對室內(nèi)測量高溫高壓濾失量時影響因素的分析

張軍

摘 要：在鉆井液添加劑性能檢測中，高溫高壓濾失量的測定過程復(fù)雜、影響因素多。通過對高溫滾子加熱爐。濾紙材料及高溫高壓濾失儀等7種影響因素進(jìn)行研究比較，分析了各因素對高溫高壓濾失量的影響程度，提出了解決辦法，建立了對濾紙進(jìn)行選型的觀念；選擇滾子加熱爐的中間位置進(jìn)行試驗漿的高溫養(yǎng)護(hù)，測試誤差可由5.0mL，降低為1.6mL；通過水銀溫度計統(tǒng)一不同滾子加熱爐的溫度，可降低不同儀器造成的誤差。

關(guān)鍵詞：高溫高壓濾失量 測定方法 影響因素

在測試高溫高壓濾失量時，由于操作過程復(fù)雜，使用儀器多，測試時間長，影響因素多，因而時常發(fā)生平行樣的數(shù)據(jù)之差超過標(biāo)準(zhǔn)允差的現(xiàn)象，只有通過反復(fù)測試才能確定試驗數(shù)據(jù)，影響了檢驗速度。我對影響高溫高壓濾失量的7種有關(guān)因素進(jìn)行了測試比較，并提出了有效的解決辦法。

一、高溫高壓濾失量的測試方法

以《SY/T5094-95鉆井液用磺甲基酚醛樹脂》的測試方法為依據(jù)，選擇某種鉆井液用磺甲基酚醛樹脂（SMP-I）樣品進(jìn)行了高溫高壓濾失量的對比試驗，鉆井液配方如下：

基漿：350mL蒸餾水+0.56g無水Na2CO3+14.0g評價土+14.0g鈉土，高速攪拌20min，在（24±3）℃下密閉養(yǎng)護(hù)24h。

鉆井液：基漿+17.5g磺化褐煤（干基）+17.5g磺甲基酚醛樹脂（干基）+52.5gNaC1+8.75g無水Na2CO3。

二、不同因素的影響程度及解決辦法

（一）高溫滾子加熱爐的影響

1、相同滾子加熱爐中不同位置

在滾子加熱爐中放置4個老化罐，位置分別為左邊靠爐壁、中間偏左、中間偏右和右邊靠爐壁。將相同試驗漿放置在溫度為180℃的滾子加熱爐的不同位置進(jìn)行滾動，平行測出2組高溫高壓濾失量，左邊靠壁爐處為24.0和23.8mL，中間偏左為20.4和20.8ml，中間偏右為22.0和21.6mL，右邊靠壁爐處為25.4和24.8mL，各位置間最大差值為5.0mL?？梢钥闯觯诳拷鼱t壁位置的試驗漿與中間位置相比，測試數(shù)據(jù)較大，誤差也較大，而在滾子加熱爐中間位置的試驗漿測試數(shù)據(jù)較平行，誤差為1.6mL。因此，在試驗時應(yīng)選擇滾子加熱爐的中間位置進(jìn)行試驗漿的高溫養(yǎng)護(hù)，測試誤差可由5.0mL降低為1.6mL。

2、不同滾子加熱爐相同位置

將相同試驗漿分別放置在1﹟、2﹟、3﹟和4﹟滾子加熱爐的相同位置進(jìn)行滾動，然后測得高溫高壓濾失量為24.8、20.4、21.0和24.4mL，最大差值為4.4mL。可見，不同滾子加熱爐之間存在測試誤差，這是由于各個滾子加熱爐的結(jié)構(gòu)不同或控溫系統(tǒng)存在誤差造成的。因此，在試驗過程中，除利用儀器自身的控溫系統(tǒng)外，可以再通過水銀溫度計統(tǒng)一不同滾子加熱爐的溫度，降低不同儀器造成的誤差。

（二）鉆井液用濾紙的影響

選擇不同的濾紙，用相同的實驗方法和鉆井液由同一實驗員進(jìn)行對比試驗，結(jié)果見表1。由表1可以看出，濾紙的質(zhì)量直接影響實驗漿的高溫高壓濾失量，而濾紙的質(zhì)量與它的厚度、纖維的粗細(xì)、排列方向、空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、致密程度和韌性等有關(guān)；1﹟和2﹟濾紙的高溫高壓濾失量接近，但2﹟濾紙較薄，交易發(fā)生濾紙被擊穿，使實驗報廢的現(xiàn)象；3﹟濾紙較厚且直徑偏大，放入高溫高壓濾失儀的壓濾器中濾紙邊緣略有多余、不易放平。因此配制10個試驗漿，比較高溫高壓濾失量實驗數(shù)據(jù)的平行程度，若最大差值不超過4mL，說明該濾紙質(zhì)量穩(wěn)定。再與以前的濾紙進(jìn)行比對實驗，若數(shù)據(jù)相同，說明2種濾紙的實驗數(shù)據(jù)具有可延續(xù)性，保證了實驗數(shù)據(jù)在不同時期具有再行性。

