任务任务1 钻井液密度的测定钻井液密度的测定学习目标学习目标1.能够校正钻井液密度计；2.能够安全准确操作密度计测定钻井液密度；3.能够根据现场的工艺要求进行钻井液密度的确定、计算；4.能够根据现场工艺要求采取有效地措施进行钻井液密度的调整。基基 础础 知知 识识 1.1.钻井液密度的概念钻井液密度的概念 一定体积的钻井液质量与其体积的比值。密度一般用符号“”表示，常用单位是g/cm3。 公式表达为： 密度密度() = () = 质量质量(m) / (m) / 体积体积(V)(V) 2.2.密度计的构造密度计的构造 密度计也称比重秤。钻井液配制与维护教材-2011.6学习情境3任务1 钻井液密度的测定.doc 密度计组成：秤杆、主刀口、泥浆杯、杯盖、游码、校正筒、水平泡和支架等。 钻井液杯容量：140 mL。 测量范围：0.952.00 gcm3。 技技 能能 训训 练练 一一. .钻井液密度计的校正钻井液密度计的校正 1.1.操作步骤操作步骤(1)将泥浆杯装满干净的淡水，盖好杯盖，并擦干外部的水。(2)把刀口放在支架的刀垫上，移动游码对准刻度线1.00g/cm3处。(3)检查秤杆是否平衡(水平泡居中)。若不平衡，可增减尾端圆筒中铅粒使之平衡。 2.2.技术要求技术要求(1)必须将杯盖及周围的水擦净。刀口对准刀垫，游码左边对准刻度线1.00 g/cm3。(2)水平泡必须居中，使之水平。 二二. .钻井液密度的测定钻井液密度的测定 (1)取下杯盖，装满钻井液，盖好杯盖，并缓慢拧动压紧，使多余的钻井液从杯盖的小孔中慢慢溢出。 (2)用手指压住杯盖孔，清洗杯盖及横梁上的钻井液，并用棉纱擦干净。将密度计刀口放于支架的主刀垫上，移动游码至平衡。 (3)在游码的左边缘读出所示刻度，就是所测钻井液的密度值。问问 题题 探探 究究 1.1.钻井对钻井液密度有哪些基本要求？钻井对钻井液密度有哪些基本要求？ 钻井液密度的大小决定着钻井液质量的大小，从而也决定了钻井液液柱压力的大小，即密度大，质量就大，液柱压力就大，反之就小。 钻井液功用：稳定井壁、平衡地层压力稳定井壁、平衡地层压力。 基本要求：“压而不死，活而不喷压而不死，活而不喷”。 2.2.在钻进过程中钻井液的密度如何在钻进过程中钻井液的密度如何进行确定？进行确定？ 钻井液配制与维护教材钻井液配制与维护教材-2011.6-2011.6学习情境学习情境33任务任务1 1 钻井液密度的测定钻井液密度的测定.doc.doc 3. 3. 钻井液密度的调整？钻井液密度的调整？ 3.1 3.1 提高钻井液密度的方法提高钻井液密度的方法第一种方法第一种方法：加入密度大的固体粉末。 如重晶石粉、石灰石粉等。第二种方法第二种方法：加入可溶性盐类。 如NaCl、CaCl2等。 3.2 3.2 降低钻井液密度的方法降低钻井液密度的方法机械除砂机械除砂：清除钻井液中的钻屑、砂粒等有害固相，减少钻井液固相含量，从而降低密度。清水（液体）稀释清水（液体）稀释。加入低密度物质加入低密度物质：充气、混油、空心颗粒等。 化学絮凝剂化学絮凝剂：使部分固体颗粒聚结沉淀。 拓拓 展展 知识知识 1.1.钻井用固体加重剂钻井用固体加重剂 1.1 1.1 加重剂加重剂：能提高钻井液密度，从而提高其液柱压力的物质。 1.2 1.2 一般要求一般要求：(1)(1)密度大密度大：加重效率高、粘度影响小。(2)(2)惰性惰性：难溶于水，不易起化学反应。(3)(3)硬度低硬度低：对钻具磨损小。(4)(4)颗粒细颗粒细：易悬浮。 1.3 1.3 常用固体加重剂常用固体加重剂： 重晶石粉（BaSO4） 灰白色或其它颜色，密度大于4.2，酸不溶解。 石灰石（CaCO3） 密度2.72.9 ，配制密度不超过1.3 ，酸溶性好，可用于完井液中。 铁矿粉：Fe2O3 密度4.95.3，酸溶。 钛铁矿粉：Fe2O3TiO2 密度4.5-5.1 ，酸溶。 方铅矿粉：PbS 密度7.4-7.7 ，不溶于 稀盐酸，溶于浓盐酸。 1.4 1.4 加重剂用量计算：加重剂用量计算： 1.5 1.5 降低密度计算：降低密度计算： 1.6 1.6 混浆计算：混浆计算： .钻井液配制与维护教材钻井液配制与维护教材-2011.6-2011.6加重剂用量计算例题：加重剂用量计算例题： 某井有密度某井有密度1.18 g/cm3的钻井液的钻井液150 m3，欲将其密度，欲将其密度提高到提高到1.25 g/cm3，需密度为，需密度为4.2 g/cm3的重晶石多少的重晶石多少吨吨?解：解：W加加 = 150 4.2（1.25 1.18）/（4.2 1.25）=14.95（t）答：需要密度为答：需要密度为4.2 g/cm3的重晶石的重晶石14.95 t。降低密度计算例题：降低密度计算例题：某井内有密度某井内有密度1.20 g/cm3的钻井液的钻井液150 m3，欲将其，欲将其密度降为密度降为1.15 g/cm3，需加水多少立方米，需加水多少立方米?解：解：X = 150（1.20 1.15）/（1.15 1.00）= 50（m3）答：需加水答：需加水50 m3。混浆计算混浆计算 例例1：某井中有密度为：某井中有密度为1.35 g/cm3的钻井液的钻井液150 m3，均匀混，均匀混入密度为入密度为1.50 g/cm3的钻井液的钻井液40 m3后，混合后的钻井液密后，混合后的钻井液密度是多少度是多少?解：解：= （1.35 150 1.50 40）/（150 40）= 1.38（g/cm3）答：混合后的钻井液密度是答：混合后的钻井液密度是1.38 g/cm3。例例2：某井中有密度为：某井中有密度为1.35 g/cm3的钻井液的钻井液150 m3，储备钻，储备钻井液的密度为井液的密度为1.75 g/cm3，欲将井内钻井液密度提高到，欲将井内钻井液密度提高到1.45 g/cm3，问需要混入多少储备钻井液，问需要混入多少储备钻井液?解：解：V2 = 150（1.45 1.35）/（1.75 1.45）= 50（m3）答：需要混入答：需要混入50 m3储备钻井液。储备钻井液。任务任务2 钻井液漏斗粘度的测定钻井液漏斗粘度的测定学习目标学习目标1.会进行马氏漏斗粘度计的校正；2.用马氏漏斗粘度计测定钻井液粘度；3.钻井液粘度的调整。基基 础础 知知 识识 1.1.钻井液粘度的概念钻井液粘度的概念 钻井液粘度是钻井液常规性能之一。因反映钻井液钻井液粘度是钻井液常规性能之一。因反映钻井液粘度的角度不一样，测量粘度的仪器设备的原理不一样，粘度的角度不一样，测量粘度的仪器设备的原理不一样，钻井液的粘度有钻井液的粘度有3 3类：类：漏斗粘度漏斗粘度：用漏斗粘度计测量：用漏斗粘度计测量(FV)(FV)。层流粘度层流粘度：用旋转粘度计测量，层流状态。：用旋转粘度计测量，层流状态。 如如AVPVSVAVPVSV。紊流粘度紊流粘度：用层流状态数据，依据卡森模式推导。：用层流状态数据，依据卡森模式推导。 如如 。一定体积的钻井液流一定体积的钻井液流经规定尺寸的小孔所经规定尺寸的小孔所需的时间。需的时间。技技 能能 训训 练练 一、漏斗粘度计的结构和种类一、漏斗粘度计的结构和种类 漏斗粘度漏斗粘度 Funnel Viscosity 范氏漏斗示意图范氏漏斗示意图 二、漏斗粘度计的校正二、漏斗粘度计的校正 1.1.操作步骤操作步骤(1)(1)用左手食指堵住漏斗管口，将用左手食指堵住漏斗管口，将1500 mL1500 mL淡水注入淡水注入马氏漏斗粘度计中，打开秒表的同时松开食指。马氏漏斗粘度计中，打开秒表的同时松开食指。(2)(2)待流出待流出946 mL946 mL淡水时，立即关停秒表，同时左淡水时，立即关停秒表，同时左手食指堵住管口。读出停表时间为手食指堵住管口。读出停表时间为26 26 0.5 s 0.5 s。 2.2.技术要求技术要求 (1)(1)马氏漏斗粘度计盖上的筛网孔径为马氏漏斗粘度计盖上的筛网孔径为1.6mm(121.6mm(12目目) )。 (2)(2)马氏漏斗粘度计必须注入马氏漏斗粘度计必须注入1500mL1500mL淡水，淡水，多或少都会影响结果的准确性。多或少都会影响结果的准确性。 二测量马氏漏斗粘度二测量马氏漏斗粘度 1.1.操作步骤操作步骤(1)(1)将已校正的漏斗粘度计垂直悬挂在支架上。将已校正的漏斗粘度计垂直悬挂在支架上。