--钻井液密度
1、概念
钻井液的密度是指单位体积的钻井液质量。密度一般用符号“ρ”表示,常用单位是g/cm3。
ρ=钻井液质量( m)/钻井液体积(v)
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2、钻井对钻井液密度的基本要求
钻井液密度对钻井的影响:一是平衡地层压力。二是对钻速的影响。钻井液密度大,产生的液柱压力就大,钻具在井中转动的摩擦阻力就大,从而增加了动力消耗,加重了钻头研磨新地层的负担,致使钻速降低。密度过大易压漏地层,破坏油层渗透率,或把油、气层压死,增加了发现油气藏的困难。
综上所述,钻井对钻井液密度的基本要求是“压而不死,活而不喷”。即密度大,但不能把油层压死;密度小,但不能发生井喷。
--钻井液密度
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3、钻井液密度的调整
(1)提高钻井液密度的方法
一般可在钻井液中加入惰性的、密度大的固体粉末,如重晶石粉、石灰石粉、蚌壳粉等。还可加入可溶性盐类,如NaCl、CaCl2等。使用最普遍的是加重晶石粉。
--钻井液密度
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3、钻井液密度的调整
(2)降低钻井液密度的方法
1)机械除砂,即用振动筛、除砂器、除泥器清除钻井液中的钻屑、砂粒等有害固相,减少钻井液固相含量,从而降低密度。
2)加入清水稀释。
3)加入一定数量的发泡剂。
4)使用化学絮凝剂,使部分固体颗粒聚结沉淀而降低密度。
此外,加新浆、油类物质等。
--钻井液密度
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--流变参数
钻井液的流变参数主要有:漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、流性指数、稠度系数、剪切稀释性、动塑比和触变性等。
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1、漏斗粘度
概念:用一定体积的钻井液流经规定尺寸()的小孔所需的时间来表示,故也叫漏斗粘度。用大写字母“FV”表示,单位“s”。
使用漏斗粘度计测量的粘度就是漏斗粘度,它是钻井液直观流动性的表现,既受钻井液内摩擦力的影响,又受钻井液结构力的影响。用漏斗粘度计测量钻井液流动时间越长,表观粘度越大,钻井液流动性越不好。因此,漏斗粘度只具有相对意义,不能表示钻井液内部结构的变化。
--流变参数
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漏斗粘度计
--流变参数
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2、塑性粘度、动切力
(1)塑性粘度
塑性粘度是塑性流体的性质,它不随剪切速率而变化,反应的是钻井液在层流时,钻井液中的固体颗粒与固体颗粒之间、固体颗粒与液体分子之间、液体分子与液体分子之间内摩擦力的总和。
符号:“PV”,常用单位:。
--流变参数
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2、塑性粘度、动切力
(2)动切力(屈服值)
是塑性流体流变曲线中的直线段在τ轴上的截距,它反映的是钻井液在层流流动时,粘土颗粒之间及高分子聚合物之间相互作用力的大小,即形成空间网架结构能力的强弱。
符号:“YP”,常用单位:Pa。
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3、流性指数和稠度系数
(1)流性指数n
在幂律模式中,指数n表示假塑性流体在一定剪切速率范围内所表现出的非牛顿性的程度,因此通常将n称为流性指数。水、甘油等牛顿流体的n值等于1 。钻井液的n值一般均小于1。n值越小,表示钻井液的非牛顿性越强,表明流体的流变性偏离牛顿流体越来越远。流性指数是一个无因次量。在钻井液设计中,经常要确定流性指数的合理范围,一般希望有较低的n值,以确保钻井液具有良好的剪切稀释性能。
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