在鉆井過程中,由于壓差的作用,鉆井液中的水分不可避免地通過井壁濾失到地層中,造成鉆井液失水。隨著水分進入地層,鉆井液中粘土顆粒便附著在井壁上形成“濾餅”,形成一個濾餅井壁。由于濾餅井壁比原來的井壁致密得多,所以它一方面阻止了鉆井液的進一步失水,一方面起到了保護井壁的作用。但是在濾餅井壁形成的過程中,濾失的水分過多,濾餅過厚,細粘土顆粒隨水分進入地層等都會影響正常鉆井,并對地層造成傷害。
(一)鉆井液的濾失及濾餅的形成在鉆井過程中鉆井液的濾失是必然的,通過濾失可形成濾餅保護井壁。但是鉆井液濾失量過大,易引起頁巖膨脹和坍塌,造成井壁不穩定。此外,濾失量增大的同時濾餅增厚,使井徑縮小,給旋轉的鉆具造成較大的扭矩,起下鉆時引起抽汲和壓力波動,易造成壓差卡鉆。因此,適當地控制濾失量是鉆井液的重要性能之一。顯然,鉆井液的濾失量與地層滲透率密切相關。但鉆井液發生濾失的同時就有濾餅形成,鉆井液再發生濾失時,必須經過已經形成的濾餅。因此,決定濾失量大小的主要因素是濾餅的滲透率。如何形成低滲透率的高質量濾餅,阻止鉆井液的進一步濾失,是鉆井液配制中要考慮的主要問題之一。
(二)降濾失劑的作用原理降濾失劑是指能降低鉆井液濾失量的化學劑。降濾失劑多為水溶性高分子化合物,它們可通過下列途徑降低鉆井液的濾失量。