鉆井液流變性概述

1、- 1 -鉆井液流變性概述 鉆井液流變性概述摘要： 摘要：鉆井液在石油鉆井中起著十分重要的作用，深入研究鉆井液的性能，對油氣井鉆井液流變參數(shù)的優(yōu)化設計和有效調控是鉆井液工藝技術有十分重要的指導意義。根據(jù) API 推薦的鉆井液性能測試標準，鉆井液的常規(guī)性能包括：密度、漏斗粘度、塑性粘度、動切力、靜切力、API 濾失量、HTHP 濾失量、PH 值、堿度、含砂量、固相含量、膨潤土含量和濾液中的各種離子的質量濃度等。本文主要對鉆井液的流變性進行

2、綜述，包括鉆井液的流型及流變參數(shù)、鉆井液流變性與攜巖原理及井壁穩(wěn)定性的關系。關鍵詞： 關鍵詞：鉆井液 流變性 流型 攜巖原理 一．鉆井液在石油鉆井中的作用 一．鉆井液在石油鉆井中的作用（1）從井底清除巖屑（2）冷卻和潤滑鉆頭及鉆柱（3）造壁功能（4）控制地層壓力（5）循環(huán)停止時懸浮巖屑和加重材料，防止下沉（6）從所鉆地層獲得資料（7）傳遞水力功率二．鉆井液的類型 二．鉆井液的類型分散鉆井液 鈣處理鉆井液 鹽水鉆井液 飽和鹽水鉆井

3、液 聚合物鉆井液 甲基聚合物鉆井液 合成基鉆井液 氣體型鉆井液 保護油氣層的鉆井液 三．鉆井液的流變性 三．鉆井液的流變性鉆井液的流變性是指在外力作用下，鉆井液發(fā)生流動和變形的特性。流體分為牛頓型流體和非牛頓型流體，非牛頓型流體又分為塑性流體、假塑性流體、膨脹性流體?，F(xiàn)場使用鉆井液多為塑性、假塑性流體。1．牛頓流體 ．牛頓流體通常將剪切應力與剪切速率的關系遵守牛頓內摩擦定律的流體，稱為牛頓流體。 流變方程：dvdx ? ? ?流變曲線：

4、- 3 -環(huán)空流態(tài)和鉆井液稀釋特性。2、指導鉆井液流變性質的調整。鉆井液粘度過高粘度是由結構粘度還是塑性粘度引起的，便于調整。影響塑性粘度的因素主要有：1）鉆井液中的固相含量。這是影響塑性粘度的主要因索。一般情況下，隨著鉆井液固體顆粒逐漸增多，顆粒的總表面積不斷增大，所以顆粒間的內摩擦力也會隨之面增加。 愛因斯坦粘度公式 0 0 ?? ? ? a ? ?2）鉆井液中粘土的分散程度。當粘土含量相同時，其分散度愈高，塑性粘度愈大。3）

5、高分子聚合物處理劑。鉆井液中加入高分子聚合物處理劑會提高液相粘度，從而使塑性粘度增大。顯然，其濃度愈高，塑性粘度愈高；相對分子質量愈大，塑性粘度愈高。影響動切力的因素主要有：1）粘土礦物的類型和濃度：蒙脫石、伊利石、高嶺石。2）電解質：在鉆井過程中無機電解質的侵入均會引起鉆井液絮凝程度增加，從而動切力也增加。3）降粘劑：大多數(shù)降粘劑都是吸附在粘土端面，使其帶有一定的負電荷，拆散網架結構，從而降低動切力。 賓漢流變模式參數(shù)調整：1）降低

6、塑性粘度：通過合理使用固控設備、加水稀釋或化學絮凝等方法，盡量減少固相含量。2）提高塑性粘度：應用低造漿粘土配漿，加入加重劑、混油、提高 PH 值、加入高分子聚合物等3）降低動切力：最有效的方法加入降粘劑，若由鈣鎂離子侵入，可加入沉淀劑，除去鈣鎂離子。4）提高動切力： 可加入預水化膨潤土漿，或增大高分聚合物的加量。對于鈣處理鉆井液或鹽水鉆井液，可通過適當增加鈣鈉離子濃度。（2）假塑性流體和膨脹性流體( )n dv k dx ? ?n:

7、表現(xiàn)出流體非牛頓性程度。一般小于 1，為無因次量。鉆井液設計中經常要確定較合理的范圍，一般希望由較低的 n 值，在 0.7—0.4 之間，使其具有較好的稀釋性能。K(稠度系數(shù))：反映鉆井液的可泵性以及攜巖性。對于鉆井液，若 K 值過大，將造成重新開泵困難。若 K 值過小，又將對攜巖不利。因此，鉆井液的值應保持在一個合適的范圍內。假塑性流體：n1，雖剪切速率的增加而變稠。n：流性指數(shù)，表示假塑性流體在一定流速范圍內的非牛頓性程度。k：稠度