钻井液工艺原理 第3章.pdfVIP

提纲 第一章 钻井液概论 第二章 粘土矿物及胶体化学基础 第三章 钻井液流变性 第四章 钻井液滤失造壁性及润滑性 第五章 钻井液配浆材料和处理剂 第六章 水基钻井液 第七章 油基钻井液 第八章 钻井液固相控制 第九章 井下复杂的钻井液措施 第十章 保护油气层的钻井液完井液 第十一章 钻井液技术新进展 第三章 钻井液流变性 钻井液流变性概念 钻井液流变性是指在外力作用下，钻井液发生流动和变形的 特性，其中流动性是主要的。钻井液的流变性通常用钻井液的流变 曲线和塑性粘度、动切力、静切力、表观粘度、稠度系数、流性 指数等流变参数来描述。钻井液流变性是钻井液的一项基本性能。 钻井液的流变参数还直接用于钻井环空水力学的有关计算。因此， 对钻井液流变性的深入研究，以及对每口油气井钻井液流变参数的优化 设计和有效调控是钻井液工艺技术十分重要的内容 第三章 钻井液流变性 钻井液流变性作用 ①携岩 （保证井底和井眼的清洁） ②悬浮岩屑和重晶石 ③提高钻速 ④防止井漏和井塌 （保证井眼规则） ⑤有效地发挥固控设备的效能 ⑥防止气侵 （保证井眼规则） 稳定流动类型的变化 塞流 Plug Flow流体象塞子一样流动，流速为常数. 稳定流 层流 Laminar Flow流体分层运动。任意流层与相邻流 层方向相 同，流速不同。 紊流 Turbulent Flow流体内形成无数小旋涡。任一定点的 流速，其大小、方向都在进行着不规则的、连续的变化。 塞 流 层 流 紊 流 4 2. 基本概念（预备知识） 剪切速率 Shear Rate 同义名称：速梯、剪率、切变率，流速梯度。 常用符号： γ、D、dv/dr 定 义： γ= dv/dr = 垂直于流动方向上单位距离内的 流速增量。 意 义： dv/dr 增大，液流各层间的速度变化大；反之则 小。 单 位： γ = 速度/距离 = cm/s/cm = 1/s = s-1 钻井液循环系统中各部位剪切速率范围为 : 沉砂罐处：10~20s-1 环形空间：50~250s-1 钻杆内部：100~1000s-1 钻头水眼：1000~7000s-1 5 剪切应力 Shear Stress 同义名称：剪应力、切应力。 常用符号： τ 定 义： τ= F/A = 液层单位面积上的剪切力。 意 义： τ越大，液流各层所受的作