(2)(2)将将946mL946mL的量杯放于漏斗下边。用左手食指堵住的量杯放于漏斗下边。用左手食指堵住漏斗管口，将用漏斗管口，将用l500mLl500mL量杯所盛的钻井液搅拌后量杯所盛的钻井液搅拌后注入漏斗。注入漏斗。(3)(3)右手启动秒表，同时松开左手，待恰好流满量右手启动秒表，同时松开左手，待恰好流满量杯时，用左手堵住漏斗管口，同时关闭秒表。杯时，用左手堵住漏斗管口，同时关闭秒表。 (4)(4)秒表读值即为钻井液粘度值。秒表读值即为钻井液粘度值。 2.2.技术要求技术要求(l)(l)测量前必须对仪器进行校正。测量前必须对仪器进行校正。 (2)(2)测量用的钻井液要充分搅拌，且必须通过测量用的钻井液要充分搅拌，且必须通过筛网过滤。筛网过滤。(3)(3)注入漏斗的钻井液量必须是注入漏斗的钻井液量必须是1500mL1500mL，否则，否则可能会影响测量结果的准确性。可能会影响测量结果的准确性。 说明说明：漏斗粘度和表观粘度（层流中的）都是流体漏斗粘度和表观粘度（层流中的）都是流体总体粘度大小的量度，但两者之间只能相总体粘度大小的量度，但两者之间只能相互印证，不能转换，也无对应关系。互印证，不能转换，也无对应关系。 1.粘度高有利于钻井液携带岩屑，保持井底清洁粘度高有利于钻井液携带岩屑，保持井底清洁（利）（利）。 2. 在钻进过程中，粘度升高，钻速降低。粘度大，流动阻在钻进过程中，粘度升高，钻速降低。粘度大，流动阻力就大，功率消耗就大，泵功率一定的情况下，排量就降低力就大，功率消耗就大，泵功率一定的情况下，排量就降低（弊）（弊）。 3.另外，高粘度的钻井液在井底岩石表面形成一个粘性垫子，另外，高粘度的钻井液在井底岩石表面形成一个粘性垫子，它缓和了钻头牙齿对井底岩石的冲击切削作用它缓和了钻头牙齿对井底岩石的冲击切削作用（弊）（弊）。 结论：钻井液粘度既不能太高，也不能太低，结论：钻井液粘度既不能太高，也不能太低，应根据钻井速应根据钻井速度、设备功率及所钻地层的特点确定合适的钻井液粘度。度、设备功率及所钻地层的特点确定合适的钻井液粘度。 钻井对钻井液粘度的要求钻井对钻井液粘度的要求提高钻井液粘度的方法提高钻井液粘度的方法降低钻井液粘度的方法降低钻井液粘度的方法增加钻井液中自由水（补充清水即可）；增加钻井液中自由水（补充清水即可）； 加入稀释剂加入稀释剂(或降粘剂或降粘剂)； 升高温度。升高温度。 提高固相含量；提高固相含量； 加入水溶性高分子化合物；加入水溶性高分子化合物；提高固相分散度。提高固相分散度。(1)(1)铁铬木质素磺酸盐铁铬木质素磺酸盐(FCLS)(FCLS) 铁铬木质素磺酸盐是一种浅至深褐色带有纸浆味的自由流铁铬木质素磺酸盐是一种浅至深褐色带有纸浆味的自由流动粉末，是从淡水到不同浓度的盐水钻井液体系的有效降粘剂，动粉末，是从淡水到不同浓度的盐水钻井液体系的有效降粘剂，抗温抗温170170180180。(2)(2)磺甲基单宁磺甲基单宁(SMT) (SMT) 磺甲基单宁是深褐色自由流动粉末，是抗温可达磺甲基单宁是深褐色自由流动粉末，是抗温可达160160180180，并具有降滤失效应的降粘剂。，并具有降滤失效应的降粘剂。(3)(3)磺甲基栲胶磺甲基栲胶(SMK) (SMK) 磺甲基栲胶是一种单宁含量较低的磺化单宁提取物。磺甲基栲胶是一种单宁含量较低的磺化单宁提取物。 降粘剂（稀释剂）降粘剂（稀释剂）(4)(4)无铬木质素磺酸盐无铬木质素磺酸盐(CrFree-95) (CrFree-95) 无铬木质素磺酸盐是一种无铬木质素磺酸盐和水解聚无铬木质素磺酸盐是一种无铬木质素磺酸盐和水解聚丙烯酸钙的共聚物。丙烯酸钙的共聚物。(5)(5)硅降粘剂硅降粘剂(Si-Th(Si-Th) ) 硅降粘剂是一种有机硅衍生物，用作有机硅钻井液体硅降粘剂是一种有机硅衍生物，用作有机硅钻井液体系的降粘剂。其产品为棕色粉末。系的降粘剂。其产品为棕色粉末。(6 )XY-27 (6 )XY-27 XY-27 XY-27是一种水溶性低分子量丙烯酸共聚物，其丙烯是一种水溶性低分子量丙烯酸共聚物，其丙烯酸主链上连接有不同的阴离子、阳离子和非离子基团。酸主链上连接有不同的阴离子、阳离子和非离子基团。(7)TX (7)TX 它是阴离子聚合物与磺酸盐的共聚物，黑褐色粉末。它是阴离子聚合物与磺酸盐的共聚物，黑褐色粉末。(8 )CAT-Th(8 )CAT-Th CAT-Th CAT-Th是一种阳离子聚合物，用于阳离子聚合物是一种阳离子聚合物，用于阳离子聚合物钻井液的降粘剂。钻井液的降粘剂。 (1)(1)部分水解聚丙烯酰胺部分水解聚丙烯酰胺(PHPA) (PHPA) 部分水解聚丙烯酰胺是一种白色水溶性聚合物粉末或部分水解聚丙烯酰胺是一种白色水溶性聚合物粉末或水溶液。主要用做水基钻井液的增稠剂、包被剂。水溶液。主要用做水基钻井液的增稠剂、包被剂。(2)(2)聚丙烯酰胺钾盐聚丙烯酰胺钾盐(KPAM)(KPAM) 它是一种部分水解聚丙烯酰胺一聚丙烯酸钠钾盐的共它是一种部分水解聚丙烯酰胺一聚丙烯酸钠钾盐的共聚物。它有很强的页岩抑制作用，故除用做增稠剂聚物。它有很强的页岩抑制作用，故除用做增稠剂/ /包被包被剂外，还可用于页岩抑制剂。剂外，还可用于页岩抑制剂。增稠增稠/ /包被剂包被剂 (3)PAC-141 (3)PAC-141 PAC-141 PAC-141是不同的丙烯腈单体共聚物，其主链上连接是不同的丙烯腈单体共聚物，其主链上连接有有-COOH-COOH，-COONa-COONa，-(COO)-(COO)2 2CaCa和和-CONH-CONH2 2等极性基团。等极性基团。(4)FA-367 (4)FA-367 FA-367 FA-367是一个分子量很大的水溶性两性离子聚合物，是一个分子量很大的水溶性两性离子聚合物，在其丙烯酸主链上带有很多不同的阴离子、阳离子和非离在其丙烯酸主链上带有很多不同的阴离子、阳离子和非离子基团。子基团。(5)(5)高粘度羧甲基纤维素高粘度羧甲基纤维素(CMC(CMCHVHV) ) 高粘度羧甲基纤维素为白色棉花状毛绒物，在水中完高粘度羧甲基纤维素为白色棉花状毛绒物，在水中完全溶解。全溶解。 (6)(6)聚阴离子纤维素聚阴离子纤维素(PAC) (PAC) 聚阴离子纤维素是一种高品质水溶性纤维素衍生物，聚阴离子纤维素是一种高品质水溶性纤维素衍生物，其商业产品分为两种：其商业产品分为两种：PAC-RPAC-R和和PAC-S PAC-S (7)(7)羟乙基纤维素羟乙基纤维素(HEC) (HEC) 羟乙基纤维素是一种非离子型聚合物，为白色或略带羟乙基纤维素是一种非离子型聚合物，为白色或略带微黄的毛绒状粉末。微黄的毛绒状粉末。 (8)(8)黄原胶黄原胶(XC Polymer) (XC Polymer) 黄原胶是一种生物聚合物，为一种淡黄色粉末。黄原胶是一种生物聚合物，为一种淡黄色粉末。(9)(9)羧甲基羟乙基纤维素羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC) (CMHEC) 羧甲基羟乙基纤维素是一种水溶性的白色粉末，是一种羧甲基羟乙基纤维素是一种水溶性的白色粉末，是一种强增稠剂，用于提高钻井液的粘度。强增稠剂，用于提高钻井液的粘度。(10)(10)瓜胶瓜胶(Guar Gum) (Guar Gum) 瓜胶是用瓜尔豆研粉加工得到的产品，呈白色或淡黄色粉末。瓜胶是用瓜尔豆研粉加工得到的产品，呈白色或淡黄色粉末。(11)(11)羟丙基瓜胶羟丙基瓜胶(HP(HPGuar Gum) Guar Gum) 羟丙基瓜胶由瓜胶化学改型制得，它比普通瓜胶具有更羟丙基瓜胶由瓜胶化学改型制得，它比普通瓜胶具有更好的增稠、降滤失效能和抗温稳定性。好的增稠、降滤失效能和抗温稳定性。 (12)SP-II (12)SP-II 它是一种阳离子聚合物钻井液的增稠剂它是一种阳离子聚合物钻井液的增稠剂/ /包被剂。包被剂。 三、降粘剂三、降粘剂 （稀释剂或解絮凝剂（稀释剂或解絮凝剂 ）定义定义：能使钻井液粘度、切力降低的处理剂。：能使钻井液粘度、切力降低的处理剂。作用机理作用机理：拆散网架结构（阻碍网架结构的形：拆散网架结构（阻碍网架结构的形成）。成）。分类分类：分散型稀释剂和聚合物型稀释剂：分散型稀释剂和聚合物型稀释剂 。