授课内容 | 计划课时 | ||||
教学目标与要求 | 知识目标：综述论文了解钻井液的滤失过程 了解钻井液滤失过程的影响因素 能力目标：能够根据实际情况，判断滤失的过程 素质目标：培养学生爱岗敬业、认真负责的职业素质 | ||||
教学重点与难点 | 重点： 钻井液滤失过程 难点：钻井液滤失过程的影响因素 处理方法：讲授、举例、讨论 | ||||
教学资源 | 教材、多媒体教室、课件、图片等 | ||||
教学过程 | 主题/任务/活动 | 教学方法/教具 | 时间分配 | ||
导入新课 | 讲授、举例 | ||||
钻井液的滤失过程 | 讲授 | ||||
钻井液滤失量的影响因素 | 讲授 | ||||
小结 | 讲授 | ||||
作业/ 技能训练 | |||||
教学评估 | |||||
水泥砂浆教 学 设 计 | ||
【导入新课】 通过之前的学习我们知道钻井液是钻井作业不可或缺的部分，那么它在钻井的过程中除了其流变性能影响正常钻进之外，还有没有其他性能影响钻井作业呢？ 钻井液为循环流体，它在环形空间上返的过程中会出现部分液相进入地层，井壁上也会附着固相的现象。这种现象我们从专业的角度将其称之为钻井液的滤失造壁性。该性能直接影响钻井作业是否能安全进行。 【授课内容】 一、基本概念 钻井液的滤失作用，是指在压力差的作用下，钻井液中的自由水向井壁岩石的孔隙或缝隙中渗透的现象。通常我们用滤失量或失水量来表示滤失性的强弱。 滤失的发生有两个基本条件决定，其一为要有一定的压差，另一个为有容纳流体的空间，即有孔隙或裂缝的存在。 钻井液的造壁性，指随着钻井液在井壁的滤失，自由水进入地层，钻井液中的固相颗粒（包括钻井液添加剂分子或颗粒，钻屑的细分散颗粒等）便附着在井壁上形成泥饼，也可以进入地层一定深度。 二、钻井液的滤失过程 现场钻井液的滤失过程分为：瞬时滤失、动滤失、静滤失三个过程。通常在现场测定的是静滤失量的大小。 1、瞬时滤失，指钻头破碎井底岩石形成新井眼的瞬间，钻井液中自由水向岩石孔隙中渗透，直到钻井液固相颗粒及高聚物在井壁上附着开始出现泥饼之前，这段时间的滤失。此时井底岩石表面无泥饼形成，滤失速率高，持续时间短。 2、瞬时滤失后，泥饼不断增厚，循环的钻井液对新出现的泥饼产生冲刷作用，泥饼增厚速度与泥饼被冲刷速度相等时，厚度不再变化，达到动态平衡，此过程为动滤失。 特点：压差较大（静液柱压力与环空压力降之和与地层压力之差），泥饼较薄，滤失速率逐渐减小稳定在某数值。 3、静滤失过程为停钻时，钻井液停止循环，液流冲刷泥饼作用消失，泥饼逐渐增厚，滤失速率逐渐减小（比动滤失速率小）。 在现场钻井作业中，静滤失与动滤失相互交替进行。 图1 井内钻井液滤失的全过程。 从图中可以看出瞬时滤失时间很短，滤速率最大；动滤失时间最长，滤失速率中等；静滤失时间较长，滤失速率最小。 那么钻井液在滤失的过程中，又有哪些因素会影响其滤失量的大小呢？ 三、滤失的影响因素 影响静滤失的因素有：滤失时间、压差和滤液粘度、温度、固相含量、孔隙度和渗透性等。 从方程中可以看出，单位渗滤面积的滤失量与泥饼的渗透率、固相含量因素、渗滤压差、渗滤时间的平方根成正比，与滤液粘度的平方根成反比。 1.时间 随着时间的增加，静滤失量在不断的增加，而静滤失量大小等于总的滤失量值减去瞬时滤失量。 2.压差 低压差不同钻井液滤失量相近，高压差相差较大。 3.滤液粘度 资产变现滤液粘度越小，钻井液滤失量越大。有机处理剂如CMC、PHP加入量越大，滤液粘度越大。可提高滤液粘度来降低滤失量。油基钻井液滤液粘度随压力增加而增加，滤失量随压力增加而减小。 4.温度 温度升高，滤液粘度降低，滤失量增大。 5.固相 钻井液中细黏土颗粒多，粗颗粒少，形成泥饼薄而致密，滤失量小；反之，厚而疏松，滤失量大。钻井液中固相含量越高，泥饼中固相含量越少，钻井液滤失量越小。 6.岩性 渗透性大的砂岩、砾岩、裂缝发育的石灰岩井壁形成较厚泥饼；渗透性小的页岩、泥岩、石灰岩和其他致密岩石井壁上形成的泥饼较薄，甚至不形成泥饼。 7.处理剂 处理剂的种类和加量多少可以决定固相颗粒是分散还是絮凝，以及颗粒四周可压缩性水化膜的厚度，从而影响泥饼的渗透率。 四、影响动滤失量的因素 影响动滤失因素与影响静滤失因素相似，不同的是剪切速率和钻井液流态对泥饼和处理剂作用有影响，从而影响动滤失量。 泥饼厚度受到钻井液冲蚀作用限制；岩层表面最初暴露时，滤失速率高，泥饼增长较快，直至冲蚀作用和泥饼增长速度相等，泥饼厚度不再变化；此时滤失量由下式可得： 在动滤失过程中，依靠钻井液的剪切作用将泥饼表面的松软层冲蚀掉后，泥饼厚度将固定在一定值。 处理剂对动滤失和静滤失作用效果不同，主要是液流冲刷作用的影响。如果形成的泥饼抗冲刷能力差，尽管有良好将静滤失效果，但在钻井液液流冲刷下，泥饼厚度变薄，降滤失效果必然变差；反之，形成的泥饼抗冲刷能力强，降低动滤失效果就明显。 五、瞬时滤失的影响因素 由于没有泥饼存在，影响瞬时滤失主要因素是压差，岩石的渗透性，滤液的黏度，钻井液中固相颗粒的含量、尺寸和分布（形成泥饼的速度）。 六、小结 1、保罗 沃克尔钻井液的滤失过程 2、影响钻井液滤失过程的影响因素 | ||
课后小结 | ||
本文发布于:2024-09-20 15:31:03，感谢您对本站的认可！
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