《鉆井液基本參數(shù)測定實驗》實驗指導書（模板）

1、鉆井液基本參數(shù)測定實驗一、實驗目的L鉆井液的漏斗粘度測量；2 .鉆井液的流變性能分析；3鉆井液的濾失量、泥餅厚度的測定;4 鉆井液靜切力的測定；5 .鉆井液中固相含量的測定。二、實驗內容1.鉆井液的漏斗粘度測量在現(xiàn)場，鉆井液的粘度習慣上常用馬氏漏斗粘度計來測量。它是測量鉆井液流動時的時 間變率。所得結果為表觀粘度。通常以S為單位。.測量儀器馬氏漏斗粘度計，如圖5-1所示;秒表；攪拌器；鉆井液杯。.測量步驟（1）一手持漏斗，并用手指堵住管口，將充分攪拌的鉆井液過篩網(wǎng)注入漏斗700cm3 （用量杯兩端各量一次）。（2）將量杯500cm3的一端朝上，置于漏斗管口下，另一手持秒表，準備測量。（3）放開

2、堵住管口的手指，同時開動秒表，記下流滿500cm3量杯時所有的時間，即為 鉆井液的粘度。.考前須知（1）使用前要用清水標定，方法同上，用清水標定時，水值為150.5s方可使用。(2)(3)手持漏斗測粘度時，要保持漏斗中心線垂直。 保護好漏斗管，不可用鐵絲等硬物去通。過渡泥槳帶網(wǎng)W號（6孔英寸）200ml500ml 9*圖5-1 ZNN型漏斗粘度計注：1 漏斗；2.量杯;3-篩2.鉆井液的流變性能分析通常使用六速旋轉粘度計（如圖5.2所示）來分析鉆井液的流變性能。它有兩個同軸直 立圓筒（內筒和外筒），當外筒旋轉時，由于液體的粘滯性，把運動傳給內筒。如果設半徑 為G的外筒以恒定角速度3旋轉，半徑為

3、八的內筒旋轉一定的角度后不再轉動。位于兩圓 筒之間液體那么呈同心圓筒層的形式旋轉。緊貼外筒的液層，具有和外筒相等的角速度3；緊 貼內筒的液層的角速度為零。公式推導請參閱有關書籍。夕圖5-2流速旋轉粘度計注：1-總開關；2-托盤；3-開關；4-指示燈；5-外筒；6-外筒刻線；7.刻度指示；8-彈簧罩;9-變速桿；10-擋位牌；11-變速箱；12-傳動桿；13-電機；14-保險絲；15-電源插座.測量儀器（1）電動六速旋轉粘度計采用雙速同步電機，儀器有六個轉速，每個轉速相應的速梯如下 表。表5-1粘度計轉數(shù)與速梯關系轉速60030020010063r/min速梯1022511340170105S-

4、1測量范圍：粘度：對牛頓流體：0300mPas對非牛頓流體：。150mpas剪切應力：0153.3Pa（2）變速局部:由變速箱、變速桿及變速電路組成，按動低速鍵鈕，如圖（B）所示淺 綠燈亮，變速桿的三個位置如圖（C）所示，從上而下分別表示100、3、300r/min,扭動高 速鍵鈕，蘭燈亮，變速桿的三個位置從上到下分別表示200、6、600r / mino變速桿可以連 續(xù)換擋，不須停機。(3)測量局部：由扭力彈簧，刻度盤，內筒，外筒組成，內筒與軸為錐度配合，外筒 是卡口連接。(4)支架，箱體局部。包括底座，支掌軸托盤等。.測量步驟(1)接通電源以300r/min和600r/min試運轉，外筒不

5、得有偏擺，掌握好六個擋的操作方 法。(2)檢查指針是否正對刻度盤0位，如果不對,那么須調0位。(3)將剛攪拌過的鉆井液(約350ml)倒入樣品杯，立即置于托盤上，上升托盤使液 面至外筒刻度線處，固定好托盤，注意樣品杯底與外筒底之間的距離不應小于1.3cm。(4)從高速到低速進行測量，待刻度盤平穩(wěn)后，記下各轉速下的刻度盤讀數(shù)。(5)靜切力測量先將流體用600r/min攪拌Imin,然后靜止Imin,用3r/min測量，讀得的刻度盤最大值 乘以0.511,即為初切力伍。再將流體用600r/min下攪拌Imin,靜止lOmin,用上述方法測量和計算，即得終切力加。(6)數(shù)據(jù)處理：r0 =5.11(3