粘、切高的危害粘、切高的危害：粘度、切力过大，则造成开：粘度、切力过大，则造成开泵困难、钻屑难以除去或钻井过程中激动压力泵困难、钻屑难以除去或钻井过程中激动压力过大等现象，严重时会导致各种井下复杂情况过大等现象，严重时会导致各种井下复杂情况 。作用机理：分散型和聚合物型；作用机理：分散型和聚合物型；降粘剂降粘剂1.1.分散型：单宁类和木质素磺酸盐；分散型：单宁类和木质素磺酸盐；2.2.聚合物型：共聚型和低分子。聚合物型：共聚型和低分子。1 1）广泛存在于植物的根、茎、叶、皮、果壳和果实中；从）广泛存在于植物的根、茎、叶、皮、果壳和果实中；从不同的植物中提取的单宁具有不同的化学组成，不同的植物中提取的单宁具有不同的化学组成，种类多；种类多；单宁（栲胶）类单宁（栲胶）类2 2）多元酚的衍生物，属于）多元酚的衍生物，属于弱有机酸弱有机酸；3 3）栲胶）栲胶是用以单宁为主要成分的植物物料中提取制成的是用以单宁为主要成分的植物物料中提取制成的浓缩产品，一般含单宁浓缩产品，一般含单宁20%-60%20%-60%；4 4）由于单宁含有酯键，在由于单宁含有酯键，在NaOHNaOH中易水解，高温下水解加中易水解，高温下水解加剧，降粘能力减弱，剧，降粘能力减弱，单宁碱液单宁碱液抗温能力在抗温能力在100-120 100-120 ，仅，仅用于浅井或中深井。用于浅井或中深井。1.1.分散型分散型这些水解的酸性产物在这些水解的酸性产物在NaOHNaOH 溶液中生成双五倍子溶液中生成双五倍子酸钠和五倍子酸钠，统称为丹宁酸钠或丹宁碱液，酸钠和五倍子酸钠，统称为丹宁酸钠或丹宁碱液，即单宁在钻井液中的有效成分，简化符号为即单宁在钻井液中的有效成分，简化符号为NaTNaT。1.1.分散型分散型单宁的稀释机理单宁的稀释机理 1.1.分散型分散型单宁的稀释机理单宁的稀释机理粘土颗粒粘土颗粒Al单宁酸钠苯环上相邻的双酚羟基可通过配位键吸附在粘土颗粒断键边缘的A13+处。剩余的剩余的-ONa-ONa和和-C00Na-C00Na均为水化基团，均为水化基团，它们又能给粘土颗粒带来较多的负电它们又能给粘土颗粒带来较多的负电荷和水化层，使粘土颗粒荷和水化层，使粘土颗粒端面端面处的双处的双电层斥力和水化膜厚度增加，从而电层斥力和水化膜厚度增加，从而拆拆散和削弱了粘土颗粒间通过端散和削弱了粘土颗粒间通过端- -面和面和端端- -端连接而形成的网架结构端连接而形成的网架结构，使粘，使粘度和切力下降。度和切力下降。1.1.分散型分散型木质素类：木质素类： 铁铬木质素磺酸盐铁铬木质素磺酸盐(FCLS)(FCLS) 是曾经使用最多的降粘剂；是曾经使用最多的降粘剂；其主要缺点是：其主要缺点是：1 1）使用时要求钻井液的）使用时要求钻井液的PHPH值较高，这不利于井壁稳定；值较高，这不利于井壁稳定；2 2）有时容易引起钻井液发泡，因此常需配合使用硬脂酸）有时容易引起钻井液发泡，因此常需配合使用硬脂酸铝、甘油聚醚等消泡剂；铝、甘油聚醚等消泡剂；3 3）铁铬盐钻井液的泥饼摩擦系数较高，在深井中使用时）铁铬盐钻井液的泥饼摩擦系数较高，在深井中使用时往往需要混油或添加一些润滑剂；往往需要混油或添加一些润滑剂；4 4）铁铬盐含重金属铬，在制备和使用过程中均会造成一）铁铬盐含重金属铬，在制备和使用过程中均会造成一定的环境污染，对人体健康不利，已经很少使用。定的环境污染，对人体健康不利，已经很少使用。 目前使用的是无重金属木质素类处理剂。目前使用的是无重金属木质素类处理剂。1.1.分散型分散型X-40系列降粘剂 X-40系列降粘剂产品包括系列降粘剂产品包括X-A40及及X-B40两两种。种。X-A40是相对分子质量较低的聚丙烯酸钠，是相对分子质量较低的聚丙烯酸钠，其结构式为：其结构式为： 2.2.聚合物型聚合物型该处理剂是先在水溶液中经游离基链式聚该处理剂是先在水溶液中经游离基链式聚合制成液态产品，烘干后呈浅蓝色颗粒或合制成液态产品，烘干后呈浅蓝色颗粒或白色粉末。白色粉末。平均相对分了质量为平均相对分了质量为50005000左右。在钻井液左右。在钻井液中加量为中加量为0.3%0.3%时，可时，可抗抗0.2%CaSO0.2%CaSO4 4和和1%NaCl1%NaCl，并可抗，并可抗150150的高温。的高温。 2.2.聚合物型聚合物型其中丙烯磺酸钠占总单体量的其中丙烯磺酸钠占总单体量的5%20%。平均。平均相对分子质量力相对分子质量力2340。由于在其分子中引进了。由于在其分子中引进了解解SO3Na，故，故X-B40的抗温和抗盐、钙能力的抗温和抗盐、钙能力均优于均优于X-A40。X-B40X-B40丙烯丙烯酸钠与丙烯磺酸钠与丙烯磺酸钠的相对分酸钠的相对分子质量较低的子质量较低的共聚物共聚物稀释作用主要是由其线型结构、低相对分子质量及强稀释作用主要是由其线型结构、低相对分子质量及强阴离子基团所决定的：阴离子基团所决定的：一方面，由于其分子量低，可通过氢键优先吸附在粘一方面，由于其分子量低，可通过氢键优先吸附在粘上颗粒上，上颗粒上，从而顶替掉原已吸附在粘土颗粒上的高分从而顶替掉原已吸附在粘土颗粒上的高分子聚合物子聚合物，从而拆散了由高聚物与粘土颗粒之间形成，从而拆散了由高聚物与粘土颗粒之间形成成成”桥接网架结构桥接网架结构”；另一方面，低分子量的降粘剂与高分子主体聚合物发另一方面，低分子量的降粘剂与高分子主体聚合物发生分子间的交联作用，阻碍了聚合物与粘土之间网架生分子间的交联作用，阻碍了聚合物与粘土之间网架结构的形成，从而达到降低粘度和切力的目的。结构的形成，从而达到降低粘度和切力的目的。但：但：但若其聚合度过大，相对分子质量过高，反而会但若其聚合度过大，相对分子质量过高，反而会使粘度、切力增加。使粘度、切力增加。X-40X-40系列稀释机理系列稀释机理单宁是分散型稀释剂，使用在分散性体系（单宁是分散型稀释剂，使用在分散性体系（靠靠增加土含量和分散度提高粘度，既有增加土含量和分散度提高粘度，既有PV，也，也有有SV）中，使用的环境是强碱性的（）中，使用的环境是强碱性的（单宁酸单宁酸的溶解度很低，需加强碱变成盐来增大溶解度的溶解度很低，需加强碱变成盐来增大溶解度）。主要破坏（实际上是阻碍或隔离）粘土粒子。主要破坏（实际上是阻碍或隔离）粘土粒子间的端间的端-面、端面、端-端联结。端联结。XC-40是聚合型稀释剂，使用在不分散体系中是聚合型稀释剂，使用在不分散体系中（粘度和切力是靠大分子聚合物长链之间或与粘度和切力是靠大分子聚合物长链之间或与土粒之间形成网架结构带来的土粒之间形成网架结构带来的,以以SV为主为主）。）。主要破坏架桥点即阻碍大分子与土的连接。主要破坏架桥点即阻碍大分子与土的连接。两类稀释剂的区别说明说明： 1 1、单宁、褐煤、木质素、纤维素等天然高分子物、单宁、褐煤、木质素、纤维素等天然高分子物质的分子量分布较宽，分子量跨度较大，准确地质的分子量分布较宽，分子量跨度较大，准确地说是一种混合物，通常说的分子量是指平均分子说是一种混合物，通常说的分子量是指平均分子量。其成分也十分复杂。量。其成分也十分复杂。 2 2、合成的高分子聚合物也是一种混合物，分子量、合成的高分子聚合物也是一种混合物，分子量也是指平均分子量，只是分子量的分布范围小的也是指平均分子量，只是分子量的分布范围小的多。成分相对单一。多。成分相对单一。1.1.分散型分散型3、有机高分子降粘剂的机理、有机高分子降粘剂的机理含有一定吸附基和水化基的高分子处理剂，含有一定吸附基和水化基的高分子处理剂，吸附在粘土颗粒上，阻止粘土粒子间形成吸附在粘土颗粒上，阻止粘土粒子间形成的网架结构，使粘、切下降，使束缚水变的网架结构，使粘、切下降，使束缚水变成自由水。成自由水。分子结构：具有稳定的分子结构，不易发生水解、分子结构：具有稳定的分子结构，不易发生水解、变性、断键等使自身结构发生变化的因素，特别变性、断键等使自身结构发生变化的因素，特别是具有良好的抗温性。是具有良好的抗温性。分子量：分子量不宜太大，以不形成多点吸附、分子量：分子量不宜太大，以不形成多点吸附、形成新的网架结构致使粘、切上升为宜；同时，形成新的网架结构致使粘、切上升为宜；同时，高分子本身对钻井液的液相粘度影响要小；分子高分子本身对钻井液的液相粘度影响要小；分子量小，分子易于运动，易吸附，但阻隔性能差，量小，分子易于运动，易吸附，但阻隔性能差，降粘、切性能差。降粘、切性能差。