降滤失剂的用途和功能

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，所以它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，必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．静滤失方程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。一地层勰瓣井壁图1—4钻井液固相侵入地层示意图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(也称初损)，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，来桥堵岩石孔隙。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。这样使钻井液中的颗粒在井壁和地层中形成三种分布(图1—4)：

(1)井壁上的外滤饼。

(2)进入地层的颗粒形成的内滤饼。

(3)钻井液瞬时滤失时形成的初损侵入带，这些颗粒经过运移将阻塞地层孔隙，伤害油层。

因此，要形成低渗透率、滤失量小的滤饼，在钻井液配制时必须具备两个条件：

(1)合理的多级分散的颗粒分布。即在钻井液中必须有大、中、小各种颗粒，并有合理的分布。实践表明，钻井液中必须含有比被钻地层较大孔隙小的和直到相当于地层较大孔隙尺寸三分之一的桥堵颗粒。这样有利于尽快桥堵刚钻开地层的大孔隙，减少瞬时滤失量。另外，钻井液必须含有尺寸由大到小，直至小到相当于溶胶颗粒的一系列颗粒。这样在钻井过程中，由大到小的颗粒相继桥堵由大到小的孔隙，如此循序渐进，孔隙越堵越小，滤饼越来越致密，其渗透性越来越小。钻井液中固相颗粒大小分布越合适，形成致密滤饼的时间就越短，滤饼渗透性越低。

(2)胶体颗粒类型。滤饼渗透性的高低，不仅与钻井液中所含胶体及细颗粒的尺寸分布、数量有关，而且与胶体颗粒类型密切相关。如果胶体颗粒扁平，水化性好，则在压力作用下*变形，形成的滤饼渗透率自然就低。除上述条件外，在钻井液中还要添加降滤失剂来控制钻井液的滤失量。