淺議高溫高壓濾失量試驗(yàn)的改進(jìn)

王俊濤 周曉蕾 張志財(cái) 耿 帥

1.中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局 鉆井工藝研究院 （山東 東營(yíng) 257000）

2.中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局 渤海鉆井總公司 （山東 東營(yíng) 257200）

高溫高壓（HT/HP）濾失量是現(xiàn)場(chǎng)鉆井液測(cè)試的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)鉆井工程施工具有重要的指導(dǎo)意義。我國(guó)水基鉆井液HT/HP濾失量的測(cè)試方法主要依據(jù)GB/T 16783.1-2006《石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試第1部分:水基鉆井液》。該項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了HT/HP濾失量的測(cè)試方法，對(duì)儀器參數(shù)、實(shí)驗(yàn)步驟等做了詳細(xì)的闡述，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水基鉆井液HT/TP濾失量的測(cè)定發(fā)揮了重要作用[1]。然而，在日常工作中筆者發(fā)現(xiàn)，由于每臺(tái)高溫高壓失水儀加熱電阻的功率或者加熱效率不一致，會(huì)出現(xiàn)從室溫加熱到預(yù)設(shè)試驗(yàn)溫度所用時(shí)間有較大差別，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定影響[2]。

本文研究了控制升溫時(shí)間對(duì)HT/HP濾失量試驗(yàn)結(jié)果的影響，通過(guò)誤差分析得出了HT/HP濾失量實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)的一些措施。

1 試驗(yàn)儀器與方法

1.1 試驗(yàn)儀器

高溫高壓失水儀:GGS-42-2型，測(cè)試范圍為室溫-150℃，3 臺(tái)（編號(hào)為 A、B、C）；鉆井液用濾紙:上海賽維紙研科技有限公司，HTP-1型，φ63.5mm；量筒:量程 50mL，精度±0.5mL；秒表:精度±0.01s。

1.2 試驗(yàn)對(duì)象

在實(shí)驗(yàn)室條件下按標(biāo)準(zhǔn)方法配制鉆井液，基本配方:5%鉆井級(jí)膨潤(rùn)土 （鈉土）+0.2%聚丙烯酰胺干粉（相對(duì)分子量412萬(wàn)）+3%聚合物降濾失劑SJ-1。

1.3 試驗(yàn)方法

使用編號(hào)為A、B、C的3臺(tái)高溫高壓失水儀，在相同實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下對(duì)所配制的水基鉆井液進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，測(cè)試溫度設(shè)定為150℃。

基礎(chǔ)組試驗(yàn)測(cè)試過(guò)程嚴(yán)格按照GB/T 16783.1-2006《石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試第1部分:水基鉆井液》中 7.3“高溫高壓（HT/HP）試驗(yàn)”進(jìn)行，即鉆井液杯由室溫升溫至150℃即刻開(kāi)始試驗(yàn)，但總升溫時(shí)間不超過(guò)1h。

對(duì)照組試驗(yàn)測(cè)試步驟與基礎(chǔ)組不同之處在于鉆井液杯從室溫升溫至150℃時(shí)，如果升溫未到1h，則需要維持試驗(yàn)溫度至總加熱時(shí)間達(dá)到1h后方可開(kāi)始試驗(yàn)。若1h后鉆井液杯的溫度未達(dá)到150℃，則終止試驗(yàn)[1]。

2 結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

在相同的環(huán)境條件下，由同一實(shí)驗(yàn)人員使用3臺(tái)同一型號(hào)的試驗(yàn)儀器，按照基礎(chǔ)組和對(duì)照組所要求的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行了HT/HP失水試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 高溫高壓失水對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2 A類(lèi)不確定度分析

分析HT/HP濾失量試驗(yàn)過(guò)程，在該實(shí)驗(yàn)條件下，不確定度主要有6個(gè)方面:①樣品多次測(cè)量，經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)求平均值，引入的測(cè)量不確定度UA，A類(lèi)；②高溫高壓失水儀自身差異引起的不確定度UB，g，B類(lèi)；③量筒誤差引起的不確定度UB，V，B類(lèi)；④金屬溫度計(jì)差異引起的不確定度UB，T，B類(lèi)；⑤計(jì)時(shí)器秒表引起的不確定度UB，t，B類(lèi)；⑥試驗(yàn)樣品本身不一致引起的不確定度 UB，M，B 類(lèi)[3]。

基礎(chǔ)組和對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程唯一區(qū)別就在于由室溫升溫至150℃時(shí)是否保持總加熱時(shí)間達(dá)到1h，因此，兩種試驗(yàn)方法結(jié)果誤差的差別主要體現(xiàn)在A類(lèi)不確定度。以基礎(chǔ)組為例，按照表1中的6個(gè)樣本計(jì)算A類(lèi)不確定度[4,5]。

式中 UA，基礎(chǔ)組—樣本A類(lèi)不確定度；

n—樣本數(shù)（本試驗(yàn)中n=6）。

同樣，可得出對(duì)照組的不確定度。

3 結(jié) 論

從基礎(chǔ)組和對(duì)照組的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及試驗(yàn)結(jié)果的不確定度分析來(lái)看，對(duì)照組的濾失量比基礎(chǔ)組的略有增加，但數(shù)據(jù)極差明顯變小，固定HT/HP濾失量試驗(yàn)前期的升溫時(shí)間（本實(shí)驗(yàn)使用1h）有利于提高HT/HP濾失量試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性。ISO 10414-2008中對(duì)HT/HP濾失量試驗(yàn)進(jìn)行了修訂，且試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)保持總加熱時(shí)間相對(duì)固定是HT/HP濾失量試驗(yàn)的一個(gè)改進(jìn)，因此，應(yīng)借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)HT/HP濾失量試驗(yàn)。

[1]GB/T 16783.1-2006石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試第1部分:水基鉆井液[S].

[2]何虹,李茅.對(duì)測(cè)量高溫高壓濾失量時(shí)各種影響因素的探討[J].鉆井液與完井液,2009,26(5):85-86.

[3]張愛(ài)武,袁曉燕,張慧,等.鉆井液用膨潤(rùn)土高溫高壓濾失量測(cè)量不確定度的評(píng)定[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2009,25(6):21-23.

[4]JJF1059-1999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].

[5]張兆祥.鉆井液用聚丙烯酰胺鉀鹽中鉀含量測(cè)定的不確定度評(píng)定[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2011,27(5):38-40.