4 4、稀释剂分子结构、分子量、官能团、稀释剂分子结构、分子量、官能团官能团：具有合适比例的吸附和水化基团。官能团：具有合适比例的吸附和水化基团。吸附基团少，吸附能力弱，易解附；吸附基团少，吸附能力弱，易解附；水化基团少，水化性能弱，自身的溶解性差，水化基团少，水化性能弱，自身的溶解性差，有效成分少，给粘土粒子带来的水化膜薄或水有效成分少，给粘土粒子带来的水化膜薄或水化基团水化能力弱，阻隔性能差；化基团水化能力弱，阻隔性能差；水化基团多（相对来说，吸附基团就少），负水化基团多（相对来说，吸附基团就少），负电性强，与粘土粒子的斥力大，影响分子的吸电性强，与粘土粒子的斥力大，影响分子的吸附性能。附性能。结论：吸附基团比水化基团少。结论：吸附基团比水化基团少。A A：无论是天然高分子还是合成高分子，都是一个混合：无论是天然高分子还是合成高分子，都是一个混合物，分子量是一个平均值，因此，不可避免的会影响钻物，分子量是一个平均值，因此，不可避免的会影响钻井液的其它流变性能，但我们希望影响的越小越好，即井液的其它流变性能，但我们希望影响的越小越好，即性能要单一，以有利于使用。性能要单一，以有利于使用。B B：处理剂的抗温、抗盐、抗钙、抗碱能力的好坏，决：处理剂的抗温、抗盐、抗钙、抗碱能力的好坏，决定了处理剂的应用范围；抗温性决定于高分子中键能的定了处理剂的应用范围；抗温性决定于高分子中键能的大小，取决于官能团在高温下的吸附能力和抗高温去水大小，取决于官能团在高温下的吸附能力和抗高温去水化能力；抗盐、抗钙能力取决于水化基团是否与阳离子化能力；抗盐、抗钙能力取决于水化基团是否与阳离子发生反应，生成沉淀物，是否被高浓度的阳离子压缩双发生反应，生成沉淀物，是否被高浓度的阳离子压缩双电层而使水化性能变差、负电斥力下降、高分子本身发电层而使水化性能变差、负电斥力下降、高分子本身发生卷曲而使其效能降低。生卷曲而使其效能降低。注意：注意：C C：降粘剂的效果简单地说就是当拆散结构：降粘剂的效果简单地说就是当拆散结构使粘度降低的幅度大于由于高分子加入使使粘度降低的幅度大于由于高分子加入使钻井液粘度增加的幅度，就具备降粘剂的钻井液粘度增加的幅度，就具备降粘剂的效果，只是我们希望这种幅度更大一点为效果，只是我们希望这种幅度更大一点为好。好。任务任务3 钻井液钻井液滤失量和粘附系数的测定滤失量和粘附系数的测定学习目标学习目标1.1.会安全测定钻井液会安全测定钻井液APIAPI和和HTHPHTHP滤失量；滤失量；2.2.能够根据现场的工艺要求采取有效措施降能够根据现场的工艺要求采取有效措施降低钻井液滤失量；低钻井液滤失量；3.3.能够测量钻井液滤饼的厚度和粘附系数；能够测量钻井液滤饼的厚度和粘附系数；基基 础础 知知 识识 1.1.钻井液滤失的基本概念钻井液滤失的基本概念 1.1 1.1 滤失滤失：流体中的自由水在压差的作用过：流体中的自由水在压差的作用过滤渗透到地层中去这种现象。滤失的多少滤渗透到地层中去这种现象。滤失的多少称为称为滤失量滤失量( (失水量）失水量），过滤介质称为，过滤介质称为泥饼泥饼。 1.2 1.2 滤失性滤失性：指钻井液是否易于滤失进地层：指钻井液是否易于滤失进地层的性质。的性质。 1.3 1.3 衡量滤失性的指标衡量滤失性的指标：指：指滤失量的大小滤失量的大小和和泥饼的质量泥饼的质量。滤失的前提：滤失的前提：压差、裂隙。压差、裂隙。 1.4 1.4 滤失的分类滤失的分类： 瞬时滤失（瞬时滤失（spurt lossspurt loss）：定义定义：从岩石被破碎到泥饼形成前的很短：从岩石被破碎到泥饼形成前的很短时间内的滤失量；时间内的滤失量；特点特点：无泥饼、滤失速率高，瞬时滤失有：无泥饼、滤失速率高，瞬时滤失有时是浑浊的液体，有细小的固相颗粒被失时是浑浊的液体，有细小的固相颗粒被失去。去。 动滤失（动滤失（dynamic lossdynamic loss）：定义定义：液体在流动过程中的滤失量；：液体在流动过程中的滤失量；特点特点： 1 1 泥饼泥饼 在形成和流体充蚀的两个相反过在形成和流体充蚀的两个相反过程中，泥饼由薄逐渐增厚直至稳定程中，泥饼由薄逐渐增厚直至稳定-单位时单位时间内形成和失去的速率相等，也是渗透率由大间内形成和失去的速率相等，也是渗透率由大到小直至稳定的过程。到小直至稳定的过程。 2 2 滤失量滤失量 - - 滤失速率由大到小直至稳定。滤失速率由大到小直至稳定。 静滤失（静滤失（static lossstatic loss）：定义定义：流体静止（或停止循环）时的滤失量。：流体静止（或停止循环）时的滤失量。特点特点： 1 1 泥饼泥饼- - 逐渐增厚，渗透率逐渐降低，逐渐增厚，渗透率逐渐降低，前期厚度增加的速率大于后期。前期厚度增加的速率大于后期。 2 2 滤失量滤失量- - 逐渐降低。逐渐降低。 动、静滤失的区别动、静滤失的区别： 1 1 泥饼泥饼-动薄而静厚。动薄而静厚。 2 2 滤失速率滤失速率-静小而动大。静小而动大。 3 3 滤失量滤失量-静小而动大。静小而动大。 1.5 1.5 滤失量（用滤失量（用体积毫升数体积毫升数量度）量度）： 定义定义：流体在：流体在一定一定温度、温度、一定一定压差、压差、一定一定时间内，通过时间内，通过一定一定渗透面积和渗透面积和一定一定的过滤介的过滤介质所得到的滤液质所得到的滤液体积体积数。数。 常温、高温常温、高温0.7MPa0.7MPa3.5MPa3.5MPa30min30min通常采用滤纸作为通常采用滤纸作为渗滤介质，直径为渗滤介质，直径为90mm90mm定义：钻井液在高温定义：钻井液在高温(API标准标准300oF150)、高压高压(API标准为标准为500lb/in23.5 MPa)作用下，作用下，30min内，透过直径为内，透过直径为45mm(面积为面积为API的的1/2，故测定结果，故测定结果2 )的过滤面积所滤失的水量叫的过滤面积所滤失的水量叫高温高压滤失量，用高温高压滤失量，用“HTHP”表示。表示。 瞬时滤失量对钻速的影响瞬时滤失量对钻速的影响：滤失量大，钻速高。：滤失量大，钻速高。 原因：原因： A A、高的滤失速率可使滤液分子迅速进到钻头破碎掩体形、高的滤失速率可使滤液分子迅速进到钻头破碎掩体形成的薄层岩屑底下，可协助岩屑薄层从岩体上剥离下来，成的薄层岩屑底下，可协助岩屑薄层从岩体上剥离下来，并立即冲走，而不会在液柱压差下压实，造成重复破碎。并立即冲走，而不会在液柱压差下压实，造成重复破碎。 B B、高的滤失速率可使破碎岩石的微裂缝扩大或使裂缝闭、高的滤失速率可使破碎岩石的微裂缝扩大或使裂缝闭合不严。合不严。影响滤失量的因素影响滤失量的因素瞬时滤失瞬时滤失：由于时间短，滤失量一般不大。：由于时间短，滤失量一般不大。 动滤失动滤失 动滤失方程动滤失方程：V Vf f = K A P t /L = K A P t /L L- L-泥饼厚度泥饼厚度动滤失时的泥饼厚度是流体的流速、流态动滤失时的泥饼厚度是流体的流速、流态和泥饼的剪切强度的函数。和泥饼的剪切强度的函数。流速高、泥饼薄。泥饼的剪切强度高、泥流速高、泥饼薄。泥饼的剪切强度高、泥饼厚。饼厚。影响因素主要是影响因素主要是： 压差、岩层的渗透性、滤液的粘度、流体中的固压差、岩层的渗透性、滤液的粘度、流体中的固相含量、尺寸和分布。关键是看流体中的粒子是否相含量、尺寸和分布。关键是看流体中的粒子是否能迅速在地层孔隙入口处形成能迅速在地层孔隙入口处形成“桥点桥点”( (即被挡在即被挡在孔隙入口之外），即固相粒子的尺寸与地层孔隙入孔隙入口之外），即固相粒子的尺寸与地层孔隙入口直径的比例关系，一般来说，口直径的比例关系，一般来说，固相粒子直径大于固相粒子直径大于孔隙直径的孔隙直径的1/31/3时，可形成时，可形成“桥结桥结”。 静滤失静滤失： A、静滤失方程静滤失方程：根据达西定律有：根据达西定律有其中其中 K-泥饼渗透率泥饼渗透率 A-渗滤面积渗滤面积 P-渗滤压力渗滤压力 -滤液粘度滤液粘度 Vf -渗滤量渗滤量 t-渗滤时间渗滤时间 fsc -泥饼中固相的体积分数泥饼中固相的体积分数 fsm -钻井液中固相的体积分数钻井液中固相的体积分数 B B、APIAPI滤失量测定：滤失量测定：过滤面积过滤面积45.645.60.6 cm0.6 cm2 2、压差、压差0.69 MPa0.69 MPa、时间、时间30min 30min 。