钻井液参数测定及维护.pptx
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会计学按照API推荐的钻井液性能测试标准,需检测的钻井液常规性能包括:密度、漏斗粘度、塑性粘度、动切力、静切力、API滤失量、HTHP滤失量、pH值、碱度、含砂量、固相含量、膨润土含量和滤液中各种离子的质量浓度等。一、钻井液密度钻井液密度通过钻井液密度的变化,可调节钻井液在井筒内的静液柱压力,以平衡地层孔隙压力。有时亦用于平衡地层构造应力,以避免井塌的发生。如果密度过高,将引起钻井液过度增稠、易漏失、钻速下降、对油气层损害加剧和钻井液成本增加等一系列问题;而密度过低则容易发生井涌甚至井喷,还会造成井塌、井径缩小和携屑能力下降。因此,在一口井的设计中,必须准确、合理地确定不同井段钻井液的密度范围,并在钻进过程中随时进行检测和调整。钻井液密度是用一种专门设计的钻井液比重秤(MudBalance)测得的。测定时,首先在泥浆杯中盛满钻井液,盖上计量盖,然后用棉纱擦净从计量盖小孔溢出的钻井液。再将比重秤刀口放置在底座的刀垫上,不断移动游码,直至水平泡位居两条线的中央。此时游码左侧的刻度即表示所测量钻井液的密度。/1、密度与钻井的关系(2)钻井液密度与钻速的关系一般而言:钻井液密度越大,机械钻速越低;钻井液密度越小,机械钻速越高。原因在于:第一,钻井液密度大,钻井液产生的液柱压力达,钻具在井内转动时要克服的摩擦力越大,动力消耗越大,钻头研磨地层的动力下降,机械钻速下降;第二,钻井液的密度大,液柱压力达,对井底产生压持效应,使钻屑不能及时脱离开岩石母体,造成钻头对破碎岩石的重复切削,降低机械钻速;第三,钻井液的密度大,造成井内正压差增大,使井底岩石的可钻强度增加,钻度降低。反之,密度下降,钻速提高。2、提高钻井液密度方法3、降低钻井液密度二、钻井液的流变参数钻井液流变性是钻井液的一项基本性能,它在解决下列钻井问题是起着十分重要的作用:(1)携带岩屑,保证井底和井眼的清洁;(2)悬浮岩屑;(3)提高机械钻速;(4)保持井眼的规则和保证井下安全。钻井液的流变性对钻井工作的影响主要体现在悬浮岩屑、护壁、减阻、提高钻速和冷却钻具5个方面。液体的基本流型通过实验研究,归纳为四种基本流型:牛顿流型、塑性流型、假塑性流型和膨胀流型。一般钻井液属于塑性流型。流变曲线①牛顿液(NewtonianFluid)②指数液(Power-lawFluid)③塑性液(BinghamFluid)④膨胀液(SwellFluid)钻井液的触变性搅动后变稀,静置后变稠。静切力随静置时间延长而增大。①快的强凝胶②慢的强凝胶③快的弱凝胶④慢的弱凝胶主要流变参数漏斗粘度(FunnelViscosity)检测仪器:漏斗粘度计(马氏漏斗)(Marshfunnel)测定方法在马氏漏斗内装入1500ml泥浆,记录自然流出1夸脱(946ml)所用的时间(秒)4.表观粘度钻井液的表观粘度又称有效粘度或视粘度,是钻井液在某一速度梯度下,剪切应力与速度梯度的比值,用AV表示,单位是mPa·S(毫帕·秒)。5.剪切稀释性钻井液的表观粘度随速度梯度的增大而减小,或者随速度梯度的减小而增大的特性称为钻井液的剪切稀释性。如钻井液在钻头水眼处速度梯度为10,000~100,000s-1,钻井液变的很稀,有利于提高钻速;在环形空间处,速度梯度为50~250s-1,钻井液又变的比较稠,有利于携带岩屑。6.切力钻井液的切力是指钻井液的静切力,其胶体化学的实质是胶凝强度,即表示钻井液在静止状态下形成的空间网状结构力的强弱。其物理意义是:当钻井液静止时,破坏钻井液内部单位面积上网状结构所需的剪切力。用表示τS,单位是Pa(帕)。通常用初切力和终切力来表示静切力的相对值。初切力是钻井液在经过充分搅拌后,静止10s测得的静切力值,用τ10s表示;终切力是钻井液经过充分搅拌后,静止10min测得的静切力的值,用τ10min表示。7.触变性钻井液的触变性是指钻井液搅拌后变稀,静止后变稠的性质。一般用钻井液的终切与初切的差值来表示,其差值越大,触变性就越强;差值越小,触变性越弱。8.n值和k值n值称为钻井液的流性指数,是钻井液结构力和剪切稀释性的一种表示。钻井液的n值一般小于1。n值越小,钻井液的非牛顿性、剪切稀释性和结构力越强;反之,n值越大,钻井液的非牛顿性、剪切稀释性和结构力越弱。流性指数是一个无量纲量,没有单位。降低n值,有利于携带岩屑和清洁井眼。k值是钻井液的稠度系数,表示钻井液的可泵性或直观流动性,即反映钻井液的稀稠程度。k值越大,钻井液越稠,开泵时泵压越大;k值越小,钻井液越稀,对携带岩屑不利,有利于提高钻速。它的单位是Pa·Sn。//切力(GelStrength)有初切和终切之分检测仪器(旋转粘度计、切力计)(Rheometer、Shear