钻井液的固相含量 含义：钻井液中全部固相的体积占钻井液总体积的百分数 重要性：固相含量的高低以及这些固相颗粒的类型、尺寸和性质均对钻井时的井下安全、钻井速度及油气层损害程度等有直接的影响 1、钻井液中固相的类型 ? 根据性质不同，可将钻井液中的固相分为两种类型，活性固相(Active Solids)和惰性固相(Inert So1ids) ? 活性固相:凡是容易发生水化作用或易与液相中某些组分发生反应的 主要指膨润土 ? 惰性固相:凡不容易发生水化作用或易与液相中某些组分发生反应的 包括石英、长石、重晶石以及造浆率极低的粘土等 ? 有害固相：除重晶石外其余的惰性固相（须尽可能加以清除） 2、钻井液固相含量对与井下安全的关系（过高的固相含量往往对井下安全造成很大危害） ? 使钻井液流变性能不稳定，粘度、切力偏高，流动性和携岩效果变差 ? 使井壁上形成厚的泥饼，而且质地松散，摩擦系数大，从而导致起下钻遏阻，容易造成粘附卡钻 ? 泥饼质量不好会使钻井液滤失量增大，常造成井壁泥页岩水化膨胀、井径缩小、井壁剥落或坍塌 ? 钻井液易发生盐钙侵和粘土侵，抗温性能变差，维护其性能的难度明显增大 3、钻井液固相含量对钻速的影响 ? 大量钻井实践表明，钻井液中固相含量增加是引起钻速下降的一个重要原因 ? 钻井液对钻速的影响还与固相的类型、固相颗粒尺寸和钻井液类型等因素有关 ? 固相含量与钻井液密度密切相关，在满足密度要求的情况下，固相含量应降至尽可能低的程度 ? 根据100口井统计资料做出的钻井进尺、钻头使用数量及钻井天数与钻井液固相含量的关系曲线如下左图所示。虽然这些曲线不能用来预计某口井的钻速，但是可以表明固相含量对钻速影响的大概趋势 ? 固相含量为零（即清水钻进）时，钻速最高 ? 固相含量增大，钻速显著下降；尤其较低固相含量范围时下降更快 ? 固相含量超过10%（体积分数）后，固相含量对钻速影响就相对小了 ? 关于固相类型对钻速的影响，一般认为．重晶石、砂粒等惰性固相对钻速的影响较小，钻屑、低造浆率劣土的影响居中，高造浆率膨润土对钻速的影响最大 室内模拟实验表明： 钻井液中小于1μm的亚微米颗粒要比大于1μm的颗粒对钻速影响大12倍 ↓ 若钻井液中小于1μm的亚微米颗粒越多，所造成的钻速下降幅度越大 ? 相同的钻井液固相含量条件下，使用不分散聚合物钻井液比分散钻井液时的机械钻速大得多 ? Lummus等的实验 结果：经过充分的剪切作用后，在木质素磺酸盐处理的分散钻井液中，亚微米颗粒约占全部固相颗粒总数的80% 不分散聚合物钻井液中的亚微米颗粒仅占全部固相颗粒总数的13% 表明：使用分散性过强的钻井液对提高钻速十分不利 ? 钻井液固相含量的波动：是由于钻井液中岩屑含量的变化及其分散程度造成的 4、钻井液固相含量的测定 测定仪器：钻井液固相含量测定仪 测定方法：采用蒸馏的方法快速测定钻井液中固相、油、水的含量 测试步骤： ①在蒸馏器内注入20 m1钻井液，将插有加热棒的套简连接到蒸馏器上。 ②将蒸馏器的引流管插入冷凝器的孔中，然后将量筒放在引流嘴下方，以接收冷凝成液体的油和水 ③接通电源，使蒸馏器开始工作，直至冷凝器引流嘴中不再有液体流出时为止（这段时间一般需20～30min） ④待蒸馏器和加热棒完全冷却后，将其卸开。用铲刀刮去蒸馏器内和加热棒上被烘干的固体。用天平称取固体的质量，并分别读取量简中水、油的体积。 注意事项： ? 对于含盐量＜1％的淡水钻井液，很容易由实验结果求出钻井液中固相的体积分数 ? 但对于含盐量较高的盐水钻并液，被蒸干的盐和固相会共存于蒸馏器中 此时需扣除由于盐析出引起体积增加的部分，才能确定钻井液中的实际固相含量 该钻井液固相含量计算式：fs=1-fwCf-fo ? fs、fw、fo——分别为钻井液中固相、水和油的体积分数； ? Cf——考虑盐析出面引入的体积校正系数（显然Cf总是大于l的无因次常数）