根据方程，当其它因素不变时有：根据方程，当其它因素不变时有： V Vf1f1：V Vf2f2 = t = t1 10.50.5：t t2 20.50.5= =（ 4 47.57.5 ）0.50.5：（：（7.57.5）0.50.5 实际工作中，为缩短时间，常用实际工作中，为缩短时间，常用V V3030=2V=2V7.57.5 。 C C 渗滤压力与滤失量的关系渗滤压力与滤失量的关系由方程看，由方程看，V Vf fPP0.50.5但其前提条件是但其前提条件是 K K 不发不发生变化，而实际中，由于使用优质搬土配生变化，而实际中，由于使用优质搬土配浆，浆，K K随随P P的增加而降低，因此，压力对滤的增加而降低，因此，压力对滤失量无影响或影响较小。失量无影响或影响较小。 D D、滤液粘度及温度对滤失量的影响、滤液粘度及温度对滤失量的影响Vf1/0.5，凡是有利于增加液相粘度的都有利于降低滤失量，如高分子处理剂可提高液相粘度。温度不单影响液相粘度，还会出现某些高温现象（高温解吸附、高温分散等），这些现象，对包括滤失量在内的流变性会产生巨大的影响，因此，一种新型体系的钻井液必须要经过高温检测，确定其抗温性能。高温高压滤失高温高压滤失 为模拟井下温度和压力条件，反映钻井液在井下的真实情况而引入。温度和压力条件变化，引起钻井液性能变化的主要因素有：吸附量、聚合物分子链断裂或聚合、土粒表面性质、聚合物吸附基团和水化基团能力变化等。 1.6 1.6 泥饼泥饼： 定义定义：指滤失后，固相颗粒在井壁上形成的：指滤失后，固相颗粒在井壁上形成的吸附层。吸附层。 泥泥饼质量要求饼质量要求：薄、韧（性）、致密（渗透：薄、韧（性）、致密（渗透率低）、率低）、润滑性好润滑性好。 过过滤介质滤介质：2层，地层和泥饼；初期地层起作层，地层和泥饼；初期地层起作用，后期泥饼起作用（泥饼渗透率更低）。用，后期泥饼起作用（泥饼渗透率更低）。以厚薄来衡量，以厚薄来衡量，符号符号K K，单位，单位mmmm 泥饼形成过程：泥饼形成过程：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三个过滤层过滤层( (图图4-6)4-6)，即瞬时滤失渗入层，瞬时滤失时细颗粒渗入深度可达，即瞬时滤失渗入层，瞬时滤失时细颗粒渗入深度可达252530 mm30 mm；架桥层，较粗的颗粒在岩层孔隙内部架桥而减小岩层的孔隙度，；架桥层，较粗的颗粒在岩层孔隙内部架桥而减小岩层的孔隙度，或称为或称为内泥饼内泥饼；井壁表面形成具有一定渗透性的；井壁表面形成具有一定渗透性的外泥饼外泥饼。 形成优质泥饼的条件形成优质泥饼的条件：合理的粒子：合理的粒子级配；粒子具有较厚的水化膜并级配；粒子具有较厚的水化膜并具有很好变形性；高分子的使用具有很好变形性；高分子的使用会给粒子带来较厚的水化膜并利会给粒子带来较厚的水化膜并利用自身封堵孔隙，同时，多点联用自身封堵孔隙，同时，多点联接，增加泥饼的韧性。接，增加泥饼的韧性。泥饼的摩擦系数泥饼的摩擦系数钻井液形成的滤饼表面上有一定的粘滞性，当一物体在其表面钻井液形成的滤饼表面上有一定的粘滞性，当一物体在其表面产生相对运动时，会受到一定的摩擦阻力，这个导致摩擦阻力产生相对运动时，会受到一定的摩擦阻力，这个导致摩擦阻力存在的因数。存在的因数。钻井对钻井液泥饼摩擦系数的基本要求：钻井对钻井液泥饼摩擦系数的基本要求： 摩擦系数太大，将对钻具产生较大摩擦阻力，且易粘附卡钻，摩擦系数太大，将对钻具产生较大摩擦阻力，且易粘附卡钻，起下钻遇阻，对钻具磨损严重。起下钻遇阻，对钻具磨损严重。 因此，泥饼摩擦系数越小对钻井越有利。为降低泥饼摩擦系因此，泥饼摩擦系数越小对钻井越有利。为降低泥饼摩擦系数可加入润滑剂，如钻井液中混入一定量原油、加入高分子聚合数可加入润滑剂，如钻井液中混入一定量原油、加入高分子聚合物物( (如聚丙烯酰胺如聚丙烯酰胺) )等。等。常用的润滑剂常用的润滑剂1 1 惰性固体润滑剂惰性固体润滑剂 由滑动摩擦变成滚动摩擦，减小接触面积。由滑动摩擦变成滚动摩擦，减小接触面积。如玻璃小球、塑料小球、石墨、沥青（降如玻璃小球、塑料小球、石墨、沥青（降摩阻系数等）。摩阻系数等）。2 2 液体润滑剂液体润滑剂 矿物油、植物油、表面活性剂。矿物油、植物油、表面活性剂。国内外对钻井液润滑性能的检测尚无公认的通用仪器和国内外对钻井液润滑性能的检测尚无公认的通用仪器和方法，方法，主要有主要有滑板式泥饼摩阻系数测定仪滑板式泥饼摩阻系数测定仪、泥饼粘附系泥饼粘附系数测定仪数测定仪、钻井液极压润滑仪、润滑性能评价仪、泥饼、钻井液极压润滑仪、润滑性能评价仪、泥饼针入度计、井眼摩擦模拟装置以及多种卡钻系数测定仪针入度计、井眼摩擦模拟装置以及多种卡钻系数测定仪等。等。 问问 题题 探探 究究 1、滤失性与钻井工作的关系？、滤失性与钻井工作的关系？滤滤失失性性泥饼厚泥饼厚滤失量大滤失量大接接触触面面积积大大、摩摩擦擦阻阻力力大大、功功率率消消耗耗大或卡钻大或卡钻井径降低，下钻遇井径降低，下钻遇阻、压力激动，坍阻、压力激动，坍塌塌井壁吸水膨胀，缩井壁吸水膨胀，缩径卡钻径卡钻破碎性地层，掉块卡钻破碎性地层，掉块卡钻储层渗透率下降储层渗透率下降泥泥饼饼：薄薄、磨阻小磨阻小泥泥饼饼：致致密、韧密、韧 2、确定滤失量指标时的原则、确定滤失量指标时的原则井浅时可放宽，井深时应从严井浅时可放宽，井深时应从严钻裸眼时间短时可放宽，钻裸眼时间长须从严钻裸眼时间短时可放宽，钻裸眼时间长须从严使用不分散性处理剂时可适当放宽，使用分散使用不分散性处理剂时可适当放宽，使用分散性处理剂时要从严性处理剂时要从严钻井液矿化度高者可放宽，钻井液矿化度小应钻井液矿化度高者可放宽，钻井液矿化度小应从严。从严。 从实际出发，保从实际出发，保证井下情况正常，证井下情况正常，适时测定及时调适时测定及时调整整 3、对滤失性的一般要求、对滤失性的一般要求 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。气层的损害。 钻遇易坍塌地层时，滤失量需严格控制，钻遇易坍塌地层时，滤失量需严格控制，APIAPI滤失量滤失量最好不大于最好不大于5ml5ml。对一般地层，对一般地层，APIAPI滤失量应尽量控制在滤失量应尽量控制在10m110m1以内以内。 要注意提高滤饼质量，尽可能形成要注意提高滤饼质量，尽可能形成薄、韧、致密及润薄、韧、致密及润滑性好的滤饼滑性好的滤饼，以利于固壁和避免压差卡钻。，以利于固壁和避免压差卡钻。加强对钻井液滤失性能的检测，常规测试加强对钻井液滤失性能的检测，常规测试4h4h一次一次。 在影响钻井液滤失性的诸因素中，井温和地层的渗在影响钻井液滤失性的诸因素中，井温和地层的渗透性是无法改变的透性是无法改变的; ; 其其余因余因素素可以通过改善泥饼的质量可以通过改善泥饼的质量( (渗透性和抗剪切渗透性和抗剪切强度强度) )和确定适当的钻井液密度以减少液柱压差、提高滤和确定适当的钻井液密度以减少液柱压差、提高滤液粘度、缩短钻井液的浸泡时间、控制钻井液返速和流液粘度、缩短钻井液的浸泡时间、控制钻井液返速和流态等方法来减少钻井液的滤失量；态等方法来减少钻井液的滤失量； 形成薄而坚韧的泥饼，既包括增加泥饼的致密程度，形成薄而坚韧的泥饼，既包括增加泥饼的致密程度，降低其渗透性，又包括增强泥饼的抗剪切能力和降低其渗透性，又包括增强泥饼的抗剪切能力和润滑性。润滑性。 主要调整方法是根据钻井液类型、组成以及所钻地层主要调整方法是根据钻井液类型、组成以及所钻地层的情况，选用合适的降滤失剂和封堵剂的情况，选用合适的降滤失剂和封堵剂。钻井液滤失性能的控制与调整钻井液滤失性能的控制与调整 获得获得致密与渗透性小的泥饼的一般方法致密与渗透性小的泥饼的一般方法如下：如下： (1)(1)用膨润土配基浆用膨润土配基浆。膨润土颗粒细，呈片状，水化膜厚，能。膨润土颗粒细，呈片状，水化膜厚，能形成致密的泥饼，而且可在固相较少的情况下满足对钻井液滤失形成致密的泥饼，而且可在固相较少的情况下满足对钻井液滤失性能和流变性能的要求。一般情况下，加入适量的膨润土可以将性能和流变性能的要求。一般情况下，加入适量的膨润土可以将钻井液的滤失量控制在钻井和完井工艺要求的范围。