高温高压失水的测定

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、仪器的主要技术指标
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:176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。

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