水溶性有機鹽加重劑高密度水溶液高溫流變性實驗研究

1、水溶性有機鹽加重劑高密度水溶液高溫流變性實驗研究水溶性有機鹽加重劑高密度水溶液高溫流變性實驗研究摘要摘要水溶性加重劑高密度水溶液作為一種性能良好的鉆、完井液基液，現(xiàn)今已被廣泛應(yīng)用于深井、超深井、以及某些復(fù)雜地層的鉆井和完井作業(yè)。因此研究其在高溫環(huán)境下的流變性與溫度和密度的關(guān)系，有利于室內(nèi)研究和現(xiàn)場應(yīng)用。室內(nèi)測定了Weigh2的不同高密度水溶液在5個高溫點的流變性，并與其常溫流變性作了對比，得出了含溫度和密度因子的Weigh2高密度水溶液

2、的本構(gòu)方程。關(guān)鍵詞有機鹽；水溶液；高溫；流變性水溶性有機鹽加重劑Weigh2的水溶液以其具有抑制性強、潤滑性好、腐蝕性極低、流變性優(yōu)良等特點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)今的鉆、完井作業(yè)中，隨著Weigh2應(yīng)用的不斷擴大，對其水溶液特性的研究也在不斷深入，但在流變性的研究方面，目前還僅局限于常溫，這已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場的需要，比如深井、超深井、以及某些異常高溫地層，因此研究Weigh2水溶液的高溫流變性有利于室內(nèi)認識和現(xiàn)場的應(yīng)用。室內(nèi)研究室內(nèi)研究測定

3、Weigh2水溶液高溫流變性主要是測定其在高溫下的切力、以及所測剪切速率下的剪切應(yīng)力，由此分析出其流變模式，并根據(jù)該流變模式下的塑性粘度與溫度和密度的關(guān)系，得出其含有溫度和密度因子的本構(gòu)方程。本實驗利用RS150高溫流變儀，分別測定了不同高密度下的Weigh2水溶液在65℃、80℃、95℃、110℃、125℃的流變性，同時為了與其水溶液的常溫流變性進行對比，也測定了25℃下Weigh2水溶液的流變性。測定方法如下：配制質(zhì)量體積分數(shù)即加量

4、為60%的Weigh2水溶液240mL；用14支組密度計測定該水溶液在室溫下的密度，并做好記錄；按照RS150高溫流變儀的操作方法，設(shè)定剪切速率測定范圍為5.1~1000s1，剪切速率測定的對數(shù)步長相等，共測17個剪切速率點，分別測定Weigh2水溶液溫度依次為25℃、65℃、80℃、95℃、110℃、125℃時，該17個剪切速率所對應(yīng)的剪切應(yīng)力，高溫流變儀利用數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)自動在電腦里做好數(shù)據(jù)記錄。重復(fù)測量步驟，依次測定加量為65%、7

5、5%、80%、90%的Weigh2水溶液的高溫流變性。記錄數(shù)據(jù)見表1～表6。表3密度為1.260gcm3的Weigh2水溶液各種溫度下的流變數(shù)據(jù)25℃65℃80℃95℃110℃125℃λs1τPaλs1τPaλs1τPaλs1τPaλs1τPaλs1τPa4.8390.3874.7510.4344.8550.414.8630.4264.8380.44.8630.3656.4880.2736.4030.3736.480.3936.4910

6、.46.4380.3476.4550.3288.8820.4398.810.3888.8250.4488.8730.5158.7730.5848.8090.59912.250.47711.50.55212.240.45612.260.47612.20.44912.220.42917.250.49916.650.5117.220.39217.310.56717.140.63517.270.64224.720.54323.890.38924

7、.660.38924.830.67524.730.67124.980.66436.220.62433.11.51935.930.59636.410.57536.090.51835.90.4953.750.7353.730.73254.320.59254.040.56453.940.52154.110.84982.351.00478.241.34283.620.86782.420.85482.40.7882.090.77128.71.33

8、3126.20.77128.71.126129.11.0651280.915128.70.981205.71.996202.71.72205.31.543207.31.439204.91.487206.31.386336.43.164325.21.622335.72.617339.12.5493352.548336.22.404567.25.0865604.862568.34.436570.94.144567.54.227566.24.

9、388983.810.52954.25.997985.28.491987.97.283980.67.664982.78.013表4密度為1.286gcm3的Weigh2水溶液各種溫度下的流變數(shù)據(jù)25℃65℃80℃95℃110℃125℃λs1τPaλs1τPaλs1τPaλs1τPaλs1τPaλs1τPa5.2950.2855.3230.495.2630.4885.230.7825.3380.5575.2920.4036.5480.34

10、6.5340.466.5610.4746.5060.556.6020.3916.520.5168.2050.478.2420.3938.1620.2988.1660.3578.2350.2818.1930.60510.360.36610.350.46810.380.39510.350.46510.480.56910.40.4113.340.5313.360.47413.380.43413.280.48513.540.39513.350.

11、54717.360.39417.340.53917.440.48917.460.48617.440.60617.460.40122.980.51822.990.51822.940.44223.110.48223.140.61923.070.49330.830.50130.760.65630.80.59130.70.5731.030.73830.930.44542.290.73242.30.6542.020.48241.70.4542.2