膨润土既是钻井液的滤失量控制在钻井和完井工艺要求的范围。膨润土既是常用的配浆材料，也是控制滤失量和建立良好造壁性的基本材料。常用的配浆材料，也是控制滤失量和建立良好造壁性的基本材料。 (2)(2)加入适量纯碱、烧碱或有机分散剂加入适量纯碱、烧碱或有机分散剂( (如煤碱液等如煤碱液等) )，提高粘提高粘土颗粒的水化程度和分散度。土颗粒的水化程度和分散度。 (3)(3)加入加入CMCCMC或其他聚合物以保护粘土颗粒，阻止其聚结，从或其他聚合物以保护粘土颗粒，阻止其聚结，从而有利于提高分散度。同时，而有利于提高分散度。同时，CMCCMC和聚合物分子长链亦起堵孔作用，和聚合物分子长链亦起堵孔作用，使滤失量降低。使滤失量降低。 4)4)加入一些加入一些极细的胶体颗粒极细的胶体颗粒( (如腐殖酸钙胶状沉淀如腐殖酸钙胶状沉淀) )堵塞泥饼堵塞泥饼孔隙，以使泥饼的渗透性降低，抗剪切力提高。孔隙，以使泥饼的渗透性降低，抗剪切力提高。 4、常用的降滤失剂、常用的降滤失剂降滤失剂也称滤失控制剂、降失水剂。降滤失剂也称滤失控制剂、降失水剂。定义定义：能够有效降低钻井液滤失量的处理：能够有效降低钻井液滤失量的处理剂。剂。主要包括主要包括：纤维素类、腐植酸类、丙烯酸：纤维素类、腐植酸类、丙烯酸类、淀粉类、树脂类。类、淀粉类、树脂类。举例：羧甲基纤维素钠盐-CMC任务任务4 钻井液流变参数的测定钻井液流变参数的测定学习目标学习目标1.1.能够熟练进行钻井液流变参数的测量；能够熟练进行钻井液流变参数的测量；2.2.能够根据现场工艺要求采取有效措施进行能够根据现场工艺要求采取有效措施进行钻井液流变性能的调整；钻井液流变性能的调整；3.3.能够阐述钻井液流变参数的概念。能够阐述钻井液流变参数的概念。技技 能能 训训 练练 一、旋转粘度计的构造及工作原理一、旋转粘度计的构造及工作原理 测定时，内、外筒之间被钻井液充满，当外筒恒速旋转时，钻井液的粘滞性粘滞性使得与扭簧连接在一起的内筒发生偏转。根据牛顿内摩擦定律，偏转角度的大小与钻井液的粘度成正比，转角的大小可从刻度盘上直接读出，故又称为直读式（六速）旋转粘度计六速）旋转粘度计。 二、操作步骤二、操作步骤(1)将仪器水平置于工作台上，并接通电源。(2)先将内、外筒装好，把变速拉杆置于最低位置。(3)将搅拌好的钻井液注入到泥浆杯中至刻度线，体积约为350mL。(4)将泥浆杯放在托盘上，使外筒上的刻度线与钻井液液面相平，旋紧托盘手柄。 (5)把电源开关拨到开的位置，再将电机启动开关拨到高速挡，读取刻度盘数值为的读数，然后将启动开关拨到低速挡，读取刻度盘数值为的读数。 (6)把变速拉杆上提到最高位置，旋转启动开关至高速挡，读取刻度盘数值为的读数，再将启动开关拨至低速挡，读取刻度盘数值为的读数。(7)把变速拉杆置于中间位置，开关至高速挡，读取刻度盘数值为的读数，转换启动开关至低速挡，读取刻度盘数值为的读数。(8)将变速拉杆放于最低位置，启动开关拨到高速挡，搅拌1 min后停止，静止10 s，将变速拉杆提到中间位置，启动开关拨到低速挡，读取刻度盘最大数值最大数值为的读数。搅拌1 min后停止，静止10min，再用同样的方法测量，读取刻度盘最大数值为的读数。 (9)数据处理 表 = 0.511 600 mpas 塑 = 600 - 300 mpas 0 = 0.511（300 -塑） pa n = 3.322lg(600300) k =（0.511300）511n pasn G1=0.5113 (静止10 s或者1min读数) pa G10=0.5113 (静止10min读数) pa表=AVAV 塑=PV PV 0=YPYP 结= SVSV FLFL=API失水量 G G=静切力 FVFV=漏斗粘度 YdYd=造浆率 三、技术要求三、技术要求(1)测定前要检查仪器内、外筒是否清清，有无损伤。用手轻转悬轴，松手后应自动回零，外筒转动灵活不摆动，偏摆量超过0.5 mm，应将外筒取下重装。(2)各速梯下的测量应从高速到低速逐渐进行，所读数值要等刻度盘稳定后再读取稳定后再读取。 (3)用3 r/min测定初切与终切时，所取数值应是刻度盘最大扭矩值最大扭矩值。(4)若刻度盘指针不对零位，应取下护罩，松开螺钉，调整手轮对正零位，再拧紧螺钉。 (5)变速拉杆提不起或在最高位上停不住，主要是因卡子太紧或太松，应取下卡子重新调整。若外转筒转动而刻度盘无指示值，是因测量弹簧没固定紧，应重新校对零位，旋紧顶丝。基基 础础 知知 识识 一、一、 钻井液流变参数钻井液流变参数流变性流变性 是指在外力的作用下，流体发生是指在外力的作用下，流体发生流流动动和和变形变形的特性。的特性。该特性通常用流变曲线和流变参数来描述该特性通常用流变曲线和流变参数来描述的。如流变参数的。如流变参数 AV PV YP GAV PV YP G 表示。表示。 、切力、切力：指静切应力，也称胶凝强度。其物理意义是钻井液静止时，破坏钻井液内单位面积上的网架结构所需要的剪切力，单位是Pa。初切力是钻井液搅拌后静止1 min测得的静切力，用表示G1；终切力是搅拌后静止10 min测得的静切力，用表示G10。静切力的大小取决于钻井液中网架结构的多少、网架结构的多少、强弱强弱以及静止时间。(2)(2)触变性触变性：是指搅拌后钻井液变稀(切力降低)，静止后变稠(切力升高)的特性。或者说，钻井液的切力随静止时间的增长而增大的特性。l用终切与初切的差值表示触变性的大小。l恢复结构所需的时间和最终的胶凝强度(或切力)的大小，是触变性的主要特征。 (3)(3)动切力动切力(0=YP)：钻井液粘土颗粒间及高分子之间形成空间网架结构的能力，又叫屈服值，单位是Pa。l影响动切力的因素是影响动切力的因素是： 固相含量及分散度、粘土颗粒的电动电势和水化程度、粘土颗粒吸附处理剂的情况及高分子聚合物的使用等。 (4)(4)塑性粘度塑性粘度：指钻井液层流时，固体颗粒与固体颗粒之间、固体颗粒与液体分子之间、液体分子与液体分子之间摩擦力的总和。用PV表示，单位是Pas。l它是由粒子（含固体和高分子聚合物）含量、粒子的分散度所决定的。 (5)(5)结构粘度结构粘度(SV)(SV)：钻井液内部存在空间网架结构，这种网架结构同样会对钻井液流动产生阻力，由空间网架结构形成的这部分流动阻力叫结构粘度。l其影响因素与动切力相同。 SV= 0 / =剪切速率（速度梯度）=dv/dx 垂直于流速方向上单位距离流速的增量。的大小，反映出单位流层之间的速度差。 钻井液在循环过程中，位置不同，速梯不同。沉砂池1020s-1， 环形空间 151.5102s-1钻杆内 102 103s-1，钻头水眼 104 105s-1 (6)(6)表观粘度表观粘度：又称有效粘度或视粘度，是指在某一速度梯度下，剪切应力与速度梯度的比值，用AV表示，单位是Pas。 由宾汉公式推出为： AV = PV + SVAV = PV + SV 由上式可知，表观粘度受塑性粘度、动切力和速度梯度的影响。塑性流体的表观粘度由塑性粘度和结构粘度两部分组成。(7)(7)剪切稀释特性剪切稀释特性：表观粘度随速度梯度的增大而降低的特性。用动塑比(YP/PV)量度剪切稀释能力的大小。l动塑比(YP/PV)大，代表网架结构多，粒子含量和分散度小，则结构粘度占比例较大。 (8) (8)稠度系数稠度系数K K：钻井液的稠度系数表示液体的可泵性和直观流动性，反映钻井液的稠稀程度，可以认为它是钻井液的表观粘度。它既受钻井液内摩擦力的影响，又受结构力的影响。 由幂律方程= Kn 可知，K的单位是mPasn。 (9)(9)流性指数流性指数n n：它是钻井液结构力的一种表示，也是钻井液触变性或剪切稀释特性强弱的表示。l由幂律方程知，当n=l时，变为牛顿公式，流体为牛顿流体。n值越大，剪切稀释能力越弱，液体的非牛顿性越弱；反之，则剪切稀释能力越强。 二、钻井液流变性与钻井的关系二、钻井液流变性与钻井的关系1 1、流变性与钻头破碎岩石速度的关系、流变性与钻头破碎岩石速度的关系 主要表现为水眼粘度对钻速的影响：(1) 、水马力、破岩能力、V。 、水马力、岩屑被带离井底能力、重复破碎、V。 、滤液进入岩石裂缝能力、 岩石闭合能力、岩石可钻强度、 V。 2 2、流变性与钻井液携带岩屑能力的关系、流变性与钻井液携带岩屑能力的关系 实践证明，钻井液携屑能力随钻井液粘度的随钻井液粘度的升高而增加升高而增加。