6、00 仍mPas叱 0.511x300K 二 Pasn51 U4=0.511x 3(Imin)Pa%)= 0.511 x a(lOmin)Pa塑性粘度 1P = 6600 -3()0mPas表觀粘度r/a =，6()()mPasWVJ流性指數(shù) = 3.32Lg色絲3003.實驗要求(1)按下表記錄數(shù)據(jù)油高分子溶液鉆井液（2）計算/、葉、前、n、K、4、4,絕對粘度絕、極限高剪粘度8,卡森動 切應力屋。（3）在同一張座標紙上繪制三種流體的實際流變曲線并指出它們各屬何種流體。（4）對鉆井液按賓漢、塞律、卡森模式進行計算，并分別繪制流變曲線。對繪制的理 論曲線與實際流變曲線相比擬，所測鉆井液的實際曲

7、線與哪種模式相近。.鉆井液的濾失量、泥餅厚度的測定鉆井液濾失量的測定，對鉆井液的控制及處理將起到重要作用。該性能不僅受到鉆井液 中固相含量以及一些物理及化學方面的影響。同時也將受到溫度及壓力變化的影響，因此, 通常需要測量室溫低壓下濾失量及高溫高壓下的濾失量。這里我們只介紹測量室溫低壓下的 濾失量，假設在生產(chǎn)實際中需要測高溫高壓下的濾失量?？蓞㈤営嘘P資料。.測量儀器六聯(lián)（或ZNS）型氣壓失水儀，如圖5-3所示：泥漿杯泥漿杯位置1減壓閥輸出 位置2圖5-3失水儀注：1-蓋；2-氣瓶；3-通氣體；4-手柄；5-減壓閥；6-壓力表；7-支架；8-輸出部件；9-放空閥；10-三通頭；11-泥漿杯；12

8、-量筒ZNS型氣壓失水儀的結構及工作原理：如圖5-3所示。儀器主要有氣源輸入部件、輸出部件和鉆井液杯等局部組成。氣源輸入部件由蓋、氣瓶和通氣組成（六聯(lián)失水儀用鋼瓶供氣）。把裝有CO2氣 體的氣瓶裝入氣源輸入部件。把蓋擰緊，氣瓶即翻開。CO2氣體進入減壓閥（5）,擰緊手柄， 可使輸出的氣體壓力到達要求值。減壓閥上裝有壓力表，指示此壓力。輸出部件上裝有 放空閥和三通接頭。三通接頭與鉆井液杯（ID接通。放空閥把剩余壓力放空。其工作原理 見圖5-l-3o當放空閥關死時，即處于位置1,減壓閥輸出被密封圈堵死，氣體無法進入鉆 井液杯。而鉆井液杯與大氣相通。當放空閥退出時，即處于位置2,鉆井液杯與大氣隔絕而

9、 與減壓閥輸出相通。C02氣體由減壓閥輸出進入鉆井液杯。當放空閥恢復到位置1時，這時 鉆井液杯內氣體放空，便可平安卸下鉆井液杯。.測量步驟（1）翻開氣瓶，調整減壓閥，使之準確為0.7Mpa。（2）取下鉆井液杯，在底部扁密封圈下放一張9濾紙，旋緊鉆井液杯卡口，倒入鉆 井液至杯內刻度線，小心放到支撐架上，放好上部密封圈（大小要合適，必要時用手摸一下， 以防止密封不嚴），旋緊鉆井液杯蓋頂部螺絲。取一支量筒；放到支撐架托盤上，上移托盤 至合適位置，用螺絲固定好。拿好秒表，準備測量。（3）逆時針旋轉放空閥手柄至一定程度，氣體進入鉆井液杯，按動秒表，開始計時。 此時不可繼續(xù)旋轉手柄，以防止將放空閥完全旋出

10、，將氣源氣體完全放出。觀察氣體是否進 入鉆井液杯，基本有兩種方法：第一種，當鉆井液杯排放管有濾液出現(xiàn)時，說明已進氣；第 二種，當壓力表指針往回偏擺，以后又慢慢恢復到0.7Mpa時，說明氣體已進入鉆井液杯, 當鉆井液初失水很小時，不宜采用第一種方法。30min后，取下量筒。順時針旋轉放空閥（注意方向不要弄錯），到一定程度， 聽到絲噬”的聲音，同時可感到氣體從手柄上的氣眼中放出，聲音消失時，旋緊手柄，即可 平安卸下鉆井液杯。讀取量筒中濾液的體積（ml）,即得鉆井液的失水量；用pH試紙測濾液的pH值，即 得鉆井液的pH;倒出鉆井液杯中的鉆井液，用水輕輕沖洗泥餅外表，用鋼板尺即可測量泥餅 的厚度（mm

