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靜態(tài)濾失性檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-18 07:39:05 更新時(shí)間：2025-08-17 07:39:04

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

靜態(tài)濾失性檢測(cè)：鉆井液性能評(píng)估的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

靜態(tài)濾失性檢測(cè)是鉆井液性能評(píng)價(jià)中至關(guān)重要的一環(huán)，直接關(guān)系到鉆井過(guò)程中的井壁穩(wěn)定性、地層保護(hù)能力以及后續(xù)完井作業(yè)的成功率。在鉆井作業(yè)中，鉆井液在高壓環(huán)境下會(huì)向地層滲透，形成濾餅，而這一過(guò)程中液體的濾失量和濾餅的致密程度是評(píng)價(jià)鉆井液質(zhì)量的核心指標(biāo)。靜態(tài)濾失性檢測(cè)通過(guò)模擬井下實(shí)際條件，測(cè)定鉆井液在一定壓力、溫度和時(shí)間下的濾失量，為優(yōu)化鉆井液配方、提高泥漿性能提供科學(xué)依據(jù)。該檢測(cè)能夠有效評(píng)估鉆井液對(duì)地層的保護(hù)能力，減少因?yàn)V失過(guò)多導(dǎo)致的卡鉆、井壁坍塌、地層污染等事故風(fēng)險(xiǎn)。因此，靜態(tài)濾失性檢測(cè)不僅在實(shí)驗(yàn)室研究中廣泛應(yīng)用，也是現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制不可或缺的環(huán)節(jié)，尤其在復(fù)雜地層、高壓高產(chǎn)井和頁(yè)巖氣開發(fā)等高要求鉆井作業(yè)中，其重要性更為凸顯。

檢測(cè)項(xiàng)目

靜態(tài)濾失性檢測(cè)的核心項(xiàng)目是測(cè)定在特定條件下鉆井液的濾失體積，通常以“30分鐘濾失量”（30-minute filtration）為標(biāo)準(zhǔn)。該指標(biāo)反映的是在規(guī)定壓力和溫度下，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)濾紙或?yàn)V膜的液體體積。此外，檢測(cè)還包括濾餅厚度的測(cè)量，用于評(píng)估濾餅的致密性和封堵能力。部分高級(jí)檢測(cè)還會(huì)結(jié)合濾餅的滲透率、表面形貌分析（如掃描電鏡觀察）等，以更全面地評(píng)價(jià)濾失性能。一些特殊工況下，還會(huì)進(jìn)行高溫高壓（HPHT）濾失性測(cè)試，模擬深井或超深井的實(shí)際環(huán)境條件。

檢測(cè)儀器

靜態(tài)濾失性檢測(cè)主要依賴于專用的濾失儀，常見的型號(hào)包括美國(guó)API標(biāo)準(zhǔn)濾失儀、德國(guó)Fritsch濾失儀以及國(guó)產(chǎn)多功能濾失測(cè)試儀。典型設(shè)備由壓力控制系統(tǒng)、恒溫加熱裝置、濾失杯（濾芯室）、濾紙或?yàn)V膜、集液裝置和壓力表組成。壓力系統(tǒng)可精確控制施加在鉆井液上的壓力，通常為300 psi（約2.07 MPa），溫度可調(diào)節(jié)至室溫至200℃以上，以模擬深井高溫環(huán)境。部分設(shè)備還配備自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄濾失體積變化，提高檢測(cè)精度與效率。此外，濾紙或?yàn)V膜的規(guī)格需符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如ISO 5667或API RP 13B-1，以確保測(cè)試結(jié)果的可比性和可靠性。

檢測(cè)方法

靜態(tài)濾失性檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)操作流程如下：首先，將待測(cè)鉆井液樣品充分?jǐn)嚢杈鶆颍_保其均勻性和穩(wěn)定性。接著，將濾紙或?yàn)V膜安裝在濾失杯的底部，倒入一定量的鉆井液（通常為30 mL），然后將濾失杯置于壓力系統(tǒng)中，施加規(guī)定壓力（如300 psi）并保持恒溫（如75℃或150℃）。在規(guī)定的測(cè)試時(shí)間（如30分鐘）內(nèi)，收集透過(guò)濾膜的濾液體積，記錄濾失量。測(cè)試結(jié)束后，取出濾餅并測(cè)量其厚度。整個(gè)過(guò)程應(yīng)避免氣泡進(jìn)入樣品，操作需在潔凈環(huán)境中進(jìn)行，以防止外來(lái)雜質(zhì)影響結(jié)果。對(duì)于高溫高壓條件下的測(cè)試，需使用HPHT濾失儀，并嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行升溫、加壓和數(shù)據(jù)記錄。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

靜態(tài)濾失性檢測(cè)遵循一系列國(guó)際和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以確保測(cè)試方法的統(tǒng)一性和結(jié)果的可比性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

API RP 13B-1：美國(guó)石油學(xué)會(huì)推薦的鉆井液材料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)濾失儀結(jié)構(gòu)、濾紙規(guī)格、測(cè)試條件（壓力、溫度、時(shí)間）等有明確要求。
ISO 5667-8：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的液體測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，適用于鉆井液濾失性能的測(cè)定。
SY/T 5652：中國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了鉆井液靜態(tài)濾失量的測(cè)試方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)。
ASTM D4236：美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，用于評(píng)估鉆井液在特定條件下的濾失行為。

根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，通常要求靜態(tài)濾失量在30分鐘內(nèi)不超過(guò)15 mL，濾餅厚度小于5 mm，具體限值根據(jù)鉆井液類型和井況設(shè)計(jì)而定。例如，在頁(yè)巖地層中，要求濾失量更低（如≤10 mL），以減少地層吸水膨脹和井壁失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。