3—4泥浆失水造壁性控制方法一、控制指标一般地层：API失水15ml.泥饼2mm易水化地层：API失水5ml.泥饼2mm二、失水造壁性的调节主要途径：降K，提n关键：形成薄而致密，坚韧的泥饼即适当的颗粒级配和粒子浓度及保持足够数量水化膜的胶体粒子。方法：1.使用搬土2.加入适当纯碱，烧碱或有机分散剂。3.加入CMC护胶，增大滤液粘度，本身堵孔。4.加入一些极细的胶体粒子。