對室內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，建立了對濾紙進行選型的觀念；選擇滾子加熱爐的中間位置進行試驗漿的高溫養護，測試誤差可由5.0mL，降低為1.6mL；通過水銀溫度計統一不同滾子加熱爐的溫度，可降低不同儀器造成的誤差。

關鍵詞：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，由于操作過程復雜，使用儀器多，測試時間長，影響因素多，因而時常發生平行樣的數據之差超過標準允差的現象，只有通過反復測試才能確定試驗數據，影響了檢驗速度。我對影響高溫高壓濾失量的7種有關因素進行了測試比較，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，選擇某種鉆井液用磺甲基酚醛樹脂（SMP-I）樣品進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）℃下密閉養護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。可以看出，在靠近爐壁位置的試驗漿與中間位置相比，測試數據較大，誤差也較大，而在滾子加熱爐中間位置的試驗漿測試數據較平行，誤差為1.6mL。因此，在試驗時應選擇滾子加熱爐的中間位置進行試驗漿的高溫養護，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構不同或控溫系統存在誤差造成的。因此，在試驗過程中，除利用儀器自身的控溫系統外，可以再通過水銀溫度計統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行對比試驗，結果見表1。由表1可以看出，濾紙的質量直接影響實驗漿的高溫高壓濾失量，而濾紙的質量與它的厚度、纖維的粗細、排列方向、空間網架結構、致密程度和韌性等有關；1﹟和2﹟濾紙的高溫高壓濾失量接近，但2﹟濾紙較薄，交易發生濾紙被擊穿，使實驗報廢的現象；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據的平行程度，若最大差值不超過4mL，說明該濾紙質量穩定。再與以前的濾紙進行比對實驗，若數據相同，說明2種濾紙的實驗數據具有可延續性，保證了實驗數據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，使實驗數據偏大。

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生影響，《GB16783.-2006水基鉆井液現場測試程序》規定升溫時間不應超過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，當升溫時間小于60min時，誤差為2.6mL；當升溫時間超過60min后，誤差增加到7.2mL，所以應控制時間不超過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生影響，應定期對金屬溫度計進行校驗，保證測試數據的準確性。

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據差值分別為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，應定期對壓力表進行校驗，保證測試數據的準確性。

（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對測定結果的影響進行了探討。高溫高壓濾失儀是通過向壓濾器中通入氮氣對實驗漿加壓的，從高壓氮氣鋼瓶到壓濾器需經過壓力表、管線、閥桿等11個各式接口，經常會發生漏氣的現象。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行了觀察和對比，發現漏氣時的實驗數據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，所以這里只是將其作為一種現象進行觀察對比，并未將測試數據列舉出來。

三、結束語

1、各有關因素對高溫高壓濾失量的影響的研究結果，有利于在今后的工作中保證高溫高壓濾失量測試數據的準確性，及不同時期測試數據的可比性和再現性，特別是不同實驗室之間做比對實驗時尋找測試數據不一致的原因。

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行了評價，對鉆井液用高溫高壓濾紙的選型方法進行了探討，解決了測試誤差較大的問題。但在長期工作中還發現：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據產生一定的影響，希望今后能開展更科學全面的評價，以便解決檢驗中的不足。