三、钻井液的滤失造壁性(Filtration Properiies of Drilling Fluids)在钻井过程中,当钻头钻过渗透性地层时,由于钻井液的液柱压力一般总是大于地层孔隙压力,在压差作用(yòng)下,钻井液的液體(tǐ)便会渗人地层,这种特性常称為(wèi)钻井液的滤失性(Filtration Properiies of Drilling Fluids)。在液體(tǐ)发生渗滤的同时,钻井液中的固相颗粒会附着并沉积在井壁上形成一层泥饼(Mud Cake)。随着泥饼的逐渐加厚以及在压差作用(yòng)下被压实,会对裸眼井壁有(yǒu)效地起到稳定和保护作用(yòng),这就是钻井液的所谓造壁性。由于泥饼的渗透率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小(xiǎo)于地层的渗透率,因而形成的泥饼还可(kě)有(yǒu)效地阻止钻井液中的固相和滤液继续侵入地层。在钻井液工艺中,通常用(yòng)一个重要参数——滤失量(Water Loss or FiltrationRate)来表征钻井液的渗滤速率。
四、钻井液的pH值和碱度(pH Value of Drilling Fluids)
1)钻井液的PH值(pH Value)通常用(yòng)钻井液滤液的PH值表示钻井液的酸碱性。由于酸碱性的强弱直接与钻井液中粘土颗粒的分(fēn)散程度有(yǒu)关,因此会在很(hěn)大程度上影响钻井液的粘度、切力和其它性能(néng)参数。在实际应用(yòng)中。大多(duō)数钻井液的PH值要求控制在8~11之间,即维持一个较弱的碱性环境。这主要是由于有(yǒu)以下几方面的原因:(1)可(kě)减轻对钻具的腐蚀;(
2)可(kě)预防因氢脆而引起的钻具和套管的损坏;(3)可(kě)抑制钻井液中钙、镁盐的溶解;(4)有(yǒu)相当多(duō)的处理(lǐ)剂需在碱性介质中才能(néng)充分(fēn)发挥其效能(néng),如丹宁类、褐煤类和木(mù质素磺酸盐类处理(lǐ)剂等。通常使用(yòng)PH试纸测量钻井液的PH值。如要求的精度较高时,可(kě)使用(yòng)PH计。
2)钻井液的碱度由于使钻井液维持碱性的无机离子除了OH一外,还可(kě)能(néng)有(yǒu)HCO3一和CO32-等离子,而PH值并不能(néng)完全反映钻井液中这些离子的种类和质量浓度。因此在实际应用(yòng)中,除使用(yòng)PH值外,还常使用(yòng)碱度(Alkalinity)来表示钻井液的酸碱性。引人碱度参数主要有(yǒu)两点好处:一是由碱度测定值可(kě)以较方便地确定钻井液滤液中OH一、HCO
3一了和CO32-等三种离子的含量,从而可(kě)判断钻井液碱性的来源;二是可(kě)以确定钻井液體(tǐ)系中悬浮石灰的量(即储备碱度)。
在实标应用(yòng)中,也可(kě)用(yòng)碱度代替PH值,表示钻井液的酸碱性。具體(tǐ)要求是:
(1)一般钻井液的Pf最好保持在1.3~1.5m1。
(2)饱和盐水钻井液的Pf保持在1m1以上即可(kě),而海水钻井液的Pf应控制在1.3~1.5m1。
(3)深井抗高温钻井液应严格控制CO32-的含量,一般应将Mf/Pf的值控制在3以内。