六速旋轉(zhuǎn)劑測泥漿的流變曲線

1、中國石油大學油田化學實驗報告實驗日期：XX成績:姓名：xx班級：xx學號：XX_教師：xx實驗一六速旋轉(zhuǎn)粘度計測泥漿的流變曲線實驗目的掌握六速旋轉(zhuǎn)粘度計的使用方法。掌握如何判斷泥漿的流型及對應流變參數(shù)的計算方法。比較賓漢模式、指數(shù)模式及卡森模式實際流變的吻合程度，弄清楚各種模式的特點。實驗原理旋轉(zhuǎn)粘度計工作原理電動機帶動外筒旋轉(zhuǎn)時，通過被測液體作用于內(nèi)筒上的一個專矩，使與扭簧相連的內(nèi)筒 偏轉(zhuǎn)一個角度。根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，一定剪切功率下偏轉(zhuǎn)的角度與液體的粘度成正比。于 是，對液體粘度的測量就轉(zhuǎn)化為內(nèi)筒的角度的測量。流變曲線的類型、意義流變曲線是指流速梯度和剪切應力的關(guān)系曲線。根據(jù)曲線的形式，它可

2、以分為牛頓型、 塑性流型、假塑型流型和膨脹性流型。為了計算任何剪切速率下的剪切應力，常用的方法是 使不同流變模式表示理想曲線逼近實測流變曲線，這樣，只需要確定兩個流變參數(shù)，就可以 繪出泥漿的流變曲線。牛頓模式反映的牛頓液體，其數(shù)學表達式為：T =nD賓漢模式反映的塑性液體，其數(shù)學表達式為：T =T o+n pD指數(shù)模式反映的是假塑型流體，其數(shù)學表達式為：T =KQ 或LgT =LgK+nLgD卡森模式反映的是一種理想液體，其數(shù)學表達式為T1/2 =T 1/2 +門1/2* D 1/2實際流變曲線與哪一種流變模式更吻合，就把實際液體看成哪種流型的流體。實驗儀器ZNN-D6型旋轉(zhuǎn)粘度計、高速攪拌器

3、實驗儀器使用要點檢查好儀器，要求：刻度盤對零。若不對零，課松開固定螺釘調(diào)零厚再擰緊。檢查同心度。高速攪拌時，外筒不得有偏擺。內(nèi)筒底與杯距不低于1.3cm。校正旋轉(zhuǎn)粘度計倒350ml水于泥漿杯中，置于托盤上，上升托盤，使液面于外筒刻度線對齊，擰緊托 盤手輪。迅速從高速到低速依次測量。待刻度盤讀書穩(wěn)定后，分別記錄各轉(zhuǎn)速下的穩(wěn)定讀書。要求：=2.0格，=1.0格。把水換成待測泥漿，重復2。繼續(xù)測靜切力，方法是在600rpm下攪1分鐘，然后將旋鈕轉(zhuǎn)到3rpm位置，把電源關(guān) 上，靜置1分鐘后啟動之，注意讀取刻度盤上的最大讀書。在重新再600rpm下攪1分鐘， 用同樣的方法讀取靜置10分鐘3rpm下的最大

4、值。T = 0.5*3 pa試驗后，關(guān)閉電源，倒出泥漿，洗凈內(nèi)、外筒，擦干裝好。注意：實驗后，由于靜切力的作用，刻度盤可能不回零，此時不需要再調(diào)零。實驗步驟熟悉旋轉(zhuǎn)粘度計的使用方法。檢查和校正旋轉(zhuǎn)粘度計。測量泥漿在各剪切應力和1分鐘、10分鐘時的切力0 1和 10)實驗數(shù)據(jù)處理相關(guān)數(shù)據(jù)處理方法：剪切速率D與轉(zhuǎn)速n對應關(guān)系：D=1.703*n泥漿剪切應力T與粘度計讀數(shù)對應關(guān)系：t =0.511表觀粘度：n =1中 (mPa - s);塑性粘度：n =中-中(mPa - s)a 2600p 600300動切力：T0=0.511(2氣00-氣00) (Pa)靜切力：T s=0.53 (pa)數(shù)據(jù)處理

5、：表一泥漿流變曲線測量數(shù)據(jù)記錄表粘度計轉(zhuǎn)速 n（rpm）60030020010063剪切速率D（s-11022511340170105粘度計讀數(shù)?（格）20.016.014.512.54.33.2剪切應力T （Pa）10.228.187.416.392.201.64D1/231.96922.60518.43913.0383.1622.236T 1/23.1972.8602.7222.5282.0731.789表觀粘度：七=10 mPa - s；塑性粘度：n p =4 mPa - s；動切力：T0=6.132 Pa。靜置1min的靜切力： 1 =5 Pa；靜置10min的靜切力，10 =7.9