（三）高溫高壓濾失儀的影響

1、閥桿開啟速度

在不同閥桿開啟速度時測得的高溫高壓濾失量不同，速度快時第1次為23.8mL，在第2次濾紙被擊穿，實驗報廢；速度慢時為20.4和21.8mL，可見開啟速度過快易造成實驗報廢。這是由于在開啟閥桿時，氣流對實驗漿和濾紙產(chǎn)生沖擊，開啟閥桿的速度快，壓力增大快，容易對濾紙造成損壞，使實驗數(shù)據(jù)偏大。

2、升溫時間

高溫高壓濾失儀的升溫是一個緩慢的過程，升溫速度過快、過慢都會對高溫高壓濾失量產(chǎn)生影響，《GB16783.-2006水基鉆井液現(xiàn)場測試程序》規(guī)定升溫時間不應(yīng)超過60min。控制升溫時間分別為40、50、60和70min，測得高溫高壓濾失量為21.0、20.2、23.6和27.4mL。可見，當(dāng)升溫時間小于60min時，誤差為2.6mL；當(dāng)升溫時間超過60min后，誤差增加到7.2mL，所以應(yīng)控制時間不超過60min。

3、測試溫度

研究了130℃和150℃2種測試溫度對高溫高壓濾失量的影響程度。平行測得在130℃時高溫高壓濾失量分別為22.0、20.8和27.0mL，在150℃時為26.4、24.4和29.4mL，不同溫度下測得的差值為4.4、3.6和2.4mL。表明測試溫度也會對高溫高壓濾失量產(chǎn)生影響，應(yīng)定期對金屬溫度計進(jìn)行校驗，保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4、測試壓力

選擇3.45和3.10Mpa測試壓力，平行測出了3.10Mpa下高溫高壓濾失量分別為18.4、17.0和22.0mL，在3.45Mpa下為26.8、24.4和31.8mL，不同壓力下測得的數(shù)據(jù)差值分別為8.4、7.4和9.8mL。表明測試壓力對高溫高壓濾失量的影響很大，應(yīng)定期對壓力表進(jìn)行校驗，保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（四）其他影響因素對高溫高壓濾失量的影響

在實驗過程中還對高溫高壓濾失儀非正常的工作狀態(tài)對測定結(jié)果的影響進(jìn)行了探討。高溫高壓濾失儀是通過向壓濾器中通入氮?dú)鈱嶒灊{加壓的，從高壓氮?dú)怃撈康綁簽V器需經(jīng)過壓力表、管線、閥桿等11個各式接口，經(jīng)常會發(fā)生漏氣的現(xiàn)象。對閥桿、壓濾器頂蓋、壓濾器底蓋、放液閥門漏氣等幾種情況進(jìn)行了觀察和對比，發(fā)現(xiàn)漏氣時的實驗數(shù)據(jù)與不漏氣時相比有一定的誤差。由于這是一種非正常的測試狀態(tài)，所以這里只是將其作為一種現(xiàn)象進(jìn)行觀察對比，并未將測試數(shù)據(jù)列舉出來。

三、結(jié)束語

1、各有關(guān)因素對高溫高壓濾失量的影響的研究結(jié)果，有利于在今后的工作中保證高溫高壓濾失量測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，及不同時期測試數(shù)據(jù)的可比性和再現(xiàn)性，特別是不同實驗室之間做比對實驗時尋找測試數(shù)據(jù)不一致的原因。

2、由于實驗室條件有限，研究中主要對高溫高壓濾失量的測試過程進(jìn)行了評價，對鉆井液用高溫高壓濾紙的選型方法進(jìn)行了探討，解決了測試誤差較大的問題。但在長期工作中還發(fā)現(xiàn)：不同的樣品、PH值、消泡劑等也會對高溫高壓濾失量的測試數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響，希望今后能開展更科學(xué)全面的評價，以便解決檢驗中的不足。