钻井助剂——降滤失剂的作用原理

在钻井过程中，由于压差的作用，钻井液中的水分不可避免地通过井壁滤失到地层中，造成钻井液失水。随着水分进入地层，钻井液中粘土颗粒便附着在井壁上形成“滤饼”，形成一个滤饼井壁。由于滤饼井壁比原来的井壁致密得多，所以降滤失剂一方面阻止了钻井液的进一步失水，一方面起到了保护井壁的作用。但是在滤饼井壁形成的过程中，滤失的水分过多，滤饼过厚，细粘土颗粒随水分进入地层等都会影响正常钻井，并对地层造成伤害。

(一)钻井液的滤失及滤饼的形成在钻井过程中钻井液的滤失是必然的，通过滤失可形成滤饼保护井壁。但是钻井液滤失量过大，易引起页岩膨胀和坍塌，造成井壁不稳定。此外，滤失量增 大的同时滤饼增厚，使井径缩小，给旋转的钻具造成较大的扭矩，起下钻时引起抽汲和压力波动，易造成压差卡钻。因此，适当地控制滤失量是钻井液的重要性能之一。显然，钻井液的滤失量与地层渗透率密切相关。但钻井液发生滤失的同时就有滤饼形成，钻井液再发生滤失时，须经过已经形成的滤饼。因此，决定滤失量大小的主要因素是滤饼的渗透率。如何形成低渗透率的高质量滤饼，阻止钻井液的进一步滤失，是钻井液配制中要考虑的主要问题之一。

1．降滤失钻井液的滤失可分为瞬时滤失、静滤失和动滤失。瞬时滤失在整个滤失过程中占的比例较小；动滤失比较符合井下情况，但无论是室内还是现场都难以测定；静滤失尽管与实际情况有一定差距，但评价方法简单，能很好地反映钻井液的滤失性能。

2．滤饼形成过程在实验室常利用滤失量测定仪测量静滤失量。实验中，在滤杯中的钻井液经滤纸而流出。钻井液固相侵入地层在滤饼形成前滤液流出的速率相当快，l一2s后，滤液流出速率渐渐变慢，经一定时间趋于匀速。滤饼形成前经过滤纸的滤失称为瞬时滤失，此间的滤失量称为瞬时滤失量。在钻经渗透性的地层时也存在这一过程。为减少瞬时滤失量，钻井液中需要含有适当大的固相颗粒，来堵岩石孔隙。当这些较大的颗粒在岩石孑L喉处形成桥堵后，较小的颗粒再堵塞在较大颗粒之间所形成的孔隙中，一直进行下去，直至小的溶胶颗粒将滤饼的小孔隙堵死，这时只有水分才能渗入地层。