11、） o通常，應測量30min的失水量。但對于API試驗來說，如失水量大于8mL用7.5min 所得的失水量乘以2,即得API失水量的近似值；泥餅厚度也乘以2o.考前須知（1）熟練使用三通閥，以免實驗失敗或出現(xiàn)危險；（2）往鉆井液杯放濾紙時，不要打濕濾紙，以免影響測量結果準確性；（3）密封圈要放好。.鉆井液靜切力的測定鉆井液的靜切應力指的是鉆井液的凝膠強度。其大小是指使鉆井液開始流動的最低切應 力，單位為Pa。切力計（如圖5-4所示）是測定鉆井液靜切力的一種輔助儀器（在本節(jié)第三段中已介紹 了用六速旋轉粘度計測靜切力的方法）。它是由一個長89mm，內徑為36mm,重5g的硬鋁筒 和標有靜切力單位的

12、刻度尺及試樣杯組成。讀數(shù)可由刻度尺上直接讀出。但此讀數(shù)不能與直 讀式粘度計所測得的結果相比。.測量儀器ZNQ型浮筒切力計，如圖5-4所示；（2）電動攪拌器等。.測量步驟（1）將500cm3攪拌好的鉆井液倒入試樣中（鉆井液面對齊刻度的零線），靜止lmin, 把浮筒沿刻度尺垂直向下送至與鉆井液面接觸時，輕輕松手，浮筒下降。待靜止時，讀出浮筒上端所指刻度值，即為初切刀用。（2）取出浮筒，洗凈涼干，重新攪拌試樣杯中的鉆井液，將鉆井液倒入試樣杯中靜放lOmin,測切力，即為終切力.考前須知（1）測量時要防止振動，勿使浮筒和刻度尺接觸。圖5-4切力計注：1-刻度尺；2.浮筒；3-泥漿杯5 .鉆井液中固相含

13、量的測定鉆井液的許多性能，例如：密度、粘度、切力在很大程度上取決于固相的類型和含量; 固相的類型和含量還是影響鉆井速度的主要因素，因此固相控制在鉆井液工藝中占有突出的 地位。鉆井液中各種固相（土、鉆屑、重晶石等）的含量數(shù)據(jù)是固相控制的依據(jù)，因此鉆井 液固相含量的測定無疑是十分重要的。鉆井液的固相含量和液相含量可以用蒸儲器來測量。把一定體積的鉆井液試樣放在一個 耐腐蝕的容器中，加熱使其液相成分完全蒸發(fā)。蒸汽經(jīng)過冷凝器，用一個帶有刻度的量筒收 集蒸偏出的液體，從而測定出液相的體積。懸浮的、溶解的固相總含量，可以從鉆井液體積 與液相體積的差值而得到。圖5-5固相含量測定儀注：1-電源接頭；2-加熱棒

14、插頭；3-套筒；4-加熱棒；5-鉆井液;6.引流管;7-冷凝器；8-量筒.測定儀器鉆井液固相含量測定儀（如圖55）。.測量步驟（1）拆開蒸儲器，放平鉆井液杯，將攪拌好的鉆井液倒入杯中倒至差點將滿。（2）輕輕地將鉆井液杯蓋放置杯口，讓多余的鉆井液從螺孔溢出，將溢出的鉆井液揩 凈，此時杯內的鉆井液為20ml。（3）輕輕地抬起杯蓋，滑動蓋子，將粘附在蓋底面上的鉆井液刮回到鉆井液杯中。（4）向鉆井液杯中加入35滴抗泡沫劑，以防止蒸儲過程中鉆井液溢出，然后擰上套 筒。（5）將加熱棒旋緊在套筒上部（注意豎直，勿使鉆井液從引流管處溢出）。（6）將加熱棒插頭插入電源接頭（注意蒸儲器必須豎直）。（7）在儀器箱后，將蒸鐳器引流管插入冷凝器側端孔內，且緊抵導流管，放置穩(wěn)定， 將一清洗干凈的量筒夾在冷凝器導流管口處收集冷凝液。（8）將電源插頭上電源（220V,交流），進行蒸儲，且記時間。（9）通電35min,第一滴儲出液儲出，其后連續(xù)蒸儲，直至鉆井液被蒸干，不再有 儲出，拔下電源插頭，切斷電源。蒸儲時間大約需2040min。（10）記下量筒內儲出液（水或油與水）的體積數(shù)，假設儲出液為水與油，且分層不甚清 晰，可向內加入13滴破乳劑。（11）用環(huán)架套住套筒上部，將蒸儲器與冷凝器分開，拔下電源接頭，將蒸儲器淋水冷卻（注意勿使水淋在加熱棒上）。(12)大局