紊流携屑优于层流携屑紊流携屑优于层流携屑。钻杆旋转钻杆旋转有助于岩屑的上返有助于岩屑的上返。但层流和紊流携屑都有其缺点存在（层流：携带效果差；紊流：井壁冲刷严重）。通过调节钻井液的流变性，提高动塑比值和降低钻井液的上返速度以实现平板型层流实现平板型层流。 3 3、流变性与井壁稳定的关系、流变性与井壁稳定的关系 由于紊流液流质点的运动方向是紊乱而无规紊乱而无规则则的，且其流速高、动能大，因此对井壁的冲击对井壁的冲击作用大，易导致地层坍塌作用大，易导致地层坍塌。而层流液流质点的运动方向都是向上的，一般平行于井壁，速度低、动能小，所以钻井液循环时，需要比较准确地计算出临界上返速度，以保证环空液流保持在层流状态而避免出现紊流。 4 4、流变性与岩屑和加重剂悬浮的关系、流变性与岩屑和加重剂悬浮的关系 起决定作用的是钻井液的静切力和触变性静切力和触变性：静切力静切力高，钻井液形成空间网架结构的能力强，悬浮能力强。触变性触变性好，循环停止时，钻井液能够很快达到一定的切力值，有利于悬浮岩屑和加重剂。 5 5、流变性与井内液柱压力激动的关系、流变性与井内液柱压力激动的关系 井内液柱压力激动是在起下钻和钻井过程起下钻和钻井过程中，由于钻柱的上下运动、钻井泵的开启钻井泵的开启等原因，使井内液柱压力发生突然变化(升高或降低)的现象称为压力激动。 压力激动的影响因素是多方面的，其中钻井其中钻井液粘度、切力越大，压力激动越大。液粘度、切力越大，压力激动越大。 6 6、流变性与滤失量和滤饼厚度的关系、流变性与滤失量和滤饼厚度的关系 在钻井过程中，钻井液滤失量过高，滤饼厚而松散，对钻井很不利。一方面滤失量过高，地层被浸泡，井壁不稳定，损害油气层井壁不稳定，损害油气层；另一方面，滤饼厚而松散，摩擦系数高滤饼厚而松散，摩擦系数高，易粘附卡钻，引起钻头泥包或堵死水眼、起钻上提遇卡、下套管遇阻、不利于电测、影响井身质量等。 三、钻井对钻井液切力的基本要求三、钻井对钻井液切力的基本要求 钻井液具有切力具有切力，有利于携带和悬浮岩屑、重晶石等，不因停泵而发生沉砂卡钻，也不因重晶石沉淀而难于加重。若切力太大切力太大，则清除砂粒、钻屑困难，密度上升快，含砂量高，磨损设备，降低钻速；流动阻力大，开泵困难，易憋泵或憋漏地层，转动扭矩大、浪费动力、滤饼质量差、滤失大，易引起缩径、井漏、卡钻等事故。若切力太小切力太小，则携带和悬浮岩屑能力降低，停泵易造成沉砂，下钻不到底甚至沉砂卡钻。任务任务5 钻井液固相含量的测定钻井液固相含量的测定 学习目标学习目标 1.能够测定钻井液的固相含量； 2.能够解释钻井液固相含量与钻井质量之间的关系。基基 础础 知知 识识 1 1、钻井液中的固相含量、钻井液中的固相含量第一种表述是第一种表述是：钻井液中除液体以外的全部固体占钻井液总体积的百分数，用“”表示。第二中表述是第二中表述是：单位体积钻井液中固相物质的质量，单位用 kg/cm3 或 g/cm3 表示。 2. 2.钻井对钻井液中固相含量的要求钻井对钻井液中固相含量的要求 (1)(1)固相含量与钻井的关系固相含量与钻井的关系 固含越低越好，一般5左右。固含大有危害： a 钻井液密度大，钻速，钻头寿命。 b 滤饼质量差，质地松散，摩擦系数，滤失量； c 含砂量增高，对钻井设备磨损严重。 d 钻井液性能不稳定，粘度、切力高，流动性不好。 e 影响地质资料和电测资料的录取，如砂样混杂、电测不顺利等。 (2)(2)钻井液中固相含量的要求钻井液中固相含量的要求A 配备良好的净化设备，彻底清除无用固相。B 严格控制膨润土含量，钻井液密度越高、井越深、温度越高，膨润土的含量应越低。C 在轻钻井液中，固相的体积含量不应超过10或密度不大于1.15g/cm3。D 无用固相含量与膨润土含量的比值，应控制在(2:1)(3:1)。技技 能能 训训 练练 固相含量测定仪的使用固相含量测定仪的使用 1-9 钻井液固相含量测定仪1. 1. 结构结构 2 2、工作原理、工作原理 由加热棒、蒸馏器和量筒组成。加热棒有两只，220 V交流电和12V直流电的各一支，功率都是100 w。工作时，由蒸馏器将钻井液中的液体(包括油和水)蒸发成气体，经引流管进人冷凝室，冷凝器将气态的油和水冷却成液体，经引流嘴流入量筒。 3.3.操作步骤操作步骤(1)把搅拌好的钻井液注入拆开的蒸馏器液杯内，盖好计量盖，用棉纱擦掉计量盖小孔中溢出的钻井液，取下计量杯盖，将粘附在杯盖底上的钻井液刮回到液杯中，这时液杯中的钻井液为20 mL0.01 mL。 (2)加23滴消泡剂，取套筒拧紧于液杯上，然后将加热棒装入套筒内拧紧。(3)将蒸馏器导流管插入冷凝器的小孔中，再把玻璃量筒卡在冷凝器引流管下方，以便接收冷凝后的油和水。(4)将导线的母接头插在加热棒上端的插头上，接通电源，通电35 min后，从蒸馏液流出的第一滴开始计时，直到全部蒸干，大约需要20-30min，无液滴流出时切断电源。(5)用环架套住蒸馏器上端部分，手握电线卸下蒸馏器，可用水冷却，电线接头即加热棒与套筒的连接处应小心，不能沾上水。(6)待冷却后拔出电源接头，卸开蒸馏器，用刮刀刮净液杯内壁、加热棒和套筒内的固相成分，全部回收完后称取质量。 (7) (7)取出百分含量刻度量筒，读出油和水的百分含取出百分含量刻度量筒，读出油和水的百分含量。量。 (8)(8)计算计算 固固+ + 油油 + + 水水 = 1= 1 式中：式中：固固固相体积分数；固相体积分数； 油油油体积分数；油体积分数；水水水体积分数。水体积分数。注意问题：注意问题： 1、对于含盐量小于、对于含盐量小于1%的淡水钻井液，直接用上面的淡水钻井液，直接用上面的公式进行计算；的公式进行计算； 2、对于含盐量较高的盐水钻井液，被蒸干的盐和固、对于含盐量较高的盐水钻井液，被蒸干的盐和固体会共存于蒸馏器中。此时需要扣除由于盐析出引体会共存于蒸馏器中。此时需要扣除由于盐析出引起体积增加的部分，才能确定钻井液中的实际固体起体积增加的部分，才能确定钻井液中的实际固体含量。此时的计算公式：含量。此时的计算公式：f s = 1- f w c f - f o考虑盐析引入的体积校正考虑盐析引入的体积校正系数，总大于系数，总大于1 1例题：密度为例题：密度为1.44g1.44gcmcm3 3的盐水钻井液被蒸干后，得到的盐水钻井液被蒸干后，得到6 6的油和的油和7474的蒸馏水。已知钻井液中的蒸馏水。已知钻井液中c1c1- -含量为含量为79000g79000gL L，试确定该钻，试确定该钻井液的固相含量。井液的固相含量。 解：首先求出钻井液中解：首先求出钻井液中NaclNacl的质量浓度：的质量浓度：NaclNacl 23.0+35.5/35.5xc123.0+35.5/35.5xc1- - 16.5x 7900016.5x 79000130350(mg/L)130350(mg/L)由表由表4 44 4查得，查得，NaclNacl的质量分数的质量分数( (盐度盐度) )为为1212，该盐水钻井液的，该盐水钻井液的固相体积校正系数为固相体积校正系数为1.0451.045。因此。因此 f fs s 1 1f fW W C Cf ff fO O (1-O.74x1.045-O.06) x100(1-O.74x1.045-O.06) x10016.716.7任务任务6 钻井液含砂量的测定钻井液含砂量的测定 学习目标学习目标1.能够采用筛洗法准确测定钻井液的含砂量；2.能够解释钻井液测含砂量的原因。 1.1.钻井液含砂量的概念钻井液含砂量的概念砂：74m 固相颗粒。指钻井液中不能通过200目筛网（即边长为74m)的砂粒。也可说成直径大于0.074mm的砂粒占钻井液总体积的百分数，用符号“N”表示。 2.2.含砂量测定仪含砂量测定仪筛洗法含砂测定仪结构图 3.3.操作步骤操作步骤(1)取搅拌均匀的钻井液，注入含砂仪量筒至“泥浆”刻度线，然后加水至稀释至“水”刻度线处，用拇指堵口并用力摇匀。(2)取出过滤筒，将稀释好的钻井液倒入过滤筒进行过滤，同时用清水冲洗量筒并将所有物质一起过滤。(3)将小漏斗套在过滤筒上端，慢慢倒置，将漏斗下端插量筒内，再从筛网背面筛网背面用清水将砂粒全部冲入量筒内。(4)待砂粒完全下沉后，读取量筒内砂粒所在刻度值即为该钻井液的含砂量。 4 4、钻井对含砂量有哪些基本要求？