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。

降滤失剂的作用原理降滤失剂是指能降低钻井液滤失量的化学剂。降滤失剂多为水溶性高分子化合物，它们可通过下列途径降低钻井液的滤失量。

1．稳定胶体颗粒作用如前所述，钻井液中粘土颗粒要求有合适的大小分布，同时要求具有较多的细粘土颗粒。滤失量大的钻井液一方面是粗颗粒较多，另一方面是细颗粒已絮凝为粗颗粒，体系中溶胶细颗粒(<100pLm)较少。这种粗颗粒多而细颗粒少的钻井液所形成的滤饼疏松而孔隙大，故滤失量大。降滤失剂是在水中能解离出负电基团的高分子化合物。它一方面可吸附在粘土表面上形成吸附层，以阻止粘土颗粒絮凝变大；另一方面能把钻井液循环搅拌作用下所拆散的细颗粒通过吸附稳定下来，不再粘结成大颗粒(图1—5)。这样就能保证足够量的细颗粒比例，从而使钻井液能形成薄而致密的滤饼，降低滤失量。这种作用也称为护胶作用。值得注意的是，降滤失剂在钻井液中的浓度必须足够高，以利于将拆散的粘土颗粒包围起来，这样一方面给粘土颗粒表面带来较高的负电荷密度，提高f电位，增大颗粒间的斥力；另一方面因水化基团的水化作用而形成较厚的水化膜，使粘土颗粒不易合并变大。如果加入的降滤失剂浓度低于保护作用所需的浓度，降滤失剂不但对胶体颗粒没有保护作用，反而会使粘土颗粒更*聚沉。

2．提高滤液粘度由静滤失方程可知，滤失量与钻井液的滤液粘度的二分之一次方成反比。高分子降滤失剂加入钻井液中可提高滤液粘度，使滤失量降低。但值得注意的是，粘度升高会使钻速降低。故一般要求降滤失剂不要大幅度地增加粘度。