钻井液性能及其测试课件.pptVIP

钻井液性能及其测试;钻井液常规性能包括：密度、流变性（漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力等）、滤失造壁性（滤失量、滤饼厚度、滤饼性能等）、pH值、含砂量、固相含量等。;一、钻井液密度;坍塌压力P塌和泥浆压力P泥;泥浆压力P泥和破裂压力P破;安全密度窗口问题分析;用清水校正

用淡水注满洁净、干燥的样品杯，盖上杯盖并擦干样品杯外部，把密度计的刀口放在刀垫上，将游码左侧边线对准刻度1.00g/cm3处，观察密度计是否平衡（平衡时水平泡位于中央），如不平衡，在平衡圆柱上加上或取下一些铅粒，使之平衡。

;常用的加重剂

重晶石（BaSO4）(ρ=4.2～4.6)

石灰石（CaCO3）(ρ=2.7～2.9)

菱铁矿（FeCO3）(ρ=3.7～3.9)用作钻井液的加重材料

方铅矿（PbS）(ρ=7.5～7.6)CaCO3可作暂堵剂

钛铁矿（FeTiO3）或[TiO2·Fe2O3](ρ3.0)

铁矿粉（Fe2O3）(ρ=4.9～5.3);为实现平衡压力钻井或欠平衡压力钻井，有时需要适当降低钻井液的密度。通常降低密度的方法有以下几种：

最主要的方法是用机械和化学絮凝的方法清除无用固相，降低钻井液的固相含量。

加水稀释。但往往会增加处理剂用量和钻井液费用。

混油。但有时会影响地质录井和测井解释；

钻低压油气层时可选用充气钻井液等。;二、钻井液流变性;钻井液流变性的测量;苏式漏斗粘度计

该粘度计由漏斗和量筒组成。构造如图3。量筒由隔板分成两部分，大头为500ml，小头为200ml，漏斗下端是直径为5mm，长为100mm的管子。

;旋转粘度计

液体放置在两个同心圆筒的环隙空间内，电机经过传动装置带动外筒恒速旋转，借助于被测液体的粘滞性作用于内筒一定的转矩，带动与扭力弹簧相连的内筒一个角度。该转角的大小与液体的粘性成正比，于是液体的粘度测量转换为内筒转角的测量。

6个读值：φ600,φ300,φ200，

φ100,φ6,φ3;常用流变参数计算;;在钻井液工艺中，通常用一个重要参数——滤失量(Waterloss或FiltrationRate)来表征钻井液的渗滤速率。钻井液的滤失性也是钻井液最重要的性能之一，有关内容将在后面的教学工作中详述。;ZNS型泥浆失水量仪

该仪器是将???浆用惰性气体（二氧化碳、氮气或压缩空气）加压的情况下，测量泥浆的失水量。当泥浆在0.69MPa压力的作用下，30分钟内通过截面为45.6±0.5㎝2过滤面渗透出的水量，以毫升表示。同时，可以测得泥浆失水后泥饼的厚度，以毫米表示.

;滤饼质量评价

;滤饼质量评价

光滑性：将滤饼放在一平面上，用手指触摸，如果滤饼薄而光滑，并无有砂子的感觉则光滑性好，否则，光滑性不好。

;坚实性：将滤饼放在一容器里，并装入水或柴油，放置24小时，观察其破坏滤饼的程度，如果滤饼经过浸泡而松散或消失，证明坚实性较差，否则，则好。

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韧性：将滤饼放在一立方形物品(桌面)边缘，向下折90°，如果滤饼无明显断裂，证明韧性较好，否则较差。

;四、钻井液的pH值和碱度;右图表示经预水化的膨润土基浆(其中膨润土含量为57.1kg/m3)的表现粘度随pH值的变化。由图可知，当pH值大于9时，表现粘度随pH值升高而剧增。其原因是当pH值升高时，会有更多OH-被吸附在粘土晶层的表而，进一步增强表面所带的负电性，从而在剪切作用下使粘土更容易水化分散。;在实际应用中，大多数钻井液的pH值要求控制在8～11之间，即维持一个较弱的碱性环境。这主要是由于有以下几方面的原因：

可减轻对钻具的腐蚀；

可预防因氢脆而引起的钻具和套管的损坏；

可抑制钻井液中钙、镁盐的溶解；

有相当多的处理剂需要在碱性介质个才能充分发挥其效能．如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处理剂。

;烧碱（即工业用NaOH）是调节钻井液pH值的主要添加剂，有时也使用纯碱和石灰。

在常温下，它们的水溶液具有如下的pH值：

10%NaOH溶液，pH＝12.9；

10%Na2CO3溶液，pH＝11.1；

饱和Ca(OH)2溶液，pH＝12.1。

通常使用pH试纸测量钻井液的pH值，如要求的精度较高时，可使用pH计。;五、钻井液含砂量;泥饼中级砂粒含量过高会使泥饼的摩擦系数增大，容易造成压差卡钻；

增加对钻头和钻具的磨损，缩短其使用寿命。

降低钻井液含砂量量有效的方法，是充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备，对钻井液的固相含量进行有效的控制。;含砂量的测量;六、钻井液的固相含量;1．钻井液中固相的类型

一般情况下，钻井液