、钻井对含砂量有哪些基本要求？含砂量高时，钻井液密度升高，钻速降低，滤饼质量变差，滤失变大，滤饼摩擦系数变大，影响固井质量，电测遇阻，地质资料不准，对设备的磨损严重。钻井要求钻井液含砂量越小越好，一般控制在0.5以下。任务任务7 钻井液膨润土含量的测定钻井液膨润土含量的测定 学习目标学习目标1.能够测量钻井液中膨润土的含量；2.能够解释膨润土含量对钻井液性质的影响。 1 1、如何识别膨润土和其它土？、如何识别膨润土和其它土？ 水化分散能力水化分散能力 阳离子交换容量阳离子交换容量膨润土膨润土： 强 大其它土其它土： 弱 小即膨润土含量可通过测定阳离子交换容量来实现。即膨润土含量可通过测定阳离子交换容量来实现。 2 2、测定搬土含量的常用方法、测定搬土含量的常用方法a 亚甲基蓝法：有机阳离子交换吸附。b 醋酸铵-乙醇淋洗法：无机NH4+ 交换吸附。 3 3、亚甲基蓝法测定操作步骤、亚甲基蓝法测定操作步骤 (1) 准确量取1 mL钻井液注入250 mL锥形瓶中。(2)加入40 mL水稀释，再加入3的双氧水l0 mL和5 mL稀硫酸(5 molL)。(3)把锥形瓶放在电炉上，缓慢煮沸l0min，取下后水冷至室温，加水约50 mL。(4)用0.01摩尔/升的亚甲基蓝溶液滴定，每滴入0.5mL亚甲基蓝溶液后，旋摇30 s。(5)用搅拌棒沾一滴液体滴到滤纸上，观察在染色固体斑点周围是否出现绿-蓝色圈。若无此色圈，则继续滴定。(6)记录亚甲基蓝溶液消耗量。(7)计算钻井液中膨润土含量：(8)清洗仪器并摆放整齐。 4 4、技术要求、技术要求 (1)煮沸时切勿蒸干。(2每次加量0.5 mL，旋摇锥形瓶30 s，当固体仍被悬浮时，用搅拌棒取一滴液体滴在滤纸上，当染色固体斑点周围出现绿蓝色圈时即达到滴定终点。 (3)若出现绿-蓝色圈，但随即消失，说明终点快到，应小心滴定，直至旋摇2 min后再取一滴液体滴在滤纸上，若出现蓝-绿色圈并不再消失，则说明达到终点。习题：将习题：将1 1毫升钻井液用蒸馏水稀释至毫升钻井液用蒸馏水稀释至5050毫毫升后，用升后，用0.01M0.01M亚甲基蓝标液进行滴定，到亚甲基蓝标液进行滴定，到达终点时该溶液的用量为达终点时该溶液的用量为4.84.8毫升。试求钻毫升。试求钻井液中膨润土的含量。井液中膨润土的含量。任务任务8 钻井液钻井液pH值和碱度的测定值和碱度的测定学习目标学习目标1.会测定钻井液的pH值；2.能够进行钻井液碱度的测定；3.能够叙述钻井液碱度的概念；4.根据钻进工艺要求进行钻井液pH值的调整。基基 础础 知知 识识 一、钻井液酸碱性的表述方式一、钻井液酸碱性的表述方式 PH值和碱度两种。 1 1、PHPH值值 测定液体中H+或OH-的含量。 常用 广泛PH试纸测定之。 pHlgH，pOHlgOH， pHpOH14PH=7时 H+浓度10(-7)mol/L；OH-浓度10(-7)mol/L. PH=8时 H+浓度10(-8)mol/L；OH-浓度10(-6)mol/L. PH=11时 H+浓度10(-11)mol/L；OH-浓度10(-3)mol/L. PH变化1，OH-浓度变化10倍，浓度变化小时不宜描述准确。 2 2、碱度测定、碱度测定 引入碱度参数的好处引入碱度参数的好处：一是一是，可以较方便地确定钻井液滤液中OH-，HCO3-和CO32-等三种离子的含量，可判断钻井液碱性的来源；二是二是,可以确定钻井液体系中悬浮石灰的量，即储备碱度。 碱度的定义、分类和化学反应碱度的定义、分类和化学反应定义定义：用浓度为0.01mol/L的标准硫酸溶液中和1mL滤液至指示剂变色时所需的体积数（mL）。分类分类：酚酞碱度（Pm 、 Pf）-变色点8.3（偏碱性）、 甲基橙碱度（Mm 、Mf）-变色点4.3（偏酸性）。MO(MethylMO(Methyl Orange)Orange)PP(PhenolphthaleinPP(Phenolphthalein ) )化学反应化学反应：PH=8.3时 OH- + H+ H2O CO32- + H+ HCO3-PH=4.3时 HCO3- + H+ CO2+H2O 钻井液及滤液碱度测定钻井液及滤液碱度测定 a a、钻井液的碱度、钻井液的碱度P Pm m 取1mL钻井液滴入锥形瓶，加入25 mL蒸馏水稀释。搅拌下加入45滴酚酞指示剂，然后立即用0.01 mol/L的酸滴定至粉色消失。如果颜色变化不易看出，则将pH计测得的pH=8.3时作为终点。记录酸液体积数，作为钻井液碱度P Pm m 。 b b、测量滤液酚酞碱度和甲基橙碱度的程序、测量滤液酚酞碱度和甲基橙碱度的程序量取1 mL滴入烧杯中，加23滴酚酞指示剂，如滤液变为粉色，滴加酸液直至粉色消失。记下每毫升滤液所需要的0.01 mol/L酸的毫升数，作为滤液酚酞碱度（Pf） 。在已滴至终点的滤液样品中，加入23滴甲基橙指示剂。滴入酸液直至指示剂颜色由黄色变为橙色。如果滤液颜色太重，指示剂颜色变化不能明显看出，则将pH计测得的pH=4.3时作为终点。 将每毫升滤液滴至甲基橙碱度终点(包括滴至终点已用的)所用的0.01 mol/L酸的总的毫升数记录为滤液甲基橙碱度（Mf） 。估算：估算：储备碱度（储备碱度（Kg/mKg/m3 3）=0.742(Pm - P=0.742(Pm - Pf f f fw w) ) 习题：通过钻井液碱度实验测得习题：通过钻井液碱度实验测得Pm=5.0Pm=5.0，P Pf f =0.7=0.7，并已知钻井液中水的体积分数并已知钻井液中水的体积分数f fw w=0.8=0.8。试求钻井液。试求钻井液中未溶石灰的大致含量。中未溶石灰的大致含量。问问 题题 探探 究究 1.1.钻井液钻井液pHpH值对钻井液性能和钻井工艺值对钻井液性能和钻井工艺有何影响？该如何进行控制和调整？有何影响？该如何进行控制和调整？ 钻井液的酸碱度是指钻井液中含酸碱量的多少或者它的酸碱中和能力的大小。它代表钻井液中含酸或碱的程度，也可以说是钻井液中H+或OH-浓度的影响。 1)1)钻井液钻井液pHpH值对钻井液性能的影响值对钻井液性能的影响 对钻井液类型的影响对钻井液类型的影响： 钻井液的碱度应根据不同钻井液类型及地层的需要进行控制。钻井液中HC03-质量浓度在相对低的情况下，流变性能恶化；质量浓度进一步增加时，影响不再加剧。CO32-在低质量浓度下，初切和终切有所下降；质量浓度大于50 mg/L时，流变性能急剧恶化，甚至达到固化程度。常用 Mf Pf 表示CO32-的污染程度。当Mf Pf=3时，有轻度CO32-污染；当MfPf 5时，为严重的CO32-污染。对粘土水化分散的影响对粘土水化分散的影响： pH值过低，H+在粘土颗粒表面进行离子交换，使粘土的水化性和分散性变差，从而破坏钻井液的稳定性，使滤失性增大，切力升高。 对处理剂的影响对处理剂的影响： 许多有机处理剂必须在碱性条件下才能溶解发挥作用，pH值过低，有机处理剂易发酵变质。 2) 2) 钻井液钻井液pHpH值对钻井工艺的影响值对钻井工艺的影响pH值过高，OH一在粘土表面吸附，会促进泥页岩的水化膨胀和分散，对巩固井壁、防止缩径和坍塌都不利。另外，高pH值的钻井液具有强腐蚀性，缩短了钻具及设备的使用寿命。分析pH值的变化，可以预测井下情况。如盐水侵、石膏侵、水泥侵等都会引起pH值的变化。 3)pH3)pH值的控制和调整方法值的控制和调整方法 提pH值：加入烧碱(NaOH)、纯碱(Na2CO3)、熟石灰(Ca(OH)2)等碱性物质。如果是石膏侵、盐水侵造成的pH值降低，可加高碱比的煤碱液、单宁碱液等进行处理，既提高了pH值，又能降粘切、降滤失，使钻井液性能变好。 降pH值：一般不采用加无机强酸，而是采用加弱酸性的单宁粉或栲胶粉。技技 能能 训训 练练 一、测量钻井液一、测量钻井液pHpH值操作步骤值操作步骤(1)取一小条pH试纸，将其缓慢浸入滤液（或泥浆中）中，使其充分浸透变色。(2)将变色的试纸和色标对比，读取相应的数值。作作 业业1 1、钻井液滤失性与钻井作业的关系？、钻井液滤失性与钻井作业的关系？2 2、钻井液滤失量指标应注意的原则？对钻井液滤、钻井液滤失量指标应注意的原则？对钻井液滤失性能的一般要求？失性能的一般要求？3 3、写出钻井液的静滤失方程，并注明各符号的意、写出钻井液的静滤失方程，并注明各符号的意义。义。