钻井液高温高压失水测定方法

高温高压失水的测定

钻井液在井下液柱压力与地层压力相差较大时，失水情况与API失水相差较大。由于钻井液配方不同，其变化规律也不一样。为了了解接近井下的钻井液失水和泥饼情况，应按井底实际情况(压差压力、温度)进行测定，目前事实上难以实现。因此规定在3.5MPa的压差和井底预算温度的情况下对钻井液进行测定。常用GGS-42、GGS-71型高温高压失水仪进行测定，测定温度小于等于150℃时用GGS-42高温高压失水仪，测定温度大于150℃时用GGS-71型高温高压失水仪。

一、GGS42高温高压失水仪的主要技术指标

1．电源：电压220V±5％(交流)，频率50Hz

2．气源：去油、土、水份等杂质的氮气，压缩空气等，其额定压力应大于5MPa。严禁使用氧气。

3．过滤面积：22.6cm² 。

4．增压器的工作压力：3.5MPa。

5．回压器的工作压力：0.7MPa。

7．钻井液杯容量：175毫升

8．接收器(量筒)容量25毫升。

二、温度低于或等于150℃时的操作步骤

1．把温度计插入加热套的温度计插孔中，接通电源，预热至略高于所需温度(高于5~6℃)，调节恒温开关以保持所需温度。

2．将待测钻井液高速搅拌10min，关紧底部阀杆，将钻井液倒入钻井液杯中，考虑到样品的膨胀，要注意使液面距顶部至少1.5cm(上刻线处)，放好滤纸，盖好杯盖，用螺丝固定。

3．将钻井液杯上、下两个阀杆关紧，将其放进加热套中，使另一支温度计插入钻井液杯上部温度计的插孔中。

4．将高压滤液接收器连接到底部阀杆上，并在适当位置锁定。

5．将可调节的压力源连接到顶部阀杆和底部接收器上，并在适当位置锁定。

6．在钻井液杯上、下两个阀杆关紧的情况下，把顶部和底部压力调节至690kPa（100psi）。打开顶部阀杆，将690kPa（100psi）压力施加到钻井液上。维持此压力直至温度达到所需温度并恒定为止，钻井液杯中样品加热总时间不应超过1小时。

7．当样品温度达到所需温度后，将顶部压力调节至4140kPa（600psi），打开底部阀杆并记时，收集30min的滤液。在实验过程中温度应在所需温度的±3℃之内。如果在测定过程中滤液接收器内的压力超过690kPa（100psi），则小心从滤液接收器中放出部份滤液以降低压力至690kPa（100psi）。记录30min收集的滤液体积(单位：mL)、压力(单位：MPa)、温度和时间。

8．滤液体积应校正为45.8cm³过滤面积时的体积。如果钻井液杯的滤液面积是22.6cm²，则将所得结果乘以2即得高温高压滤失量

9．试验结束后，关紧顶部和低部阀杆，关闭气源、电源，并从压力调节器放掉管汇压力，松开顶针。

注：钻井液杯内仍有约4140kPa（600psi）压力。

10．在确定钻井液杯上、下两个阀杆关紧且全部压力已从压力调节器放掉情况下，取下钻井液杯，并使之保持直立状态冷却至室温(可用水冲洗)，放掉杯内压力，而后打开钻井液杯，倒掉钻井液，小心取出滤饼，用缓慢水流冲洗滤饼表面的浮泥。

11．测量并记录滤饼的厚度(单位：mm)及质量好坏(硬、软、韧、松等)。洗净并擦干压滤器。

注：泥饼厚度不乘2。

三、温度高于150℃的高温高压滤失量的测定

温度高于150℃的高温高压滤失量的测定应核对仪器的使用温度和压力，详细阅读仪器使用说明书，否则易出事故。

1．把温度计插入加热套的温度计插孔中，接通电源，预热至略高于所需温度(高于5~6℃)，调节恒温开关以保持所需温度。

2．将待测钻井液高速搅拌10min，关紧底部阀杆，将钻井液倒入钻井液杯中，考虑到样品的膨胀，要注意使液面距顶部至少4.0cm，放好合适的滤纸、滤网，盖好杯盖，用螺丝固定。

3．将钻井液杯上、下两个阀杆关紧，将其放进加热套中，使另一支温度计插入钻井液杯上部温度计的插孔中。

4．将高压滤液接收器连接到底部阀杆上，并在适当位置锁定。

5．将可调节的压力源连接到顶部阀杆和底部接收器上，并在适当位置锁定。

6．在钻井液杯上、下两个阀杆关紧的情况下，对顶部和底部施加测试温度下所推荐的回压（见表1）。打开顶部阀杆，将相同回力施加到钻井液上。维持此压力直至温度达到所需温度并恒定。钻井液杯中样品加热总时间不应超过1小时。

7．当样品温度达到所需温度后，将顶部压力在所加回压的基础上增加3450kPa（500psi），打开底部阀杆并记时。在实验过程中温度应保持测定温度的±3℃之内和合适的回压。如果在测定过程中滤液接收器内的回压开始上升，则小心从滤液接收器中放出少量滤液以降低压力。，收集滤液30min。收集的滤液体积(单位：mL)、压力(单位：MPa)、

8．测定结束后，关紧顶部和底部阀杆，关闭气源、电源，并从压力调节器放掉压力，为防止蒸发，将滤液冷却至少5min，而后小心地放出滤液并记录总体积，同时记录温度压力和时间。要确保滤液有足够的时间从接收器中全部流出。

9．滤液体积应校正为45.8cm³过滤面积时的体积。如果钻井液杯的滤液面积是22.6cm²，则将所得结果乘以2即得高温高压滤失量

注：钻井液杯内的压力可能达到6500kPa（950psi）压力，在拆开钻井液杯之前，应保持其直立并冷却至室温(可用水冲洗)。在拆开前放掉杯内压力，否则，可能会导致事故。

10．在确定钻井液杯上、下两个阀杆关紧且全部压力已从压力调节器放掉情况下，从加热套中取下钻井液杯，并使之保持直立状态冷却至室温(可用水冲洗)，打开阀杆，放掉杯内压力，而后打开钻井液杯，倒掉钻井液，小心取出滤饼，用缓慢水流冲洗滤饼表面的浮泥，要特别小心保护滤纸。

11．测量并记录滤饼的厚度(单位：mm)及质量好坏(硬、软、韧、松等)。洗净并擦干压滤器。

注：泥饼厚度不乘2。

四、注意事项

1．拆洗时必须先切断气源，同时将钻井液杯的余压全部放掉才能拆开。

2．不能用氧气和天然气加压。

3．仪器管线需定期试压，以保使用安全。

4．加温及其控制系统必须可靠，否则不使用。

5．钻井液失水较大时，测定中途应多放几次滤液。

高温高压失水仪照片