6、Pa。3.數(shù)據(jù)結(jié)論：由數(shù)據(jù)作流變曲線：實際流變曲線與Bingham模式、幕律模式比較圖一泥漿流變曲線（線性、幕律） O 120O 11- 速切剪_ O 0(0224681012實際流變曲線線性（實際流 變曲線）乘幕（實際流 變曲線）剪切應力T /Pa分析：實際流變曲線與線性的Bingham模式在圖線上偏差很大，故認為該泥漿流變不 符合Bingham模式；實際流變曲線與幕律模式在圖線上很接近，但是幕律模式中n1，故流變性也不符合幕律模式。實際流變曲線與Casson模式比較圖二 泥漿流變曲線（Casson）分析：泥漿的實際流變曲線與其Casson模式在曲線上非常接近，可以判定該泥漿的流變曲線為Ca

7、sson模式。靜切力方面的結(jié)論：靜置1min的靜切力：T 1 =5 Pa；靜置10min的靜切力，10 =7.9 Pa。這兩個靜切應力的 差（即5Pa）表征了該鉆井液的觸變性能力，說明該鉆井液的觸變性較弱。實驗二常用API泥漿儀器的使用實驗目的掌握常用API泥漿儀器的使用和校正方法；掌握現(xiàn)場測試泥漿性能的標準方法。實驗原理在濾失介質(zhì)兩端加一定的壓力差，在壓力差的作用下，泥漿通過濾失介質(zhì)發(fā)生濾失。實驗儀器1.ZNS型失水測定儀一臺漏斗粘度計一個密度計一個秒表一個5.500ml,1000ml泥漿杯各一個6.PH試紙一盒7.20ml量筒2個，待測泥漿1000ml8.GJ-I高攪機一臺儀器使用要點1.

8、 ZNB型泥漿密度計將攪拌均勻的泥漿注入杯中齊杯口為止，輕輕將蓋旋轉(zhuǎn)蓋緊，擦去外溢泥漿，然后將 杠桿主刀口置于底座的刀墊上，移動游碼，使水平泡與中間兩根紅線相切，游碼左側(cè)邊線 所對刻度，即為該泥漿的密度（p/cmA3）。校正方法：測量清水比重應為1.00，否則，須減增秤桿末端調(diào)節(jié)器中的鉛粒。1）每測完樣品都要把刀口放置于刀架上，保護好刀刃。2）每測完樣品都要洗凈泥漿杯。2.ZNN型漏斗粘度計用清水刷凈漏斗，用手指堵住漏斗管口，把充分攪拌的泥漿經(jīng)篩網(wǎng)倒入漏斗，直至液面到達篩網(wǎng)底部（1500ml）,放開手指，記錄流滿量杯（946ml）所需的時間， 即為泥漿的粘度（秒）。校正方法：20 C左右時，清

9、水粘度為260.5秒。注意:1）保護管嘴，不得用鐵絲等硬物穿通。2）測量時，漏斗應垂直放好。打氣筒失水儀1）松開減壓閥，關(guān)死放空閥，打氣使氣筒壓力達到1MPa左右，然后順時針轉(zhuǎn)減壓閥，直到壓力表讀數(shù)為0.7MPa。2）用食指堵住泥漿杯氣接頭小孔，倒入適量的泥漿，使液面與泥漿杯內(nèi)槽相齊，放好密封圈（擦干），鋪一張干濾紙，擰緊泥漿杯蓋。然后裝入三通接頭，并卡好掛架及量筒。緩慢逆時針轉(zhuǎn)放空閥，當壓力表指針開始下降或有進氣聲時及時打氣，使壓力 保持為0.7MPa,見壓力明顯下降時開始計時。記錄7.5分鐘時鉆井液流出的濾液量，取開量筒，順時針轉(zhuǎn)放空閥，把泥漿杯 中余氣放盡，取下泥漿杯。 假設(shè)瞬時濾失量為零，量筒中濾液毫升數(shù)的2倍即為API濾失量。沖凈，擦干泥漿杯及杯蓋。PH廣泛試紙將PH試紙放到待測酸堿度的樣品中浸濕后取出，待其顏色穩(wěn)定后(大約 30 秒)，把變色的試紙